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網絡是數據中心最為重要的組成部分，完成了所有設備之間的互連，并讓各種數據在不同設備之間暢通傳遞，包括現在火熱的云計算、大數據及虛擬化技術都要依仗網絡。有些時候，網絡帶寬的高低已成為了影響數據中心業務部署發展最為關鍵的因素。網絡帶寬就像服務器CPU的計算能力一樣，在固定大小面積的一塊芯片上要提升計算能力，需要不斷在技術上尋求突破，對于網絡帶寬同樣如此，單端口帶寬是決定網絡帶寬水平的重要依據。當然，我們可以通過多鏈路捆綁以達到更高的帶寬，但這樣不僅浪費傳輸線路，而且對帶寬并沒有明顯提升。比如：我們可以將四個10G端口做鏈路捆綁，得到40G總帶寬，但線路要鋪設四條，如果用40G端口，一個端口就能夠滿足，而且若四個40G端口做鏈路捆綁就能夠得到160G的帶寬。這樣，通過提升單端口帶寬得到的效果最顯著，所以很多數據中心都在追求更高的單端口帶寬技術。

　　數據中心網絡主要采用以太網協議轉發技術，回望這幾十年的以太網發展史，網絡帶寬已經從最開始的1M發展到現在的100G。數據顯示，2016年，全球100G光模塊的出貨量接近100萬只，100G光模塊銷售額也達到了11.5億美元，相比2015年的4.6億美元，增幅高達150%，2017年仍將繼續保持高速增長。要知道40G/100G的標準IEEE802.3ba也僅是在2010年6月才發布，距今還不到7年，可以太網從誕生到現在也不過才44年，從1M到10G用了三十年，而40G/100G也就發展了十年而已，速度提升的越來越快。如今40G端口已經成為數據中心的標配，作為數據中心的出口，40G 的光模塊出貨量基本和10G持平，很快可以超越10G。而在一些大型數據中心，40G端口只能作為接入，用100G端口作為出口與廣域網互連，這樣一下子大大提升了網絡帶寬。雖然100G的價格依然比10G和40G高出不少，但依然阻擋不了數據中心對100G的旺盛需求。

　　隨著100G大規模步入商用，很多人又瞄上了400G，甚至更高。其實在光纖里傳輸速度達到100G難度已經很大了，實現400G的難度將會更大。100G在技術實現上，實際上是將10G的光纖做捆綁，最多10根這樣來達到100G的帶寬，這里雖然在模塊和光纖體積上有了明顯縮小，但技術上并沒有很大的突破。只是在速率打包上存在一些挑戰而已。然而如果做400G還用光纖捆綁的方式就行不通了，那需要40根10G的光纖，因為已經很難再將10G光纖做得更細了，這必須要從根本上解決速率傳輸問題。400G面臨的主要問題是傳輸距離和頻譜效率的平衡問題。由于400G速率相對于100Gbit/S提升了4倍，如果采用與100G完全相同的技術，那么對于光電器件的帶寬響應也要提升4倍，目前的器件無法滿足。還有

　　速率提升到400G后，端口對于光信噪比的要求顯著增高，這就意味著傳輸距離將會明顯縮短。到目前為止，還沒有看到能夠很好解決這些問題的標準出臺。雖然已經有三個比較明確的技術解決方案，但每種都有一些缺陷，更是達不到商用的程度，所以400G的標準出臺也還要等待一些時日。早在2014年，IEEE802執行委員會就批準了400G以太網工作組成立，命令為P802.3bs。經過產業界各方的共同努力，草案D1.0已經于2015年9月推出，目前已經進入草案D3.0的征求意見階段，預計在2017年底能夠正式發布標準。隨著有關標準的成熟推出，將為后續400G產業發展起到較大的推動作用。

　　實際上，網絡帶寬從1M到400G，提升的速度是越來越快了，尤其是1G之后，不到10年就能提升一個數量級。未來網絡帶寬能夠達到多少，極限是多少，誰也說不清。曾有專家理論計算以太網傳輸速度的極限是1000G，即單端口傳輸速率無法超過1000G。這個依據的是香農理論，香農理論決定系統的頻譜效率越高(容量越大)，信號無誤碼傳輸需要的信噪比就越大，過大的信噪比會導致光傳輸距離大幅縮短，當端口速率達到1000G時，傳輸距離已經很近了，根本沒法實用。不過美國加州大學圣巴巴拉分校在2015年就已經研發出1000G的端口帶寬，并聲稱可以在2020年研發出10000G，即10T的以太網端口帶寬，一舉突破以太網理論速率限制，雖然沒有說明傳輸距離有多遠，但至少是可以理論實現的。如果這個真正變成現實的話，將徹底打破現有1000G速度理論極限的說法。其實我們回頭看以往的科技歷史，在萬維網出現之前的20年間，以太網的速度增幅大約為10年左右一個量級：1973-83年為10Mbps，1993年為100Mbps，1998年為1G，2002年為10G，2013年為100G，一切在當時看都是不可能的事情，現在也都實現了，聰明的人類總是會找到解決問題的辦法的。可以預計在2019-20年IEEE可能會成立1Tb(1000G)研究小組，然后到2023-24年，1Tb以太網標準也將會獲得通過。20年后是10T以太網;30年后是100T;40年后將出現1Pb以太網。到那時下載一個4D大片也只需要1秒，瞬間完成。相信科技可以改變一切。

　　數據中心的網絡帶寬需求從未停止，伴隨著移動設備的普及化、視頻業務的流行化、移動互聯的深入化，數據中心對帶寬的需求只會持續增加。數據中心只能被動地去擴展網絡容量，40G、100G、400G甚至1Tb都有可能，只要有需求，就會有人愿意去做這方面的技術研究，突破現有網絡帶寬的極限。在未來，數據中心網絡帶寬沒有最高，只有更高。沒有人知道未來網絡帶寬的極限是多少，也沒有人能夠預測，但只要有實際需求，只要數據中心帶寬需求不斷提升，就可能會出現新技術突破現有帶寬限制，一切皆有可能!

來源：機房360

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