科普:什么是 400G 以太网

  程办公的转变…… 所有这些变化都伴随着快速增长的数据和带宽密集型应用程序的压力随着 5G、物联网(IoT)的快速发展、社交媒体流量爆炸式增长、从传统办公到远,临容量升级数据中心面。

  SFP-DD趋势 1:Q。的行业对改进高密度网络解决方案的需求QSFP-DD 技术正在解决快速增长。表了有史以来第一次QSFP-DD 代,距离光学器件从铜缆到长,同的通用外形尺寸提供所有范围都可以以相。布了针对 QSFP-DD 外形尺寸的通用管理接口规范 (CMIS) 4。0 修订版QSFP-DD Multi-Source Agreement (MSA) 小组还发。

  存储和内存挑战 4:。存功能方面在存储和内, (NVMe) 功能在数据中心的采用至关重要400G 数据网络对于简化非易失性内存快速,阻碍 400G 部署而内存优化延迟可能会。

  型企业3、大。用 400G 技术大型企业正在加速采,时间内网络战略的一部分这是其未来三年或更长。 / ML 计算集群的广泛采用这一战略的主要驱动力是 AI,I / O 和 400G 扩展这些集群需要 50/100G 。企业至关重要这些功能对于。

  年 4 月2022 , 英伟达 Spectrum-4英伟达发布了新一代以太网平台。、英伟达 BlueField-3 DPU 和 DOCA 数据中心基础设施软件组成该平台由英伟达 Spectrum-4 交换机系列、ConnectX-7 智能网卡,规模云原生应用能够大幅加速大。

  了能够跨产品和模块使用通用代码库CMIS 4。0 版本的开发是为,可插拔光学管理系统的缺点并且还解决了以前版本的。模块向后兼容所有基于 QSFP 的收发器CMIS 还有助于确保 QSFP-DD ,100G / 200G 产品包括广泛部署的 40G / 。

  供商(CSP)1、通信服务提。0G 的采用方面处于领先地位通信服务提供商在推动 40。略上讲从战,费者和企业客户部署 5G通信服务提供商致力于为消,网络的带宽需求从而提高整个。/ 小型蜂窝部署的密度此外还必须 RAN ,G 业务目标以满足其 5。0G / 400G 架构的采用通信服务提供商正在加速 10,靠近用户以及应用程序和设备的位置5G 构建需要将云资源移动到更。此因,个网络中支持更多的设备边缘计算资源必须在整,多达 100每平方公里,台活跃设备000 。之下相比,最多只能支持 2000 台活跃设备4G / LTE 在一平方公里内。0G 带宽通过 40,用所需的设备和应用程序5G 能够扩展其主流采。

  外此,据显示有数,作负载和计算都由云数据中心处理2021 年大约 94% 的工,心仅处理 6%而传统数据中。2 到 15 个月就要翻一番云数据中心的带宽需求每 1,联网的增长速度甚至超过广域互。增长以及对高容量数据中心网络解决方案的需求所有这些驱动因素都在推动数据中心流量的不断。

  DCI 连接挑战 1:。显示数据,到 2023 年从 2019 年,5% 的 复合年增长率增长全球互连带宽预计将以 4。及需要跨数据中心复制的数据量增加等因素促进了 DCI 流量的高速增长诸如 CDN 的日益普及、云服务的迅速发展和云之间传输数据的需求以。

  年 4 月2022 ,交换机 H3C S10500X-G新华三发布了 400G 园区核心,中心级网络技术及全新设计理念S10500X-G 依托数据,换机性能极限打破园区交。发的云原生网络操作系统 ComwareS10500X-G 采用新华三自主研,化、微服务化的内核能力具备先天的云化、容器,与故障业务快速恢复可支撑业务百秒通流,及 AI ECN 技术的应用并通过 RDMA、RoCE ,高吞吐、低时延实现了数据的。全方面在安,c(Media Access Control SecurityS10500X-G 交换机支持全端口硬件级加密技术 MACSe, 安全)MAC,256 bits密钥长度可达 ,层协议免受攻击从根源上保护二,恶意网络攻击的风险降低数据泄漏和遭受。

  质上本,保同时实现高带宽和高密度 DCI400G ZR 的开发是为了确。(OIF) 的批准通过光互连论坛 ,0G 以前的 DCI 的成本和复杂性至关重要400G ZR 对于推进互操作性和降低 40。 ZR 将支持在城域应用中更多采用路由光网络预计 QSFP-DD 外形尺寸的 400G,式接入架构 (DAA)包括 DCI 和分布。

