撥開(kāi)迷霧看未來(lái)：數(shù)據(jù)中心何時(shí)走向400GE、800GE？

  ICC訊 AR/VR、元宇宙等新應(yīng)用的普及，智能工廠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程辦公等新模式的興起，5G移動(dòng)技術(shù)、邊緣計(jì)算等新技術(shù)的誕生，帶來(lái)數(shù)據(jù)的高速增長(zhǎng)。

  數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理，都需要在數(shù)據(jù)中心里進(jìn)行。隨著新興業(yè)務(wù)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心也變多.市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)ResearchAndMarkets發(fā)布的《全球數(shù)據(jù)中心托管服務(wù)市場(chǎng)機(jī)遇報(bào)告2021-2025》顯示，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心預(yù)計(jì)將從2019年的509個(gè)，增長(zhǎng)到2025年的890個(gè)，年復(fù)合增長(zhǎng)率為9.76%。

  另?yè)?jù)中國(guó)信通院發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至2021年年底，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模達(dá)520萬(wàn)架，近5年年均復(fù)合增速超過(guò)30%。其中，大型以上數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模420萬(wàn)架，占比達(dá)到80%。此外，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)高吞吐的發(fā)展趨勢(shì)明顯。

  面對(duì)充滿機(jī)遇的數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，許多人卻感到迷茫。比如，數(shù)據(jù)中心服務(wù)提供商以及各大企業(yè)，要建設(shè)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部交換系統(tǒng)，需要從當(dāng)下的10GE、40GE，提速到100GE，還是400GE?

  接下來(lái)，筆者將基于行業(yè)迸發(fā)出的新需求以及特征，抽絲剝繭，揭秘?cái)?shù)據(jù)中心未來(lái)發(fā)展方向。

  見(jiàn)微知著，

  發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心未來(lái)前行方向

  隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，數(shù)據(jù)中心迎來(lái)新機(jī)遇，成為ICT行業(yè)的星辰大海。但很多人并不清楚，數(shù)據(jù)中心未來(lái)發(fā)展方向到底在哪。每當(dāng)遇到看不到道路方向的情況，我們就要好好審視下未來(lái)3年、未來(lái)10年需求趨勢(shì)變化情況。

  想要辨別數(shù)據(jù)中心發(fā)展方向，我們也需要從行業(yè)應(yīng)用迸發(fā)出的最新網(wǎng)絡(luò)需求著手。我們注意到數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)如下特征。

  特征一，數(shù)據(jù)中心流量高速增長(zhǎng)。據(jù)IDC預(yù)測(cè),到2025年，數(shù)據(jù)中心流量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)超過(guò)180 ZB，服務(wù)提供商以及各大企業(yè)，亟需數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部交換系統(tǒng)，從10GE、40GE向100GE、400GE提速。

  特征二，數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，許多應(yīng)用對(duì)帶寬提出更高要求。目前，企業(yè)數(shù)據(jù)中心，正向25GE及50GE服務(wù)器網(wǎng)卡遷移;云數(shù)據(jù)中心，正向50GE及100GE服務(wù)器網(wǎng)卡遷移。據(jù)悉，當(dāng)用戶帶寬需求超過(guò)100Gbps時(shí)，400Gbps以太網(wǎng)將成為企業(yè)首選。此時(shí)，企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)中心需使用400G+光纖連接。

  趨勢(shì)三，新應(yīng)用發(fā)展，帶來(lái)新挑戰(zhàn)。新應(yīng)用不斷落地，對(duì)數(shù)據(jù)中心規(guī)模提出新要求。比如，傳統(tǒng)工廠向智能工廠演進(jìn)，帶來(lái)更多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，從而產(chǎn)生更多連接數(shù)。據(jù)IoT Analytics預(yù)測(cè),到2025年,全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將超過(guò)300億。

  高清核磁共振成像、虛擬遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)上銀行等業(yè)務(wù)發(fā)展，也將對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬提出更高要求;5G移動(dòng)技術(shù)，邊緣計(jì)算的興起，以及虛擬化和軟件定義網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，則對(duì)數(shù)據(jù)中心性能提出更高要求。

  趨勢(shì)四，日益增長(zhǎng)上云需求。居家辦公、短視頻、在線交易等業(yè)務(wù)發(fā)展，推動(dòng)應(yīng)用上云。據(jù)Synergy Research Group的調(diào)查結(jié)果顯示，2020年第一季度，數(shù)據(jù)中心硬件支出在公共云上增加25%。這推動(dòng)了云數(shù)據(jù)中心對(duì)400GE應(yīng)用的需求。

