百G来袭 第11期

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IEEE802.3ba标准正式不到两年，40G产品就在国内进入了规模化商用阶段，100G产品也开始受到国内外众多互联网企业的热捧。市场需求的变化首度超过了技术演进的速度，我们应该如何看待这一变化？未来，100G产品的演进又将如何匹配云化互联网的需求？

10M到100M，100M到1000M，1000M到10G，再从10G到40G/100G。三十年来，提升带宽一直是以太网标准演进的主题。带宽的每一次增长，都引发了互联网应用创新的高潮。

今天，社交网络、视频、云服务等应用已让网络流量的增速出现几何级数的变化，甚至远超摩尔定律。据权威机构预测，未来5年，我国骨干网流量的年增长率将高达60%~70%，5年后对骨干网网络带宽的要求将是现在的10~15倍。骨干网的总带宽要求从当前的64Tb/s增加到120~155Tb/s，甚至200Tb/s以上，才能应对流量的增长。如果按照这一预测，不出三年40G的容量就会遭遇发展瓶颈。

市场调研机构Infonetics Research近期完成的一项市场调查显示，尽管目前40G产品具有价格优势，但运营商在改扩建和新建网络时，却普遍偏爱100G产品。被访运营商大多将40G视为100G的占位符，表示一旦100G技术在市场中普及，就会把网络升级至100G。

全球运营商对100G产品的渴盼预示，100G产品很快就会变成骨干网的核心力量，实现商用的周期也会缩短。但从当前100G产品的发展情况来看，不管是在运营商骨干网，还是其他商用市场，100G产品的应用依旧面临诸多挑战。

什么困住了百G

2011年2月，第三方测试机构EANTC在德国柏林完成了对全球首个端到端100G网络的测试。紧随其后，中国电信于3月成为首个启动100G测试的国内运营商。同时，中国联通也放出了启动100G测试的消息。2011年8月初，中国移动开始启动100G实验室测试，并表示将跳过40G，直接在骨干网部署100G产品。运营商相关人士表示：“骨干网的流量增长主要来自固网宽带，40G的容量越来越难以满足运营商的发展需求，40G设备的市场窗口已经被压缩。从需求角度出发，100G的需求已经渐渐成为骨干网的主导。”

虽然运营商对100G产品的热情远超40G，但100G产品在实际应用时却面临众多挑战。事实上，在2010年6月IEEE40G/100G 以太网标准之前，一些网络厂商就提前推出了40G/100G的网络产品。标准之后，各厂商更是争相搭上了100G的快车。然而，单端口100GE的高价位，特别是100GE光模块的价格偏高，限制其只能先在带宽压力巨大的节点优先部署。

另外接口模块在技术上存在物理尺寸大、传输距离短等问题，也是造成100GE产品难以在短期内得到广泛应用的原因。但对此，也有业内专家表示，随着100GE商用进程的推进，成本问题很快就会被解决，产品标准的规范问题也会随着市场的成熟被快速消化。

有专家指出，100GE路由目前仍然面临传输问题，如POS接口技术标准发展到40G POS就停止了。对于如何解决这个问题，目前业内的标准还不够明确。目前，厂商采用的100GE光模块基本为CFP光模块，其电接口为148针，最大数据传输距离为10公里。而过大的物理尺寸必然会对高密度端口部署造成影响。而10公里的数据传输距离，也难以满足数据远距离传输的需求。可以说，100G光模块技术当前仅解决了100GE接口的有无问题，还不具备很强的实用性。同时，路由芯片的处理性能也还无法满足高密度100GE的应用。

单端口100GE网络应用面临的最大问题还有价格及实际部署成本的问题。100GE光模块的成本目前较高，10个10G模块的价格反而比1个100G模块的价格还要低。H3C解决方案部部长康亮告诉记者，目前运营商大多只是建设了一些小规模的100G实验网，并未开始大规模部署于生产网，单端口100GE的应用规模还不足以降低硬件成本。在他看来，目前单端口100GE产品的产业链还未完全形成，相较40G产品也还不够稳定成熟，难以达到部署成本的“平民化”，短期内肯定不具备广泛应用的市场条件。