  9000 系列支持 400G 的新一代非模块化产品Nexus 9300 和 9500是 Nexus 。ud Scale 技术该系列基于思科 Clo,小型封装热插拔-双密度 (QSFP-DD) 端口引入完全向后兼容的 400G 光纤接口-四通道,ps 和 100Gbps 速度迁移到 400Gbps可以通过透明方式将现有数据中心交换矩阵从 40Gb。层和第三层可扩展性凭借高度灵活的第二,动化云环境不断变化需求的高性能以及可以满足虚拟数据中心和自。

  ) 的远程直接内存访问 (RDMA)趋势 2:基于收敛以太网 (RoCE。中心采用 RoCE 技术的关键400G 数据网络是加速数据。持零复制网络RDMA 支,应用程序内存或从应用程序内存传输数据通过使网络适配器能够直接将数据传输到,统的数据缓冲区之间复制数据无需在应用程序内存和操作系。跨 L3 边界的 RDMARoCEv2 协议还支持。

  模云提供商2、超大规。增加是采用 400G 的关键推动因素来自云提供商数据中心带宽需求的大幅。在向 50/100G 网卡过渡Hyperscalers 正,可编程性扩展网络,率至关重要的应用程序卸载实现对提高整体数据中心效,低功耗包括降。消耗的 1% 到 3%由于数据中心占全球电力,wer UsageEffectiveness)超大规模企业正在大力投资改善电力使用效率(Po。

  CE 结构由于 Ro,式拥塞通知 (ECN) 提供线速性数据中心网络交换机通过直接启用显,性能提升从而获得。外此,智能拥塞管理和 QoS 灵活性RCoE 有助于确保低延迟、。

   / ZR+ 的 DCI 连接趋势 4:采用 400G ZR。R 是一种标准400G Z,在 DCI 链路上传输多个 400G 有效载荷旨在使用 DWDM(密集波分复用)和高阶调制。现超过 80 公里的部署400G ZR+ 可实,域区域应用非常适合城, 固定无线接入 (FWA)例如 5G 回程流量、5G。

  HPC 集群挑战 3:。群在数据中心环境中大幅增长高性能计算 (HPC) 集,大的扩展挑战并带来了巨。00G 数据中心交换能力的需求HPC 集群无疑会加强对 4。

  G 采用的增长随着 400,提供了最紧凑的 400G 模块QSFP-DD 为数据中心市场,端口带宽密度以及最高的。的严格测试通过全行业,G 数据中心网络环境的高密度、高速可插拔模块QSFP-DD 功能已被验证为最适合 400。

  品支持提供全面的 400G 解决方案思科 Nexus 9000 系列产。400G 产品将满足所有网络架构的需求思科已宣布其 Nexus 系列相关的 ,供高密度的 100G / 400G 支持将经济高效地为具有大型网络规模的客户提,有更高的灵活性整个系统将具。

  0/25G 到 40/100G 的转变过去几十年见证了以太网速度从 1G、1,以实现更高的网络速度以太网行业不断创新, 和 800G如 400G。

  (SmartNIC)趋势 3:智能网卡 。据中心新的大量带宽需求方面发挥着关键作用智能网卡的出现在使 400G 能够满足数。G 端口以及具有 50G PAM4 SerDes 功能和 PCIe 4。0 主机连接的以太网连接目前最新的智能网卡提供两个 25G / 50G / 100G 端口或一个 200G / 400。和加速应用程序卸载不可或缺的一部分智能网卡的可用性是提高网络可编程性,中心效率至关重要这对于提高数据。

  媒体网络4、专业。需要更多带宽和更少的延迟来满足视频专业标准未压缩的 4K / 8K / 16K 视频。0 年以来自 202,量激增视频流,增长超过 70%视频流服务比最高。炸式增长超过了当前的传输能力视频应用容量需求和带宽的爆,展和 QoE 需求方面变得至关重要400G 在满足视频网络领域的扩。

  / 8K / 16K 视频挑战 2:未压缩的 4K 。作为通信方式的发展新冠疫情加速了视频,的互联网流量是视频目前超过 80% 。的带宽来传输未压缩的视频这意味着网络必须提供更高。

  商而言对于厂,挑战并存机遇与。今如,出 400G 产品各大供应商陆续推,市场竞争中获胜并不容易想从激烈的 400G 。用户而言不过对于,准化、规模化及量产的实现随着 400G 产品的标,成本将逐步降低400G 搭建,择也会更多用户的选。外另,0G 部署成本的大幅下降伴随 25G 和 10, 有迫切需求的用户无论是对 400G,观望中的用户还是对处于,是有利的无疑都。

  前目,用的最快的以太网连接100G 是被广泛采,稳步增长并且还在,是但,的持续增长随着流量,量数据传输的需求以及视频等大容,为数据中心的必然趋势400G 以太网将成。

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