  趨勢(shì)五，邊緣計(jì)算發(fā)展。隨著應(yīng)用對(duì)時(shí)延要求越來(lái)越高，越來(lái)越多的企業(yè)已經(jīng)在設(shè)備和用戶附近，建設(shè)了用于數(shù)據(jù)處理以及分析的邊緣數(shù)據(jù)中心。此時(shí)，邊緣數(shù)據(jù)中心同樣需要更高帶寬的計(jì)算，對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理。這同樣推動(dòng)行業(yè)對(duì)400G網(wǎng)速的需求。

  基于以上五大趨勢(shì)，我們不難發(fā)現(xiàn)，400GE數(shù)據(jù)中心需求逐漸增大，滿足數(shù)據(jù)中心服務(wù)商和企業(yè)未來(lái)多年需求，能帶來(lái)更好的投資收益，所以成為行業(yè)發(fā)展方向。

  向著400GE出發(fā)，

  行業(yè)已準(zhǔn)備就緒

  兵馬未動(dòng)，糧草先行。400GE標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、方案是否成熟?能否快速落地?在筆者看來(lái)，我們可從標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面，了解行業(yè)的準(zhǔn)備情況。

  任何一個(gè)行業(yè)技術(shù)想要快速規(guī)模發(fā)展，離不開(kāi)行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。早在2013年，IEEE802全體會(huì)議正式?jīng)Q定400GE項(xiàng)目建立，標(biāo)志著400Gb/s速率標(biāo)準(zhǔn)化工作正式啟動(dòng);2017年，IEEE 802.3bs以太網(wǎng)定義標(biāo)準(zhǔn)被批準(zhǔn)，其中就包括400GE，預(yù)示著400GE標(biāo)準(zhǔn)全面成熟。

  也有很多人關(guān)注800GE情況。我們注意到，以太網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟在2020年4月，制定了用于800G以太網(wǎng)的800GBASE-R規(guī)范，但I(xiàn)EEE還未制定800GE以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。ETC宣稱(chēng)該規(guī)范盡可能地利用400GbE的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)建立一個(gè)800GbE MAC(媒體訪問(wèn)控制)和PCS(物理編碼子層)規(guī)范，并降低用戶可以在以太網(wǎng)端口上實(shí)現(xiàn)多速率的成本。

  在商用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面，我們發(fā)現(xiàn)，在華為等設(shè)備商努力下，400GE網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已準(zhǔn)備就緒。回顧100GE時(shí)期，在標(biāo)準(zhǔn)確立之前，主流網(wǎng)絡(luò)廠商就已上線單端口100GE單板，運(yùn)營(yíng)商也提前部署了100GE網(wǎng)絡(luò)。據(jù)第三方分析機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，400GE光模塊發(fā)貨量預(yù)測(cè)將高速增長(zhǎng)，在2019年到2023 年，復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)158%。

  IDC中國(guó)2021年發(fā)布的中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)預(yù)測(cè)2022-2026中顯示，2021年業(yè)界首次出現(xiàn)少量200GE和400GE的部署，到2026年還看不到800GE的部署。

  由此可見(jiàn)，在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，400GE發(fā)展正當(dāng)時(shí)，800GE標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品還沒(méi)成熟，還有一段路要走。未來(lái)3年，業(yè)界可以保持100GE/400GE的部署節(jié)奏，放心大膽建設(shè)，不用考慮800GE。一些交換機(jī)廠商推出的400G平臺(tái)，未來(lái)能平滑演進(jìn)到800G的，如華為在2019年發(fā)布的16800產(chǎn)品。我們建議現(xiàn)在要選擇具備未來(lái)10年向800G演進(jìn)能力的產(chǎn)品。

  從標(biāo)準(zhǔn)到產(chǎn)品：

  華為推成熟400GE，可向800GE演進(jìn)

  縱觀行業(yè)，華為這家ICT創(chuàng)新公司早已踏上400GE數(shù)據(jù)中心發(fā)展之路，為400GE產(chǎn)業(yè)成熟貢獻(xiàn)巨大力量，還打造適合現(xiàn)在部署、可以向未來(lái)持續(xù)演進(jìn)的400GE產(chǎn)品。而華為能夠做到的原因是華為在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)上的積累。