此外，在单端口100GE规模化应用的道路上，还有不少尚待解决的问题。比如，单端口100GE的带内光信噪比OSNR测试还未解决，不利于今后的运维；价格高且供货能力不足，难以满足规模化商用的需要；各厂商对40G与100G路由器的支持态度也不统一，混用极易发生故障等。

尽管国内的三大运营商对单端口100GE热情高涨，但受制于价格等因素，市场目前也只能耐心等待。

借平台型产品过渡

从40G到100G，必然需要一个过渡的过程。当前，由于10G、40G网络的市场体系相对完善，产品供应商众多，市场上的产品对10G、40G网络的支持已经非常成熟。借助10G、40G接口的成本优势和成熟的技术向100G过渡，已经成为业界共识。

国内市场中的100G路由产品，当前也普遍采取了这一设计思路。更确切地说，市场上大多100G路由器应该被称为100G平台路由器，也就是具备单槽位100G能力的路由器。100G平台路由器不仅可以支持单端口100GE接口，也可以借助100G平台支持更高密度的10GE、10G POS、40G POS等端口类型。这类路由器的主流接口依然是40G、10G速率的。思科推出的CRS－3、华为推出的NE5000E、H3C推出的CR16000等都是100G平台路由器。但是，这样的100G路由平台要想保障高密度部署时的线速转发性能，则需要极大提升单槽位的交换能力。比如H3C的CR16000，就通过其创新的交叉间隔矩阵架构实现了单槽位720G的无阻塞交换能力，以保障目前高密度10G或100G板卡的线速转发。华为NE5000E可以支持每槽位100G单板的线速转发，单框的无阻塞交换容量达到6.4Tbps，通过其200G交换技术，还能将单框交换容量提升至12.8Tbps。

尽管100G产品的规模化应用看似还存在一些阻力，但华为的技术专家认为，2011年各大运营商和第三方机构对100G平台路由器的测试和验证会让市场需求和产业链的成熟加速。2012年，会成为100G规模应用的元年。

展开节能大赛

100G平台路由器商用的大好前景，正在激发各大厂商展开新一轮的技术竞赛。40G/100G 以太网标准还未之时，各个厂商就已开始摩拳擦掌。在不到两年的时间里，100G平台路由产品已呈现出百花齐放的局面。

从2009年开始，业内厂商就开始陆续将100G产品推向市场。华为在2009年9月了100G端到端解决方案，为NE5000E集群路由器推出100G接口卡，其后又了200G高速路由器线卡。瞻博网络推出了适用于其T1600核心路由器的100G接口卡。随后，思科就推出100G核心路由器CRS-3，并在汇聚路由器ASR 9000上扩展了100G接口。博科也了100G以太网高密度路由器。2011年1月，H3C也推出了基于100G的核心路由平台CR16000系列。

记者发现在线速转发能力方面，市场中主流产品的技术差距并不大。但各大厂商在推出100G产品的时候，却都强调了新产品在节能效益方面的变化。比如思科声称其100G平台产品功耗相对思科其他平台耗电量降低60%。而华为的NE5000E则号称是业内最低功耗的集群路由器，整体功耗小于3W/G。H3C推出的CR16000路由器在整体设计时全面采用了绿色技术，从芯片、板件、电源、系统各个层面进行了节能优化。

与40G平台路由器相比，当前市场上100G平台路由器的平均每G比特功耗，确实要低于40G平台路由器的平均水平。100G平台路由器在端口密度、功能大大增强的情况下，在节能方面的表现比上一代产品明显优异。H3C解决方案部部长告诉记者：“网络设备处理性能增加的同时，能耗也在急剧增大。所以，能耗将成为衡量100G路由产品的重要指标，同时也是用户在建网时测算网络投资成本的重要标尺。”

