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25G以太网VS 40G以太网:如何选择?

2020年03月25日 3473

如今,随着云数据中心和运营商对高带宽的追求,使得网络向100G甚至更高速率发展,网络升级到100G已然成为了必然发展。目前来说,10G-25G-100G和10G-40G-100G是网络升级到100G的两种常见方式,其中网络升级的关键在于25G和40G的部署。那么这两者之间有什么区别?网络部署时是选择25G以太网还是40G以太网呢?

25G以太网 VS 40G以太网:有什么区别?

25G以太网标准(IEEE 802.3by)是由IEEE和IEEE-SA于2014年发布,该标准弥补了10G以太网的低带宽和40G以太网的高成本缺陷。25G以太网采用了25Gb/s单通道物理层技术,可基于4个25Gbps光纤通道实现100G传输。由于SFP28封装是基于SFP+封装研发而来,且两者尺寸相似,因此25G SFP28端口可兼容10G SFP+端口,但25G SFP28光模块的带宽却是10G SFP+光模块的2.5倍。相对于40G以太网而言,25G以太网具备显著的性能优势,可提供更高端口密度以及更低带宽成本,这使得近年来25G产品(如25G交换机、光模块、DAC、AOC等)备受用户认可,被广泛应用于云数据中心和5G网络中。

40G以太网标准(IEEE 802.3ba)是由IEEE于2008年发布,该标准出现在25G以太网标准前,是当时主要用于实现100G传输的唯一路径。40G QSFP+光模块主要通过4个10Gbps光纤通道实现40Gbps数据传输。随着40G以太网技术的成熟化以及市面上40G产品供应商的增加,40G产品(如40G交换机、光模块、DAC、AOC等)的成本不断降低。但目前40G以太网受自身原因的影响发展并不乐观,如,在100G网络升级中,40G用于云供应商所提供的ToR(架顶式)交换机上并不具备成本效益和能源效率。


特征/要求 25GbE 40GbE
每端口的PCIe 3.0通道数 4 8
PCIe 3.0 带宽利用率 78% 62.5%
时钟频率 25.78GHz 10.31GHz
SerDes通道 单通道 四通道
服务器/ToR,3:1的过量使用率 96 24
接头 SFP28 QSFP+
DAC线缆 较细,4线 更粗,16线
线缆材料成本
更易过渡到100G 支持 不支持

25G VS 40G以太网:如何选择?

经上述介绍可发现,25G以太网和40G以太网存在差异性,针对100G网络而言,25G以太网部署更加容易。在面对网络部署时,是该选择25G以太网还是40G以太网呢?可以考虑如下三个方面:

应用

25G主要用于ToR交换机到服务器之间的接入(下一代数据中心的服务器接入),以及100G甚至更高速率的网络升级。而40G主要用于数据中心中交换机到交换机之间的连接,帮助打破接入交换机与配线交换机连接层面上的瓶颈。若是25G能在交换机互连中得到广泛应用,这将促进25G以太网更进一步的发展。与此同时,伴随着5G网络的到来,5G前传对25G WDM光模块的需求,将促使25G以太网迎来发展新高峰。对于40G来说,因为其效率高于10G,成本低于100G,所以它仍然是高带宽的最佳选择。

交换机

交换机的兼容性和端口密度是选择时需要考虑的因素。首先,对于交换机的兼容性来说,25G交换机和40G交换机的兼容性都取决于供应商,目前市面上大多数的25G交换机和25G光纤网卡(NIC)支持向后兼容10G,这样一来便于网络升级,且灵活性更高。由上可知,虽然25G以太网技术是一项新兴技术,但其兼容性比40G以太网更高。其次,对于交换机的端口密度来说,25G以太网采用的是单通道SerDes技术,与采用4个10Gbps通道的

以太网类型 通道速率 每端口通道 可用端口 总带宽(Gbps)
10G 10 1 128 1280
25G 25 1 128 3200
40G 10 4 32 1280
100G 25 4 32 3200

注:以上以3.2Tbps的容量和128个端口的以太网交换机为例

布线

对于10G-25G来说,若是短距离的交换机互连,可直接使用25G SFP28 DAC/AOC;若是远距离传输则一般使用SFP28光模块和LC跳线,其中LC跳线可直接采用原先10G网络中使用的LC跳线,有效节省了布线成本。对于10G-40G来说,若是短距离的交换机互连,可直接使用40G QSFP+ DAC/AOC;若是远距离传输则需要QSFP+光模块与12芯MTP/MPO跳线或LC跳线搭配使用,其中12芯MTP/MPO跳线的价格比LC跳线的价格贵,且与原先10G网络中使用的LC跳线不兼容,这将会导致布线成本增加。
25G和40G.png

总结

尽管25G和40G都能作为升级到100G的路径,但两者在应用等方面存在差异性。通常来说25G用于交换机到服务器的连接,而40G用于交换机之间的互连。对于部署新网络的用户而言,可灵活选择,这主要取决于业务量。对于计划将网络升级到100G或者更高速率的用户而言,可以考虑通过部署25G来实现网络升级。

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