  首先，在研發(fā)方面，早在2011年，華為基于對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需求及技術(shù)發(fā)展的預(yù)判，以及高速以太端口標(biāo)準(zhǔn)研究的經(jīng)驗(yàn)，組織精兵強(qiáng)將，啟動(dòng)了400GE標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)技術(shù)的研究。

  之后，華為研發(fā)人才們一路攻克400GE道路上的難題，取得一個(gè)個(gè)里程碑式發(fā)展。2012年，華為啟動(dòng)400GE物理層高速傳輸技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā);2016年，完成400GE樣機(jī)研發(fā);2017年，完成業(yè)界首個(gè)400GE測(cè)試;2020年，完成NetEngine 5000E-20核心路由器QSFP-DD 400GE全球首個(gè)商用部署。

  其次，在產(chǎn)品方面，華為堅(jiān)持繼承與創(chuàng)新，保護(hù)已有投資還滿足未來(lái)需求。連續(xù)六年保持中國(guó)市場(chǎng)第一的華為CloudEngine系列數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，擁有業(yè)界最高密400GE數(shù)據(jù)中心框式交換機(jī)CloudEngine 16800：一套架構(gòu)實(shí)現(xiàn)10G、25G、40G、100G和400G五代速率共平臺(tái)，滿足未來(lái)10年平滑演進(jìn)。

  該系列中的華為數(shù)據(jù)中心盒式交換機(jī)CloudEngine 8851，可支持400GE上行轉(zhuǎn)發(fā)，支持端口自適應(yīng)，下行10GE/25GE/50GE，上行100GE/200GE/400GE靈活升級(jí)，一臺(tái)管三代。

  在產(chǎn)品性能方面，CloudEngine數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，相比傳統(tǒng)專(zhuān)網(wǎng)，最高可提升IOPS性能93%。

  據(jù)悉，華為CloudEngine16800、8800和6800系列數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，通過(guò)全球第一獨(dú)立認(rèn)證機(jī)構(gòu)歐洲SGS Brightsight實(shí)驗(yàn)室安全評(píng)估，獲得CC(通用準(zhǔn)則)認(rèn)證EAL4+級(jí)證書(shū)，成為全球首個(gè)在滿足NDcPP安全功能要求下，通過(guò)該級(jí)別認(rèn)證的交換機(jī)產(chǎn)品。

  最后，在標(biāo)準(zhǔn)方面，華為持續(xù)發(fā)力，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新方向。據(jù)悉，華為在推動(dòng)400GE標(biāo)準(zhǔn)成熟過(guò)程中，提交技術(shù)文稿超過(guò)170篇以上，并承擔(dān)802.3bs 200/400GE 2/10km標(biāo)準(zhǔn)工作組主席和光層標(biāo)準(zhǔn)編輯、802.3bn 50/200/400GE 40km標(biāo)準(zhǔn)工作組主席及主編職位等。

  筆者觀察：

  400GE來(lái)了，產(chǎn)業(yè)可相機(jī)而動(dòng)

  回顧人類(lèi)科技發(fā)展，每一項(xiàng)新技術(shù)從提出到落地，都伴隨著巨大挑戰(zhàn)。業(yè)界需要高瞻遠(yuǎn)矚，透過(guò)迷霧把握需求方向，然后在道路上的不斷探索，征服一個(gè)個(gè)艱難險(xiǎn)阻。數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域交換機(jī)創(chuàng)新演進(jìn)亦是如此。

  從上述分析可知，數(shù)據(jù)中心未來(lái)發(fā)展方向已明，需求與技術(shù)正向著400GE演進(jìn);行業(yè)也已在標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)展規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等方面做好準(zhǔn)備。可以說(shuō)，隨著領(lǐng)先企業(yè)積極部署，數(shù)據(jù)中心通往400GE的旅程已經(jīng)開(kāi)啟。數(shù)據(jù)中心服務(wù)商、運(yùn)營(yíng)商以及各行業(yè)企業(yè)，甚至可以考慮從跨越100GE，直達(dá)400GE。

  如今，國(guó)家重視先進(jìn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)力“東數(shù)西算”工程。此時(shí)，行業(yè)需要一位筑基者和領(lǐng)路人，為企業(yè)構(gòu)筑可靠的400G數(shù)據(jù)中心底座，落地國(guó)家政策。筆者認(rèn)為，華為早已各方面做足準(zhǔn)備，是一位靠譜的合作伙伴，將與各方一起引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心行業(yè)邁入400GE時(shí)代。