技术发展多元化

目前，100G平台路由器主要被应用于运营商核心网或骨干网。随着流量压力的增大，近年来网络骨干节点核心路由器的发展方向已全面改写，高可靠性、高可扩展性和强大的处理能力、转发能力及交换能力，已被众厂商视为核心路由器的新标准。但运营商当前在选择100G路由产品时，其标准依旧是标准化和规模效应。

自2009年起，业界的主流厂家就开始陆续自己的单端口100GE。但当时，40G/100G标准还尚未正式，通用标准无法完全体现在产品设计中。因此，目前仍然需要通过100GE互通测试才能完成商用，以确保单端口100GE单板基于标准设计。

IEEE 802.3ba标准对100G产品而言，只是速度标准。华为技术专家告诉记者，每年运营商都会举行相关的入网测试，验证各个厂家最新版本产品的稳定性后才能确定其是否能被广泛推广。目前主流厂家的100G平台路由器包括单端口100GE，已经在2011年参与了国内三大运营商的测试，避免了不能互通的风险。

“对单端口100GE，互操作性是最基本的门槛。在运营商的测试中，互操作性也是基本标准。其他的性能指标，运营商会根据各自的需要选择不同的侧重点。比如100G平台路由器上到底可以承载多大的流量，可以承载多少业务，还能增加哪些服务，才是各厂商表现各自优势的地方。体现在产品性能上就是稳定性、可靠性、功耗、空间等。”瞻博网络大中国区技术总监王卫表示。

体现规模效应则需要100G路由在高可靠性与高可扩展性方面有更好的表现，集群技术的应用对核心路由器已必不可少。目前，华为、思科、Juniper、H3C推出的100G平台路由器都是采用集群技术的路由平台，使100G平台路由器在实现性能叠加的同时还能大大提高系统的可靠性。

H3C解决方案部部长康亮表示，由于核心路由器要涉及复杂的路由协议计算，本身技术门槛就很高。未来，各大厂商的研发投入重点还会转向接口在加载多业务下的线速转发、动态信息的实时备份、故障链路或设备的快速收敛等技术。

百G应用走出围城

虽然100G平台路由器才刚刚走进国内运营商的实验网，但实际上100G产品的全球出货量及部署速度都在快速上升。在国内，山东联通的五星级IDC已部署了业界第一款100G的背靠背集群，黑龙江铁通、河北163等骨干网和大型IDC核心节点均有华为100G产品上线。

不再专属于电信网

从各厂商目前的发货情况看，100G产品在高性能计算、IDC、大型科研机构计算中心网络中的应用，甚至还有超过运营商市场的势头。2011年6月，博科100G产品的首次出货的对象并不是运营商，而是全球最大的科研中心之一――欧洲粒子物理实验室CERN，部署100G网络已被CERN视为其加快研究进程的关键工作。除了CERN外，博科还为大型互联网交换点（IXP）、CDN服务商以及霍华德休斯医学研究所等机构成功部署了100 G产品。

H3C还提前敲开了云计算市场的大门，将上海电信2010年建设的新一代云计算数据中心――上海电信五角场IDC的出口设备升级为100G路由设备CR16000。另外，湖南广电IP承载网目前也部署了H3C的100G平台路由器，借助CR16000强大的组播和路由功能为湖南广电用户提供视频点播、高速上网等业务。

H3C CR16000目前还被应用于湖南电力通信网中，作为省级核心节点负责全省MPLS VPN网络标签的分配和转发，同时通过CR16000的MPLS VPN跨域解决方案，与国家电力通信网通信管理系统实现数据安全传输。CR16000在电力通信网中的应用，也传递出一些信息。100G路由器能否提供与传输能力相对应的安全解决方案，对于其商用前景将至关重要。

或成云的最佳伴侣

除运营商外，互联网对百G路由同样有着急迫的需求。目前，业界普遍认为100G平台技术的成熟对于互联网的发展意义重大。100G平台路由器不仅可以为骨干网应用提供更大的带宽，对大型IDC的发展也具有重大意义。

