以太網(Ethernet)無處不在，已經達到開創(chuàng)者最初想到達到的境界—ETHER，成為人類信息社會無處不在的媒介。以太網已經發(fā)展了40多年，以太網的發(fā)展歷史大致是以10倍速來進行的，10M、100M、1G、10G、40G、100G，但從近幾年開始，以太網不再以10倍階進，而出現了多樣性。為什么會這樣?
以太網的地位，猶如“普天之下，莫非以太，率土之賓，莫非IP”。然而，以太網生態(tài)系統(tǒng)卻面臨新的挑戰(zhàn)，因為互聯網世界對它的需求已經超出了簡單的局域網與廣域網的概念，它必須能夠適合多樣性的網絡——這種多樣性需求甚至要達到工業(yè)領域的每個毛孔，包括車聯網。
變化與分化
隨著應用和需求的多樣化，未來以太網演進的方式將與以往不同，單一的演進之路不能滿足未來所有需求，以太網應用需要量體裁衣，按需而變。種種變化發(fā)生在兩個顯著和重要的場景中，一個是智能樓宇，另一個是數據中心。
在多數人眼里以銅纜為主體的智能樓宇，與以光纖為主體的數據中心，成為以太網應用的兩個日漸分離的應用市場。盡管兩個領域多有重疊，但依然可以建立 一個應用的分水嶺;另一個分水嶺則是IT設備。在IT的發(fā)展過程，終端設備的接入速度與網絡主干的速度也有階梯狀的過渡。終端仍然偏愛以銅接口為主，因為 性價比好;網絡干線越來越走向光纖，因為要速度快距離遠。以銅纜為主體的服務器接入，以光纖為主體的交換機連接，也日趨清晰。
請不要驚訝以太網也會開倒車。從行業(yè)發(fā)展來看10G似乎成為了數據中心和智能樓宇的分水嶺，把10G作為參考點，我們分開兩個方面來看以太網的發(fā)展。較早成熟并定義的10G以太網也可以做為銅介質和光介質共同使用的基礎點和起點，分兵兩路，各自向上和向下發(fā)展。
2.5G/5G 與智能樓宇
以太網一路向智能樓宇進發(fā)，智能樓宇的網絡連接趨向融合，一個網絡連接多種應用終端和傳感器是大勢所趨。與智能樓宇發(fā)展相伴相生的有Wi-Fi無線局域網的發(fā)展，物聯網的發(fā)展，這些發(fā)展要求以太網要能承擔兩種使命:
數據傳輸與供電。這里的供電當然是以太網供電，也就是POE技術的標準化與性能提升，從此低能耗終端逐漸統(tǒng)一到一根雙絞線上來，如IP數字電話、無 線接入點AP、數字攝像頭，LED燈具、高清音視頻設備、智能控制系統(tǒng)等等，沒有人愿意為每個終端單獨建立一個電源插座。高速無線網絡連接和高功率POE 供電，已經成為智能建筑發(fā)展的兩大技術保障，缺一不可。網絡用戶已經發(fā)展到如果離開Wi-Fi，就無法容忍的程度，并且用戶期望更高速的無線接入。而目前 樓宇基礎設施在接入點上很少有達到10G，大多數停留在1G及其以下。
我們現在有1000Base-T和10GBase-T兩種常見的以太網技術，盡管有很多用戶已經部署了Cat.6A銅纜來支持10Gbase-T， 但從服務器、交換機，AP無線路由，綜合布線等多個系統(tǒng)普遍提升到10G還有很長的路要走。Wi-Fi對基礎架構帶寬提出更高要求，2.5G和5G應運而 生。事實上，IEEE802.11ac時代已經到來，以太網為了滿足Wi-Fi網絡高帶寬、高流量的新需求，以太網交換機也將升級到2.5Gbps和 5Gbps。同時2.5G與5G的技術出現，也進一步延長了銅纜的生命力，因為2.5G和5G都計劃可以用在Cat.5e和Cat.6上，(當然用在 Cat.6A上最佳)。這使得智能樓宇市場依然在會在Cat.5e、Cat.6、Cat.6A三種銅纜等級上按需選擇。
NBASE-T聯盟包括了英特爾、思科、康普、福祿克網絡、Molex等20多個廠商，這個聯盟旨在推動2.5G和5G的發(fā)展，標準名稱為IEEE
802.3bz。NBASE-T的發(fā)展，將讓無線與有線更好地融合，而不是一方取代另外一方，銅纜的生命力將借助室內無線的需求進一步延長。了解這一點，你將不會驚訝這一結論：無線促進了有線。
在數據中心方面，以太網也有了更多選擇，尤其是25G以其以上的速率發(fā)展。
25G/50G與數據中心
