什么是100Gb以太网?

更新时间:2023-12-11
100Gb以太网(100GbE)是一种以太网标准,支持高达1000亿比特/秒(Gbps)的数据速度。它的速度是 10GbE的10 倍。100GbE技术最初是根据电气和电子工程师协会IEEE) 802.3ba-2010标准定义的。然后根据802.3bg-2011、802.3bj-2014、802.3bm-2015、802.3cd-2018和其他标准定期更新。 自2021年2月以来,IEEE802.3cu-2021 标准定义了单模光纤上100GbE的物理层和管理参数。
100Gb以太网

100Gb以太网的演进

以太网是当今使用最广泛的局域网技术,于1973年在加利福尼亚州的施乐帕洛阿尔托研究中心出现。其开发背后的目标是将多个计算机工作站、服务器和打印机互连起来,以便它们可以相互发送数据。
在那个时代,这是一项了不起的成就,在此之前,这个时代一直由大型、昂贵的大型计算机主导。
最初,以太网连接不能超过2.85 Mbps。1980年,数字设备公司-英特尔-施乐供应商联盟发布了10Mbps以太网标准,称为DIX以太网标准。因此,在1980年代,以太网网络被限制在10Mbps的最大速度。
从1985年开始,出现了许多IEEE以太网标准。但是,IEEE在这些标准的名称中并不使用以太网,而是将该技术称为802.3载波感知多址和冲突检测,或简称为802.3。尽管如此,在指代802.3标准中描述的网络系统时,以太网名称仍然常用。
1995年,开发了100Mbps快速以太网系统。它包括多种双绞线和光纤介质系统。四年后,1,000Mbps以太网(1GbE)问世。
从1GbE到10GbE的过渡花了将近七年的时间。但是,从10GbE迁移到 40GbE 仅用了四年时间。然后,随着数据中心开始远离40GbE,100GbE网络设备的成本开始下降,100GbE网络开始被广泛采用。

100Gb以太网的优势

与其他以太网标准相比,100GbE具有明显的速度优势。更高的数据传输速度可以更快地访问企业网络中的文件。然而,该标准在数据中心网络和服务器机房中具有最大的优势。
随着互联网流量的增加和数据中心托管大量虚拟服务器和设备,它们需要处理日益复杂的请求并实时更新信息。所有这些都需要更高的数据速度,而100GbE可以提供。
100GbE产品(如交换机和其他网络设备)向后兼容。通过安装新的收发器或模块,可以重复使用现有的布线。这种布线整合简化了部署,减少了电力和空间需求,并降低了成本。
目前市面上已经推出了几款兼容100GbE的产品,包括网络接口卡、专用集成电路、服务器、处理器和交换机。借助新技术,企业可以减少部署的节点和连接数量,以提高性能、降低总拥有成本并降低布线复杂性。
在主干网络中,100GbE有助于缓解对争用率和核心网络过载的担忧。
100GbE标准还支持希望采用远程直接内存访问、基于融合以太网的RDMA和新兴技术(如基于结构的非易失性内存表达)的组织。
RDMA连接
左边是标准网络连接;右边是RDMA连接。使用RDMA,发起方和目标方必须使用相同类型的RDMA技术,例如基于融合以太网的RDMA或InfiniBand。

100Gb以太网的应用

40GbE标准设计用于组织内的服务器和以太网交换机之间。100GbE标准是长距离交换机到交换机传输的理想选择。
它也是具有高带宽和低延迟需求的主流数据中心的理想选择。对于具有传统工作负载但具有更大虚拟化和池化虚拟机和容器的数据中心来说尤其如此。100GbE也适用于以下情况:
  • 数据中心的交换、路由和聚合;
  • 互联网交换点;
  • 服务提供商对等点;
  • 高带宽应用,如视频点播;和
  • 高性能计算或云基础架构

100GbE和存储技术

软件定义存储将存储软件与硬件分离,帮助组织根据业务需求轻松灵活地扩展其存储容量。但是,使用 Microsoft存储空间直通、横向扩展存储和超融合基础结构等技术的工作负载往往占用大量存储资源,尤其是在移动大型文件或连续数据流时。
它们将更多的存储流量放在基于互联网协议的网络上。在这种情况下,100GbE存储提供比光纤通道更大的带宽,同时还降低了成本。100GbE提供软件定义存储技术所需的带宽,这些技术将数据存储与服务器硬件分离。

100GbE的硬件注意事项

100GbE支持现有的以太网技术、接口和设备,并与之集成。在铜介质中,它可以达到最远10米的距离。但是,当与单模光纤一起使用时,它可以扩展到长达60英里的距离。
100GbE调制方案将100Gbps分解为四个极化方案或数据通道,每个方案25Gbps。首先,100Gbps被分成两个极化流。然后,每个流被调制成两个25Gbps流。在升级到100GbE之前,组织必须首先确保其现有布线支持这些速度。他们还必须验证现有设备是否与标准兼容。
缺乏兼容性可能会导致设备之间的时钟同步不佳,从而增加延迟和数据包丢失。如果必须更新设备,更新其软件也很重要。这包括操作系统驱动程序和固件的更新或补丁。

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