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虛擬化趨勢是顯而易見、始終如一的，根植于對成本和性能效率、業(yè)務(wù)靈活性以及IT部門生產(chǎn)效率的要求之中。這一趨勢不容忽視。然而，要充分發(fā)揮虛擬化環(huán)境的優(yōu)勢，在用戶連接、資源分配、基礎(chǔ)設(shè)施投資最大化等方面必須考慮某些因素。通過對40/100G以太網(wǎng)(GbE)進行有效規(guī)劃和部署，企業(yè)可以消除潛在的障礙，完全實現(xiàn)虛擬化環(huán)境的優(yōu)勢。

40/100GbE是提高容量的關(guān)鍵，如果規(guī)劃得當，可提供一條順利的升級路徑，因為它將于近期成為主導(dǎo)標準。作為構(gòu)建下一代虛擬化數(shù)據(jù)中心和園區(qū)環(huán)境的關(guān)鍵基礎(chǔ)之一，40/100GbE已開始走上發(fā)展的快車道。本文將描述面向虛擬化數(shù)據(jù)中心和園區(qū)的40/100GbE架構(gòu)。IT管理人員越來越清晰地認識到40/100GbE的顯著優(yōu)勢1，看到其作為數(shù)據(jù)中心和園區(qū)商業(yè)建筑互聯(lián)方案的巨大潛力。

在經(jīng)濟層面，40/100GbE市場的進入壁壘不斷降低。將來升級到40/100GbE網(wǎng)絡(luò)時，可以使目前對10GbE網(wǎng)絡(luò)的資本投入得到有效保護。本文中的以太網(wǎng)交換和光纖布線示例顯示：

55%2的交換設(shè)備可以得到保護

57%3的光纖布線投資可以得到保留

在可用性方面，越來越多的供應(yīng)商開始為40/100GbE生態(tài)系統(tǒng)提供解決方案，而以Ethernet Alliance?則已多次舉辦40/100GbE技術(shù)的多供應(yīng)商互操作活動。Cisco?和CommScope?都積極地參與了這些活動。因此，人們在提前部署方面對封閉的供應(yīng)商關(guān)系的擔(dān)憂已經(jīng)消失殆盡。一方面，多家供應(yīng)商的參與提高了市場供貨量，另一方面，市場的廣泛普及降低了部署成本，在這些因素的作用下，40/100GbE基礎(chǔ)設(shè)施成為了一種可靠、明智的投資，目前和未來都是如此。

40/100GbE不斷增加的吸引力使其成為了人們的最佳選擇，成為了新一代高帶寬虛擬化應(yīng)用的標準配置。其卓越的性能以及在虛擬化環(huán)境中突出的經(jīng)濟優(yōu)勢進一步促進了其普及的步伐。

虛擬化數(shù)據(jù)中心

真正的數(shù)據(jù)中心虛擬化是端到端虛擬化，包括服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化，可以帶來多種多樣的優(yōu)勢。虛擬機和虛擬網(wǎng)絡(luò)部署起來非?？旖荨Ｆ淠苄Ш腿萘靠梢愿鶕?jù)各種工作負載的需求進行動態(tài)調(diào)節(jié)，不會造成資源浪費。災(zāi)難恢復(fù)的速度更快，而且初始和持續(xù)成本也低于傳統(tǒng)的非虛擬化模式。

在走向虛擬化數(shù)據(jù)中心和云的旅途中，數(shù)據(jù)中心管理人員會遇到諸多設(shè)計和運營方面的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計最顯著的一個挑戰(zhàn)是為目前以及可以預(yù)見的未來的應(yīng)用提供足夠的帶寬。借助聚合式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，正成為服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò)的事實選擇的10GbE也可能成為存儲接入網(wǎng)絡(luò)的良好選擇。有了接入層的10GbE，建議在數(shù)據(jù)中心的聚合層和核心層部署40/100GbE，在這些關(guān)鍵部位，40/100GbE可以消除以前妨礙虛擬化數(shù)據(jù)中心發(fā)揮其最大潛力的那些障礙。

虛擬化園區(qū)

在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中，視頻是一種快速增長的應(yīng)用。視頻應(yīng)用不僅僅是視頻會議或視頻流。企業(yè)視頻應(yīng)用包括桌面高清視頻、視頻電話、企業(yè)電視、IP視頻監(jiān)控和其他視頻生成及共享等。自帶移動設(shè)備 (BYOD) 是園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中涌現(xiàn)的另一風(fēng)潮。視頻、語音、數(shù)據(jù)和BYOD對園區(qū)的分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了極大的壓力。

