以太網發展：性能是基礎 功能及開放是進階

當網際網路發展到了網際網路+，傳統資料中心發展到了雲，企業資料不論從規模還是資料結構的複雜度上都是以往所不能比的。面向未來的業務和應用，企業需要能夠對資料進行實時分析和處理，進而第一時間從資料中挖掘到資料價值，是以資料中心就需要有更高的性能，更快的速度，更大的容量，這對我們現有的雲基礎設施提出了挑戰。

事實上硬體技術的高速發展已經做到了這點，處理器性能根據摩爾定律呈現出周期性的提升，閃存替換了大量低性能的磁盤進而消除了存儲的性能瓶頸。而各種網絡技術和解決方案更是呈現出飛速發展的趨勢，這點可以從三個方面來講。

首先是網絡速度的周期性提升。以以太網為例，當下萬兆以太網已經非常普及，并且朝着25g、40g以及100g方向演進，由于生态非常完善，以太網也被衆廠商看好。與處理器性能的提升一樣，網速周期性的提升是資料中心基礎架構演進的一個基礎，網絡裝置在功能上的豐富也都是建立在網絡速度提升這個基礎之上的。

說到網絡速度的提升需要進一步提到資料中心的流量，造成資料中心流量增長的因素很多，其中移動終端及社交網絡的發展造成了資料中心南北流量的提升。而idc中國企業級研究部研究經理胡向東先生提到大資料帶來了大量的東西向流量，在大型的資料中心内部，我們可以看到實際已經逐漸不能夠滿足需求。他認為40g是更适合于交換機之間互聯，對于伺服器來講，25g由于部署的友善性，成本更低，擁有一個更好的成本效益，是以25g取得了在10g和40g之間比較好的平衡，是以它會是未來發展的一個方向。

其次是硬體技術的提升使得網絡裝置的功能愈加豐富。随着硬體技術的不斷發展，網絡裝置的功能也愈加強大。就最常見的網卡來講，當下以太網卡早已不是單純的資料接收和轉發的角色，對于虛拟化和rdma的支援是以太網卡技術的關鍵突破。

mellanox最新釋出的connectx-4 lx就是當下以太網卡的一個典型代表，在其産品亮點中，對sr-iov 的支援非常關鍵。sr-iov 是基于硬體的一種虛拟化解決方案，由于sr-iov 标準允許在虛拟機之間高效共享 pcie裝置，并且它是在硬體中實作的，這意味着connectx-4 lx的虛拟化功能在性能和成本(sr-iov在節能、簡化配線及減少交換機端口上有非常大的優勢)上都非常具有優勢。在對sr-iov的支援上，connectx-4 lx支援最大512個虛拟功能，同時最多每個主機16個實體功能(這裡指一個實體端口上虛拟出的實體功能)。

另一方面，對于roce(基于融合以太網的rdma)的支援是另一個亮點，rdma當下被公認為降低網絡對cpu資源消耗，同時提高系統網絡資料交換速度的重要技術。mellanox可以說是rdma技術了解最為深刻的網絡廠商。不僅是在connectx-4 lx中展現了對于rdma的支援，在mellanox衆多資料中心解決方案中都展現了rdma的優勢，比如之前fms2015上，mellanox就示範了一個nbdx解決方案，這一解決方案将rdma與nvme以及傳統的網絡協定結合在一起打造高速、高效的新一代存儲網絡。

不論是基于硬體的虛拟化技術sr-iov還是能夠有效降低cpu壓力的rdma技術都意味着目前以太網卡承擔了更多系統的功能，變得更加智能。與之前第一點談到的網絡速度的提升相比，這些功能上的豐富和更新是未來網卡技術的一個重要發展方向，也是硬體技術高度發展的必然結果。

最後是基于硬體的網絡産品向更注重軟體作用的sdn方向轉變。硬體技術的高速發展一定程度上造成了硬體性能過剩，同時基于硬體的解決方案在功能的豐富程度及靈活度上都表現較差，是以軟體的重要性得到了高度重視。這也是sdn當今能夠大行其道的一個重要基礎。當今sdn的讨論是一個生态級别的話題，因為sdn的關鍵優勢在于開放，而隻有整個生态鍊上的合作夥伴都對sdn報以支援，這種開放才有價值。

而mellanox新一代的spectrum交換機就是定位在開放以太網交換系統上。spectrum所做的首先是在功能及性能上做到最好，spectrum最高可做到6.4tb/s的傳輸帶寬，每秒47.7億資料包吞吐量，高密度方面1u機架内可以實作32個40/56/100gbe端口，同時100gbe版本兩端口之間的延遲僅為300ns。而從架構上，spectrum是開放的，允合作夥伴可以再spectrum的基礎上做系統級的開發。

mellanox公司市場副總裁 gilad shainer 先生就開放網絡架構談了自己的看法，他認為這個世界正在朝開放以太網發展，因為它可以支援我們的靈活性、創新性，同時還有非常好的競争優勢，mellanox是建立開放以太網的早期生态系統的一個組成部分。而mellanox在開發新的辦法來給客戶開放解決方案以及更高性能方面投入了大量的研發，因為這個需求還在不斷增長。

以太網的發展趨勢非常明顯，首先就是性能的提升，其次是網絡裝置對于虛拟化等功能的支援，并通過rdma這樣的技術釋放處理器資源并提升系統性能，最後是圍繞sdn等技術建立網絡生态。從mellanox釋出的connectx-4 lx以太網卡及spectrum以太網交換機新品上都可以看到對以上三個發展趨勢的支援。

從角色上來講，網絡裝置也已經從資料包接收和轉發的底層角色上升到對資料中心流量的監控和管理。這使得目前以太網解決方案在追求高速和高效的同時更加智能。mellanox作為能夠提供從闆卡、線纜到交換機及更完整的端到端網絡解決方案的廠商，其對于資料中心流量是尤其深刻的。這也奠定了connectx-4 lx以太網卡及spectrum以太網交換機能夠得到雲、web 2.0、資料分析、人工智能等行業客戶的青睐的基礎，同時mellanox也将在與伺服器、存儲、軟體以及雲服務商等合作夥伴共同構造資料中心生态過程中更有話語權。

本文轉自d1net（轉載）