趨勢解讀：John D′Ambrosia告訴你下一代以太網(wǎng)路在何方？

12月13日下午，華為在北京召開了一場特別的媒體沙龍，主題是《下一代以太網(wǎng)是未來全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵承載技術(shù)》，主講嘉賓是大名鼎鼎的以太網(wǎng)聯(lián)盟董事會主席John D′Ambrosia.同時，他還是華為以太網(wǎng)領(lǐng)域首席架構(gòu)師。

據(jù)John D′Ambrosia介紹，他于2015年12月正式加入華為，主要工作是幫助華為參與構(gòu)建面向未來的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。讓人吃驚的是，John D′Ambrosia主持下，華為參與了所有面向未來的下一代以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)項目。包括最受業(yè)界關(guān)注的下一代100GE、200GE項目。通過與John D′Ambrosia交流，我才發(fā)現(xiàn)我們熟知的以太網(wǎng)正在大跨步邁向下一個時代。

談起以太網(wǎng)，大家首先想到的一定是連接電腦的RJ-45接頭。由于以太網(wǎng)的普遍性，導(dǎo)致許多人都對其的存在熟視無睹，就像接通電源一樣接通以太網(wǎng)。而隨著無線技術(shù)的普及，還有許多人或許認(rèn)為以太網(wǎng)和這一切無關(guān)--視線不及之處，似乎就不存在。但是，以太網(wǎng)始終是在那里，無論你看不看得到，它從未離開。

著名的Metcalfe定律表示：網(wǎng)絡(luò)的有用性（價值）隨著用戶數(shù)量的平方數(shù)增加而增加。這一定律適用于所有網(wǎng)絡(luò)、所有接入用戶和接入設(shè)備--包括工具價值、經(jīng)濟(jì)價值和社會價值都是如此。而作為占統(tǒng)治地位的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以太網(wǎng)幫助釋放了這樣的價值。

在以太網(wǎng)誕生的前30年中，從10M到100GE出現(xiàn)了6種以太網(wǎng)速度：10M、100M、GE、10GE、40GE、100GE.幾年前，業(yè)界的興趣主要集中在這六種以太網(wǎng)的速度上面。但是在最近3到5年的時間里面，業(yè)界又對另外新出現(xiàn)的6種速度以太網(wǎng)產(chǎn)生了濃厚的興趣，速度從2.5GE到400GE,包括2.5GE、5GE、25GE、50GE、200GE和400GE.而所有這些新的以太網(wǎng)速率出現(xiàn)的時間間隔非常短，這也是大型數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用在其中起到非常重要的作用。僅僅在2016年，業(yè)界就引入了2.5GE、5GE、25GE這三種以太網(wǎng)速率，同時目前標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)展中的還有3種以太網(wǎng)速率（50GE、200GE、400GE）。這是一個重要信號，它表明隨著技術(shù)的進(jìn)步，下一代以太網(wǎng)的核心技術(shù)參數(shù)正在逐步被重新定義。

事實上，各行各業(yè)不同的應(yīng)用驅(qū)動著以太網(wǎng)技術(shù)的演進(jìn)與革新。在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用推動了主要是從25GE到400GE以太網(wǎng)的演進(jìn)。而在服務(wù)提供商中主要是電信運營商，則推動了50GE、200GE到400GE的以太網(wǎng)演進(jìn)發(fā)展。這些都是高速度以太網(wǎng)在不同層面的應(yīng)用。2.5GE、5GE以太網(wǎng)主要是支持企業(yè)高速率的接入和Wi-Fi的應(yīng)用功能。25GE到50GE主要是針對下一代服務(wù)器的應(yīng)用，其可以明顯降低CAPEX和OPEX.而50GE、200GE到400GE主要是針對電信運營商提供高速率、大寬帶的網(wǎng)絡(luò)連接需求。

未來十年以太網(wǎng)將走向何方？近年來，業(yè)界在這方面進(jìn)行了大量的研發(fā)投入，基本上將以太網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)勾勒了出來，這個生態(tài)系統(tǒng)包括企業(yè)以及園區(qū)網(wǎng)、運營商網(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)絡(luò)以及用戶終端等部分，同時也包括大型數(shù)據(jù)中心，以及服務(wù)提供商等部分。其中，大型的數(shù)據(jù)中心在推動以太網(wǎng)向更快的速度方向發(fā)展起到了重要的推動作用。有數(shù)據(jù)顯示，在巨大的以太網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場中，基于云技術(shù)的服務(wù)提供商現(xiàn)在的市場規(guī)模越來越大，而其他的一些市場規(guī)模一直在萎縮。