华为技术专家指出，100G的应用可以逐步替代原有多条10G链路负载分担的方式，简化组网和管理；还能使槽位利用率提升，缓解大型IDC机房空间的压力缓解。

不仅如此，单端口100GE对于缓解视频和云计算应用带来的带宽压力价值非凡。H3C解决方案部部长康亮认为，百G路由产品的应用将会使云计算爆炸式增长的流量流畅运行，同时也会大大简化网络架构，降低云计算业务的运营成本。

在服务提供商向企业级客户提供云服务的时候，网络基础设施将成为至关重要的IT元素。客户的带宽需求飞速增长，影响着网络投资的回报比率和利润。Gartner预计，电信市场的规模将因此在2015年增长至2.4万亿美元。

云计算服务的价值在于通过大规模的IT集中建设与运营，带来大幅度的成本节约效应。在大规模IT服务环境下，网络、存储、服务器/管理等各方面的投入，都会在单位资源尺度内极大降低，从而在大规模经营条件下从单位资源获得更大产出。云服务必然会以网络速度和数据量为单位计算收益。

在大规模云计算环境下，网络性能无疑会成为核心要素。当前以千兆/万兆为主流的常规基础网络或许能够满足云计算服务初期或者小规模云服务的要求，但随着云计算资源和规模的不断扩大，量变就会导致质变。云计算数据中心会成为信息计算服务的核反应中枢，以100G能力为基础接口的网络分发将很快成为大规模云计算的必然选择。

百度、阿里巴巴等互联网公司的单个数据中心规模已超过万台服务器，这些企业在实现多个数据中心的后端网络连接后发现，其内部业务量随着数据中心规模的扩大和数据中心数量的增加上升很快，单个数据中心到内部业务网络的链路已经不得不扩展至16根10G。由此可见，100G超高速互联一定会成为云计算服务所需的高性价比方案。

链 接

100G路由器技术将为云发生变革

云计算环境对100G产品的需求很可能会超过运营商骨干网。云计算的着眼点在于"计算"，并以不同的计算形式来支撑云的服务。而与云计算关联最紧密的两大技术――虚拟化技术和集群技术，却都在呼唤100G产品。

在云计算特别是IaaS服务模式下，虚拟化技术将被广泛采用以实现计算资源的调度服务。与此同时，服务器多核技术也在迅速发展，服务器的网卡正在向高速万兆接口演进，这些变化直接导致了服务器接入I/O处理层面带宽的扩大和流量的激增，而骨干网必然会提出超万兆或面向40G/100G的基本要求。

而应用集群技术的目的，是将大量服务器通过集群方式整合，形成一个具有大规模计算处理能力的“巨型计算机”，从而完成巨大的计算处理任务。事实上，这也是一种N:1的虚拟化技术。在这样的计算应用中，几乎每一台服务器都处在重负荷的计算与吞吐压力下。而大型集群内子群之间的密集数据交换，则会导致网络上各个方向大规模的数据传输，由此产生的传输性能要求甚至已经超越了100G的规模。

万台服务器无阻塞交换已经成为互联网行业云计算业务的基本要求。当前，高密度、超高密度万兆端口已经无法满足云计算环境内部的需求，高密度40G/100G端口的应用是大势所趋，向100G带宽过渡只是个时间问题。

H3C解决方案部部长康亮表示："100G路由器可以使云间大量突发数据交换变得畅通无阻，跨广域二层云间互联会使虚拟机跨数据中心的迁移成为现实。因此，100G路由器技术有可能发生以下两方面的变革：部署复杂QoS策略下基于100G接口的三层线速转发能力以及对广域云计算业务良好的承载能力。"

顺应云计算发展的趋势，目前以10G接入，40G/100G为骨干的云计算网络正在逐步形成系统性的解决方案。这预示着，100G产品将成为云计算舞台上的真正主角。