與園區(qū)中傳統(tǒng)的第2層和第3層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計相比，核心網(wǎng)絡(luò)和分發(fā)網(wǎng)絡(luò)可以通過虛擬交換系統(tǒng)(VSS)、利用Cisco? Catalyst? 6500系列交換機實現(xiàn)虛擬化。VSS是一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)虛擬化技術(shù)，將兩個或以上的思科Catalyst 6500系列交換機匯聚成一個虛擬交換機。VSS通過自動負載共享調(diào)節(jié)系統(tǒng)的帶寬容量。VSS通過簡化網(wǎng)絡(luò)、使交換機管理開銷降低50%以上，從而提高運營效率。VSS增進持續(xù)通信，不會造成應(yīng)用服務(wù)中斷。VSS可以增強現(xiàn)有的多層交換架構(gòu)，而不會從根本上改變架構(gòu)，從而增進技術(shù)普及和遷移的便利性。

生態(tài)系統(tǒng)

表1列出了思科和康普出品的40/100GbE以太網(wǎng)交換和網(wǎng)絡(luò)布線解決方案示例。

表1- 40/100GbE生態(tài)系統(tǒng)

面向思科Catalyst 6500系列交換機的新型思科Catalyst 6900系列4端口40GbE光纖模塊(WS-X6904-40G)專門針對以下部署環(huán)境而開發(fā)：企業(yè)園區(qū)分發(fā)層和核心層、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心與10G網(wǎng)絡(luò)聚合、城區(qū)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心互聯(lián)以及多功能服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)。這些應(yīng)用都要求高性能數(shù)據(jù)吞吐量以及卓越的安全性、可管理性、虛擬化和服務(wù)質(zhì)量。

WS-X6904-40G模塊支持10GbE和40GbE兩種接口。圖2所示為思科Catalyst 6500系列交換機的10GbE和40GbE接口。這種新模塊是支持以單一格式同時連接10GbE和40GbE的唯一解決方案，有利于提高遷移的靈活性。WS X6904-40G模塊還有許多令人興奮的其他特有新功能，比如利用SGT(安全組標記)和SGACL(安全組訪問控制列表)以及基于IEEE 802.1AE MACsec(基于MAC的安全機制)標準的鏈路逐段加密來實現(xiàn)基于角色的端到端安全部署的CTS (Cisco Trust Sec)、VNTag(虛擬網(wǎng)絡(luò)標簽)和多種服務(wù)質(zhì)量功能。40GbE光纖模塊是構(gòu)建園區(qū)核心網(wǎng)絡(luò)的完美選擇，它可以把園區(qū)核心/分發(fā)層網(wǎng)絡(luò)中的VSS物理交換機相互連接起來。也可用于在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)層把接入交換機連接到VSS。目前，用戶們已開始廣泛部署這種模塊，并用于四個10GbE鏈路，一直到真正需要40GbE通道為止。

  康普SYSTIMAX? InstaPATCH? 360預(yù)端接光纖解決方案可以支持數(shù)據(jù)中心當前的10GbE速率，同時為最終的40GbE和/或100GbE升級做好準備。這些解決方案同時在收發(fā)器和系統(tǒng)兩個層次，在多家供應(yīng)商的封閉式和向公眾開放的環(huán)境中進行了測試、認證和演示4。結(jié)果反復(fù)表明，InstaPATCH 360預(yù)端接光纖解決方案和LazrSPEED?多模光纖解決方案遠遠超過了IEEE Std.802.3baTM-2010“40G和100G以太網(wǎng)”標準中規(guī)定的光纜長度。

SYSTIMAX InstaPATCH 360預(yù)端接光纖解決方案采用的是標準方法B極點方案。選擇該光纖解決方案的客戶不但得到了高性能、優(yōu)質(zhì)的光纖解決方案，同時也買來了放心：無論何時何地需要，其數(shù)據(jù)中心光纖布線基礎(chǔ)設(shè)施都能支持40/100GbE。最終的升級過程可能是一種簡單的程序。圖3所示為SYSTIMAX InstaPATCH 360預(yù)端接光纖解決方案的示例。 

旨在實現(xiàn)最大投資回報的解決方案

借助思科的交換解決方案以及康普的布線解決方案，不但目前可以輕松部署10GbE，未來還能無縫升級到40/100GbE網(wǎng)絡(luò)。 思科Catalyst 6500 E系列底座、6900系列10GbE和40GbE模塊以及Supervisor T2模塊使升級變得無比簡便。通過重新部署共用組件，可以實現(xiàn)對最終用戶投資的保護。共用交換組件可能包括一個Catalyst 6500 E系列底座、一個監(jiān)控模塊Sup2T和兩個電源。如圖4中的例子所示，當從10GbE升級時，對于40GbE短距(SR)共用組件，最終用戶可以節(jié)省55%1的資本費用，40GbE長距(LR)則可節(jié)省47%1。

類似地，康普SYSTIMAX InstaPATCH 360預(yù)端接光纖解決方案可實現(xiàn)10GbE到40/100GbE的無縫遷移，同時還能有效保護投資。典型的預(yù)端接多模光纖通道由設(shè)備、跳線、配線架或托架和多多芯推拉式 (MPO)中繼電纜構(gòu)成。圖5分別展示了10G、40G和10G以太網(wǎng)鏈路中的光纖信道。值得注意的是，圖5中三個信道的共用布線組件都是預(yù)端接中繼光纜。圖5同時為從當今的10GbE升級到未來的40GbE或100GbE提供了一條布線基礎(chǔ)設(shè)施遷移途徑。