數據中心對于以太網的需求，來自兩個最重要的考量，一個是節(jié)能，一個是成本。與數據中心發(fā)展相關的領域，包括了“云”的發(fā)展，以及 Leaf/Spine矩陣式網絡架構。隨著服務器性能的進一步提升，也隨著數據中心內從leaf到spine層連接在向100Gbps升級，那么服務器從 現有的10Gbps向25Gbps/50Gbps升級已經很有現實意義：因為10G的以太網速度標準往往滿足不了需求，而100G又太貴了，25G和 50G以太網標準的出現正好彌補了這兩者的不足。此外，25Gbps和50Gbps每通道技術將是未來100Gbps(4個25Gbps)和 400Gbps(8個50Gbps)以太網標準的基礎，因此業(yè)界普遍希望利用25G傳輸速率來替代現有的10Gbps速率。
包括Arista、博通、谷歌、微軟與Mellanox等五家公司已在2014年宣布成立25G以太網聯盟，針對25G和50G建立專用標準，從而 填補在服務器與交換機二者之間的空白。不過請注意，到目前為止在數據中心內的交換機連接還是被40G/100G技術占據主導地位。
相對于40G，25G享有單一通道的成本優(yōu)勢。如果是40G，則需要多個物理通道，因為它利用的是10G技術。25G以太網聯盟實際上是針對云數據 中心的，因為在IEEE之外對25G感興趣的相關各方也有一些共識。對25G以太網來說，關鍵優(yōu)勢是很多組件早已研制完成：因為100G以太網標準就是用 4個25Gbps匯聚而成的。所以兩種技術所用的組件可大量生產，從而推動價格的下降。通過四通道SFP接口(QSFP)，100G拆分成4個 25G，40G亦可以拆分成4個10G，因此多速率的以太網產品得以發(fā)展和應用，目前戴爾、惠普等廠商均已推出了多速率交換機。
圖1 IEEE基于多模光纖的技術發(fā)展路線圖(2015年發(fā)布)
IEEE最近的技術路線圖給出了多個方向。基于多模光纖，在10G之后，有25G、40G、50G、200G四種技術。值得注意的是100G已經在較早的時間給出了標準。
現在的問題是，在25G之后技術應該向何方發(fā)展?是40G還是50G?這兩者或者說兩者之一都有可能?這就是為什么以太網聯盟現在也積極參與到這一進程中來的原因。因為這不僅僅牽涉到25G，甚至還牽涉到40G、50G、100G。25G以太網聯盟他們所提到的50G實際上是兩個通道的25G。不過，現在針對單通道50G也有一些進展。
25GBase-T/40GBase-T
除了25G、40G等高速光纖接口的發(fā)展之外，25GBase-T與40GBase-T是兩個以銅為介質的高速以太網接口。在10G以上的以太網接 口技術中，光接口與光纖扮演著主要角色，但這并沒有阻礙銅接口與銅纜的發(fā)展。因為銅接口依舊有很好的性價比，其兼容性與易用性好于光纖，所以IEEE沒有 放棄對于Base-T的技術演進。目前正在實行的是IEEE802.3bq，這是基于Cat.8類銅纜的40G以太網，作為應用標準 IEEE802.3bq與布線標準Cat.8同步進行。同樣，25G以太網也可以基于銅纜進行傳輸，并且也以Cat.8類銅纜雙絞線為介質。
25GBase-T如果被發(fā)展，將大大地增強Cat.8存在的意義，使得Cat.8將可以在數據中心中同時支持25G和40G兩種應用——連接通道 同樣達到30米，可以自由地支持列中方式或列頭方式的服務器機柜連接。用戶部署Cat.8類的基礎架構將更有意義，用戶可以從容地從10GBase-T， 升級到25GBase-T，再到40GBase-T，以滿足不同類型的服務器接入。
圖2 IEEE基于銅纜的以太網的技術發(fā)展路線圖(2015年發(fā)布)
IEEE最近的技術路線圖，給出了多個方向。基于銅纜，在10G之后，有2.5G、5G、25G、40G四種技術。
結論
當你能抓住主要矛盾時，世界會變得更清晰，否則你將迷失在多樣性的世界里，以太網的世界也是如此。當我們站在智能樓宇與數據中心的兩個視角，同時也能站在IT終端接入與網絡主干兩個視角看待以太網時，你既不會迷失方向，也不會因為以太網的多樣性而困惑不已。
簡單地說，正是高速無線技術推動了智能樓宇的2.5G/5G發(fā)展，高速服務器技術則推動了數據中心25G/50G發(fā)展。
以太網應用與日俱增，以太網技術也在與時俱進。以太網從來沒有象今天這樣具有多樣性，而我們需要以太網的多樣性。這將是一個嶄新的時代!
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本文標題：以太網發(fā)展新階段 向多樣性遞進
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