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  網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)中心最為重要的組成部分，完成了所有設(shè)備之間的互連，并讓各種數(shù)據(jù)在不同設(shè)備之間暢通傳遞，包括現(xiàn)在火熱的云計算、大數(shù)據(jù)及虛擬化技術(shù)都要依仗網(wǎng)絡(luò)。有些時候，網(wǎng)絡(luò)帶寬的高低已成為了影響數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)部署發(fā)展最為關(guān)鍵的因素。網(wǎng)絡(luò)帶寬就像服務(wù)器CPU的計算能力一樣，在固定大小面積的一塊芯片上要提升計算能力，需要不斷在技術(shù)上尋求突破，對于網(wǎng)絡(luò)帶寬同樣如此，單端口帶寬是決定網(wǎng)絡(luò)帶寬水平的重要依據(jù)。

  當(dāng)然，我們可以通過多鏈路捆綁以達(dá)到更高的帶寬，但這樣不僅浪費(fèi)傳輸線路，而且對帶寬并沒有明顯提升。比如：我們可以將四個10G端口做鏈路捆綁，得到40G總帶寬，但線路要鋪設(shè)四條，如果用40G端口，一個端口就能夠滿足，而且若四個40G端口做鏈路捆綁就能夠得到160G的帶寬。這樣，通過提升單端口帶寬得到的效果最顯著，所以很多數(shù)據(jù)中心都在追求更高的單端口帶寬技術(shù)。

  數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)主要采用以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，回望這幾十年的以太網(wǎng)發(fā)展史，網(wǎng)絡(luò)帶寬已經(jīng)從最開始的1M發(fā)展到現(xiàn)在的100G。數(shù)據(jù)顯示，2016年，全球100G光模塊的出貨量接近100萬只，100G光模塊銷售額也達(dá)到了11.5億美元，相比2015年的4.6億美元，增幅高達(dá)150%，2017年仍將繼續(xù)保持高速增長。

  要知道40G/100G的標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3ba也僅是在2010年6月才發(fā)布，距今還不到7年，可以太網(wǎng)從誕生到現(xiàn)在也不過才44年，從1M到10G用了三十年，而40G/100G也就發(fā)展了十年而已，速度提升的越來越快。如今40G端口已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心的標(biāo)配，作為數(shù)據(jù)中心的出口，40G 的光模塊出貨量基本和10G持平，很快可以超越10G。

  而在一些大型數(shù)據(jù)中心，40G端口只能作為接入，用100G端口作為出口與廣域網(wǎng)互連，這樣一下子大大提升了網(wǎng)絡(luò)帶寬。雖然100G的價格依然比10G和40G高出不少，但依然阻擋不了數(shù)據(jù)中心對100G的旺盛需求。

  隨著100G大規(guī)模步入商用，很多人又瞄上了400G，甚至更高。其實(shí)在光纖里傳輸速度達(dá)到100G難度已經(jīng)很大了，實(shí)現(xiàn)400G的難度將會更大。100G在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，實(shí)際上是將10G的光纖做捆綁，最多10根這樣來達(dá)到100G的帶寬，這里雖然在模塊和光纖體積上有了明顯縮小，但技術(shù)上并沒有很大的突破。只是在速率打包上存在一些挑戰(zhàn)而已。

  然而如果做400G還用光纖捆綁的方式就行不通了，那需要40根10G的光纖，因?yàn)橐呀?jīng)很難再將10G光纖做得更細(xì)了，這必須要從根本上解決速率傳輸問題。400G面臨的主要問題是傳輸距離和頻譜效率的平衡問題。由于400G速率相對于100Gbit/S提升了4倍，如果采用與100G完全相同的技術(shù)，那么對于光電器件的帶寬響應(yīng)也要提升4倍，目前的器件無法滿足。

  還有速率提升到400G后，端口對于光信噪比的要求顯著增高，這就意味著傳輸距離將會明顯縮短。到目前為止，還沒有看到能夠很好解決這些問題的標(biāo)準(zhǔn)出臺。雖然已經(jīng)有三個比較明確的技術(shù)解決方案，但每種都有一些缺陷，更是達(dá)不到商用的程度，所以400G的標(biāo)準(zhǔn)出臺也還要等待一些時日。

  早在2014年，IEEE802執(zhí)行委員會就批準(zhǔn)了400G以太網(wǎng)工作組成立，命令為P802.3bs。經(jīng)過產(chǎn)業(yè)界各方的共同努力，草案D1.0已經(jīng)于2015年9月推出，目前已經(jīng)進(jìn)入草案D3.0的征求意見階段，預(yù)計在2017年底能夠正式發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)。隨著有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的成熟推出，將為后續(xù)400G產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到較大的推動作用。

  實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)帶寬從1M到400G，提升的速度是越來越快了，尤其是1G之后，不到10年就能提升一個數(shù)量級。未來網(wǎng)絡(luò)帶寬能夠達(dá)到多少，極限是多少，誰也說不清。曾有專家理論計算以太網(wǎng)傳輸速度的極限是1000G，即單端口傳輸速率無法超過1000G。這個依據(jù)的是香農(nóng)理論，香農(nóng)理論決定系統(tǒng)的頻譜效率越高(容量越大)，信號無誤碼傳輸需要的信噪比就越大，過大的信噪比會導(dǎo)致光傳輸距離大幅縮短，當(dāng)端口速率達(dá)到1000G時，傳輸距離已經(jīng)很近了，根本沒法實(shí)用。

  不過美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校在2015年就已經(jīng)研發(fā)出1000G的端口帶寬，并聲稱可以在2020年研發(fā)出10000G，即10T的以太網(wǎng)端口帶寬，一舉突破以太網(wǎng)理論速率限制，雖然沒有說明傳輸距離有多遠(yuǎn)，但至少是可以理論實(shí)現(xiàn)的。如果這個真正變成現(xiàn)實(shí)的話，將徹底打破現(xiàn)有1000G速度理論極限的說法。

  其實(shí)我們回頭看以往的科技?xì)v史，在萬維網(wǎng)出現(xiàn)之前的20年間，以太網(wǎng)的速度增幅大約為10年左右一個量級：1973-83年為10Mbps，1993年為100Mbps，1998年為1G，2002年為10G，2013年為100G，一切在當(dāng)時看都是不可能的事情，現(xiàn)在也都實(shí)現(xiàn)了，聰明的人類總是會找到解決問題的辦法的。

  可以預(yù)計在2019-20年IEEE可能會成立1Tb(1000G)研究小組，然后到2023-24年，1Tb以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也將會獲得通過。20年后是10T以太網(wǎng);30年后是100T;40年后將出現(xiàn)1Pb以太網(wǎng)。到那時下載一個4D大片也只需要1秒，瞬間完成。相信科技可以改變一切。

  數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求從未停止，伴隨著移動設(shè)備的普及化、視頻業(yè)務(wù)的流行化、移動互聯(lián)的深入化，數(shù)據(jù)中心對帶寬的需求只會持續(xù)增加。數(shù)據(jù)中心只能被動地去擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量，40G、100G、400G甚至1Tb都有可能，只要有需求，就會有人愿意去做這方面的技術(shù)研究，突破現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬的極限。在未來，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶寬沒有最高，只有更高。

  沒有人知道未來網(wǎng)絡(luò)帶寬的極限是多少，也沒有人能夠預(yù)測，但只要有實(shí)際需求，只要數(shù)據(jù)中心帶寬需求不斷提升，就可能會出現(xiàn)新技術(shù)突破現(xiàn)有帶寬限制，一切皆有可能!

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