巨大的以太網(wǎng)市場空間

以太網(wǎng)聯(lián)盟主席John D'Ambrosia認(rèn)為：大型數(shù)據(jù)中心仍然是以太網(wǎng)新技術(shù)最早應(yīng)用以及創(chuàng)新的原動力。

針對全球三大數(shù)據(jù)中心的40GE發(fā)貨量（左）和100GE發(fā)貨量（右）

數(shù)據(jù)中心對于以太網(wǎng)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(shù)據(jù)中心發(fā)展相關(guān)的領(lǐng)域，包括了云技術(shù)的發(fā)展，以及 Leaf-Spine矩陣式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。隨著服務(wù)器性能的進(jìn)一步提升，也隨著數(shù)據(jù)中心內(nèi)從leaf到spine層連接在向100Gbps升級，那么服務(wù)器從現(xiàn)有的10Gbps向25Gbps/50Gbps升級已經(jīng)很有現(xiàn)實意義：因為10G的以太網(wǎng)速度標(biāo)準(zhǔn)往往滿足不了需求，而100G又太貴了，25G和 50G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)正好彌補了這兩者的不足。此外，25Gbps和50Gbps每通道技術(shù)將是未來100Gbps（4個25Gbps）和 400Gbps（8個50Gbps）以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，因此業(yè)界普遍希望利用25G傳輸速率來替代現(xiàn)有的10Gbps速率。

以太網(wǎng)聯(lián)盟主席John D'Ambrosia在接受《極客網(wǎng)》采訪時表示：以太網(wǎng)作為面向未來網(wǎng)絡(luò)的核心承載技術(shù)，其傳輸介質(zhì)和連接器將會對以太網(wǎng)的未來產(chǎn)生重大影響，使用新的標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)一步提升以太網(wǎng)的連接表現(xiàn)。40GE和100GE標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中已經(jīng)定義了光纖連接，但是P802.3bm仍然在嘗試定義下一代光纖線路，可以在單模光纖上支持40Gb/s帶寬，并且最大傳輸距離達(dá)到40公里；使用多模光纖可以支持100Gb/s帶寬，最大傳輸距離為100米，使用這兩種方式可以在建筑物和城市各個區(qū)域之間提供距離更遠(yuǎn)的高性能以太網(wǎng)傳輸服務(wù)。另外一個IEEE P802.3bq,嘗試通過在四對雙絞同軸電纜上定義全雙工操作，將其在25GE和40GE網(wǎng)絡(luò)上的最大傳輸距離擴(kuò)展到30米。

IEEE公布的以太網(wǎng)速率發(fā)展線路圖

在以太網(wǎng)比較活躍的二十多年的時間里面所發(fā)生的變化，基本上是在最近幾年時間內(nèi)就完成了。高速以太網(wǎng)的變化，增長并不僅僅是以十倍的速率，發(fā)展方向其實是一個綜合的過程，這不僅僅是推動每個通道的速率提升，而是會推動多通道技術(shù)同時發(fā)展。

業(yè)界還可以看到一些新技術(shù)發(fā)展，這就是基于接口通道化實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分片的靈活以太網(wǎng)（Flexible Ethernet）。在運營商網(wǎng)絡(luò)中靈活以太網(wǎng)可以提供網(wǎng)絡(luò)分片、子接口隔離等功能，支持基于業(yè)務(wù)體驗的未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以實現(xiàn)帶寬按需分配，通過專用硬管道來保證服務(wù)質(zhì)量和安全，提供低延時解決方案，同時與SDN技術(shù)的融合，支撐未來的VR、5G等業(yè)務(wù)發(fā)展。

John D'Ambrosia表示：在考慮到高性能計算的時候，可能都會想到Infiniband技術(shù)。而且可能認(rèn)為Infiniband在整個高性能計算領(lǐng)域占據(jù)著主導(dǎo)或者統(tǒng)治的地位。數(shù)據(jù)顯示，10GE基本上占到工業(yè)應(yīng)用80%的份額，但是在這個領(lǐng)域，Infiniband只占了20%的份額。Infiniband所占的高性能計算主導(dǎo)地位主要是在研究和學(xué)術(shù)的領(lǐng)域。