  每條物理以太網(wǎng)鏈路都有一個布線信道。四條10GbE鏈路(或信道)、一條40GbE鏈路、10條10GbE鏈路和一條100GbE鏈路的布線成本分別如圖6所示。其計算方法是，將全部布線組件的成本相加求和，然后除以對應(yīng)速率的以太網(wǎng)鏈路(或布線信道)的數(shù)量，最后得到的商即為該成本。

通過重用共用布線組件——此處為SYSTIMAX InstaPATCH 360中繼電纜和360G2-1U模塊化托架——最終用戶可以在從當今的10GbE遷移到未來的40GbE或100GbE時，在多模光纖布線方面節(jié)省57%2的資本費用。

圖6列出了4x10G和10x10G光纖布線的成本，并分別與相對應(yīng)的40GbE和100GbE進行了對比。在此例中，1x40G的光纖布線成本接近4x10G，而1x100G的成本則比10x10G低19%。

  您可能感到很奇怪，在從4x10G遷移到1x40G以及從10x10G遷移到1x100G時，MPO電纜的成本為什么會增加呢?這是因為，對于10GbE，由于有光纖未使用，所以只有部分中繼電纜成本進行了攤銷;但對于40G和100G來說，攤銷的是全部中繼電纜的成本。換言之，在4x10G情況下，6個可能光纖電路中只會使用4個，因此，只計算了4/6的成本。類似地，對于10x10G情況，12個可能光纖電路中只會使用10個，因此只計算了10/12的成本。

請注意，對最終用戶來說，57%的投資保護率并非節(jié)省的唯一成本。當分發(fā)層網(wǎng)絡(luò)和核心層網(wǎng)絡(luò)遷移到40/100GbE時，設(shè)備和跳線可以重新用于網(wǎng)絡(luò)的其他部分：比如，10GbE的接入層網(wǎng)絡(luò)，甚至光纖信道SAN網(wǎng)絡(luò)。如此一來，最終用戶進一步提高投資保護率。

結(jié)論

40/100GbE的持續(xù)普及已經(jīng)開始重新定義現(xiàn)有的IT格局。這只是虛擬化數(shù)據(jù)中心和園區(qū)所需要的新一代高帶寬連接性能的第一步。隨著40/100GbE繼續(xù)顯現(xiàn)出虛擬化環(huán)境的全部性能和經(jīng)濟潛力，隨著園區(qū)部署的不斷增多，40/100GbE必將因出色的實踐性、速率和可靠性，使其作為新標準的地位得到進一步鞏固。由于40/100GbE不但能快速發(fā)揮效益，而且提供了一條最佳的升級途徑，因此，慧眼獨具的IT管理者們必將在任何升級計劃或新部署計劃中將40/100GbE當作一個關(guān)鍵的組成部分，尤其是那些需要在數(shù)據(jù)中心之間以及數(shù)據(jù)中心和寫字樓內(nèi)部實現(xiàn)全園連接的計劃。具體地，憑借卓越的性能和可靠性，今天投資購置思科Catalyst 6500系列交換機及其40GbE光纖模塊以及康普SYSTIMAX InstaPATCH 360預(yù)端接LazrSPEED和TeraSPEED?光纖解決方案，將來必將獲得豐厚的回報。

參考資料和注釋

1 G. Chanda(思科)和 Y. Yang(康普)，“40 GbE:What, Why Its Market Potential”，以太網(wǎng)聯(lián)盟白皮書，2010年11月

2 2%的值可能因多種因素而有所變化，比如硬件配置、采購價格等。新安裝必須進行測試，并符合思科系統(tǒng)公司發(fā)布的規(guī)格要求。

3 該比值可能因多種因素而有所變化，比如MPO中繼電纜長度、布線信道配置、采購價格等。新安裝必須進行測試，并符合康普SYSTIMAX發(fā)布的規(guī)格要求。

4 D. Hall和Y. Yang(康普)，“40/100 Gigabit Ethernet Eco-System is Alive and Well”，康普白皮書，2011

5 在圖6的例子中，MPO中繼電纜的長度為174英尺，跳線長度為10英尺。這些長度是根據(jù)Paul Kolesar于2012年5月向IEEE 802.3新一代40G和100G光學(xué)研究小組提交的論文來確定的，論文題目為：“Cabling Cost-Centroid Lengths for Simplified Total Cost Comparisons?！?/p>

圖6中示例所用的多模光纖信道配置是一種互聯(lián)配置。在10GbE布線信道中，兩個光纖模塊通過MPO中繼電纜背對背連接，同時插入LC跳線以在兩端連接光纖模塊。在40/100GbE布線信道中，兩個MPO適配器配線架由一條MPO中繼電纜背對背連接，同時在兩端將設(shè)備跳線插入了MPO適配器配線架。

下表列出了圖6中所示成本研究所使用的產(chǎn)品。

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