新的應(yīng)用場景催生新型以太網(wǎng)接口

John D'Ambrosia表示：所有的技術(shù)，都是需要綜合在一起。業(yè)界可以在實現(xiàn)高速度接口的同時保障靈活性。而這種靈活性，使以太網(wǎng)能夠補充一些新的功能，或者我們之前想不到的作用，它也能夠很好的發(fā)揮，例如帶寬的可配置性，可以通過不同的方式來實現(xiàn)。還可以通過接口通道化分片做到，來保證服務(wù)的質(zhì)量和安全，同時提供低延時的解決方案。其實這些都是未來的網(wǎng)絡(luò)所需要東西，而且業(yè)界已經(jīng)開始推動這樣的發(fā)展趨勢和演進(jìn)。

高速以太網(wǎng)接口創(chuàng)新使能更加廣泛的應(yīng)用。PAM4技術(shù)首次應(yīng)用在以太網(wǎng)中，為未來以太網(wǎng)提供了低成本、大帶寬的可能。50GE/200GE/400GE標(biāo)準(zhǔn)基于相同的56G PAM4技術(shù)，共享技術(shù)平臺，是下一代以太網(wǎng)的方向。這些都為PAM4技術(shù)廣泛應(yīng)用于以太網(wǎng)新速率奠定了堅實的基礎(chǔ)。

同時，基于分片技術(shù)的靈活以太網(wǎng)，在接口通道化技術(shù)方面的以太網(wǎng)接口的網(wǎng)絡(luò)分片解決方案，已經(jīng)開始展露頭腳。并且在大型網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用具有： 帶寬彈性、靈活分配（分片及綁定） ;專用硬管道，保證服務(wù)質(zhì)量和安全；提供低延時解決方案；與SDN技術(shù)的融合等多種特點，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

其中，John D'Ambrosia重點指出：未來以太網(wǎng)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)將從第一代原生以太網(wǎng)、第二代電信以太網(wǎng)向第三代靈活以太網(wǎng)進(jìn)行演進(jìn)。同時，通過標(biāo)準(zhǔn)化，IEEE 802.3/1,將構(gòu)建并支撐廣泛、成熟的以太網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

第三代以太網(wǎng)Flexible Ethernet從2015年開始起步，面向云服務(wù)、5G網(wǎng)絡(luò)分片、VR/AR及uHD視頻等時延敏感業(yè)務(wù)需求，通過接口技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)向高速大容量端口400GE、1TE端口等演進(jìn)。Flexible Ethernet利用通道化實現(xiàn)子速率承載、硬管道及流量隔離，以及低時延、低抖動的算法技術(shù)等，可以進(jìn)一步構(gòu)建智能端到端低時延鏈路，在擁塞情況下可以確保高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的低時延并實現(xiàn)零丟包，實現(xiàn)可保障的低時延、高QoS服務(wù)的IP網(wǎng)絡(luò)。Flexible Ethernet將成為未來全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

最后，《極客網(wǎng)》問到以太網(wǎng)技術(shù)的未來，John D'Ambrosia表示有三點：

1、基于PAM4技術(shù)，以太網(wǎng)產(chǎn)業(yè)會增加新的標(biāo)準(zhǔn)、速率等，如 50GE/200GE/400GE的40km/80km規(guī)格。業(yè)界逐漸開始形成共識，50GE/200GE/400GE以太網(wǎng)的接口速率將逐漸成為業(yè)界主流。

2、以太網(wǎng)聯(lián)盟繼續(xù)致力于推動廣泛的互聯(lián)互通以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3、靈活以太網(wǎng)成為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵方向。

迷失，這是一個每個人都會遇到的難題。以太網(wǎng)的世界里也是如此，只要有了方向，你既不會迷失方向，也不會因為以太網(wǎng)的多樣性而困惑不已。以太網(wǎng)應(yīng)用與日俱增，以太網(wǎng)技術(shù)也在與時俱進(jìn)。以太網(wǎng)從來沒有象今天這樣具有多樣性，嶄新的時代需要以太網(wǎng)的多樣性。

當(dāng)然，這是最好的時代，這是創(chuàng)新的時代！

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