撥開迷霧看未來：數據中心何時走向400GE、800GE？

  ICC訊 AR/VR、元宇宙等新應用的普及，智能工廠、工業(yè)互聯(lián)網等新產業(yè)的出現(xiàn)，遠程醫(yī)療、遠程辦公等新模式的興起，5G移動技術、邊緣計算等新技術的誕生，帶來數據的高速增長。

  數據的存儲和處理，都需要在數據中心里進行。隨著新興業(yè)務快速發(fā)展，數據中心也變多.市場研究機構ResearchAndMarkets發(fā)布的《全球數據中心托管服務市場機遇報告2021-2025》顯示，超大規(guī)模數據中心預計將從2019年的509個，增長到2025年的890個，年復合增長率為9.76%。

  另據中國信通院發(fā)布的數據顯示，截至2021年年底，我國在用數據中心機架規(guī)模達520萬架，近5年年均復合增速超過30%。其中，大型以上數據中心機架規(guī)模420萬架，占比達到80%。此外，當前數據中心業(yè)務高吞吐的發(fā)展趨勢明顯。

  面對充滿機遇的數據中心市場，許多人卻感到迷茫。比如，數據中心服務提供商以及各大企業(yè)，要建設的數據中心網絡內部交換系統(tǒng)，需要從當下的10GE、40GE，提速到100GE，還是400GE?

  接下來，筆者將基于行業(yè)迸發(fā)出的新需求以及特征，抽絲剝繭，揭秘數據中心未來發(fā)展方向。

  見微知著，

  發(fā)現(xiàn)數據中心未來前行方向

  隨著各行業(yè)數字化轉型，數據中心迎來新機遇，成為ICT行業(yè)的星辰大海。但很多人并不清楚，數據中心未來發(fā)展方向到底在哪。每當遇到看不到道路方向的情況，我們就要好好審視下未來3年、未來10年需求趨勢變化情況。

  想要辨別數據中心發(fā)展方向，我們也需要從行業(yè)應用迸發(fā)出的最新網絡需求著手。我們注意到數據中心市場如下特征。

  特征一，數據中心流量高速增長。據IDC預測,到2025年，數據中心流量預計將增長超過180 ZB，服務提供商以及各大企業(yè)，亟需數據中心網絡內部交換系統(tǒng)，從10GE、40GE向100GE、400GE提速。

  特征二，數字化轉型中，許多應用對帶寬提出更高要求。目前，企業(yè)數據中心，正向25GE及50GE服務器網卡遷移;云數據中心，正向50GE及100GE服務器網卡遷移。據悉，當用戶帶寬需求超過100Gbps時，400Gbps以太網將成為企業(yè)首選。此時，企業(yè)內部數據中心需使用400G+光纖連接。

  趨勢三，新應用發(fā)展，帶來新挑戰(zhàn)。新應用不斷落地，對數據中心規(guī)模提出新要求。比如，傳統(tǒng)工廠向智能工廠演進，帶來更多物聯(lián)網設備，從而產生更多連接數。據IoT Analytics預測,到2025年,全球物聯(lián)網設備連接數將超過300億。

  高清核磁共振成像、虛擬遠程醫(yī)療、網上銀行等業(yè)務發(fā)展，也將對網絡帶寬提出更高要求;5G移動技術，邊緣計算的興起，以及虛擬化和軟件定義網絡的發(fā)展，則對數據中心性能提出更高要求。

  趨勢四，日益增長上云需求。居家辦公、短視頻、在線交易等業(yè)務發(fā)展，推動應用上云。據Synergy Research Group的調查結果顯示，2020年第一季度，數據中心硬件支出在公共云上增加25%。這推動了云數據中心對400GE應用的需求。

  趨勢五，邊緣計算發(fā)展。隨著應用對時延要求越來越高，越來越多的企業(yè)已經在設備和用戶附近，建設了用于數據處理以及分析的邊緣數據中心。此時，邊緣數據中心同樣需要更高帶寬的計算，對本地數據進行處理。這同樣推動行業(yè)對400G網速的需求。

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

  向著400GE出發(fā)，

  行業(yè)已準備就緒

  兵馬未動，糧草先行。400GE標準、技術、方案是否成熟?能否快速落地?在筆者看來，我們可從標準和網絡設備方面，了解行業(yè)的準備情況。

  任何一個行業(yè)技術想要快速規(guī)模發(fā)展，離不開行業(yè)統(tǒng)一標準。早在2013年，IEEE802全體會議正式決定400GE項目建立，標志著400Gb/s速率標準化工作正式啟動;2017年，IEEE 802.3bs以太網定義標準被批準，其中就包括400GE，預示著400GE標準全面成熟。

  也有很多人關注800GE情況。我們注意到，以太網技術聯(lián)盟在2020年4月，制定了用于800G以太網的800GBASE-R規(guī)范，但IEEE還未制定800GE以太網標準。ETC宣稱該規(guī)范盡可能地利用400GbE的標準來建立一個800GbE MAC(媒體訪問控制)和PCS(物理編碼子層)規(guī)范，并降低用戶可以在以太網端口上實現(xiàn)多速率的成本。

  在商用網絡設備方面，我們發(fā)現(xiàn)，在華為等設備商努力下，400GE網絡設備已準備就緒?；仡?00GE時期，在標準確立之前，主流網絡廠商就已上線單端口100GE單板，運營商也提前部署了100GE網絡。據第三方分析機構預測，400GE光模塊發(fā)貨量預測將高速增長，在2019年到2023 年，復合年均增長率達158%。

  IDC中國2021年發(fā)布的中國交換機市場預測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，在數據中心領域，400GE發(fā)展正當時，800GE標準和產品還沒成熟，還有一段路要走。未來3年，業(yè)界可以保持100GE/400GE的部署節(jié)奏，放心大膽建設，不用考慮800GE。一些交換機廠商推出的400G平臺，未來能平滑演進到800G的，如華為在2019年發(fā)布的16800產品。我們建議現(xiàn)在要選擇具備未來10年向800G演進能力的產品。

  從標準到產品：

  華為推成熟400GE，可向800GE演進

  縱觀行業(yè)，華為這家ICT創(chuàng)新公司早已踏上400GE數據中心發(fā)展之路，為400GE產業(yè)成熟貢獻巨大力量，還打造適合現(xiàn)在部署、可以向未來持續(xù)演進的400GE產品。而華為能夠做到的原因是華為在技術、標準上的積累。

  首先，在研發(fā)方面，早在2011年，華為基于對未來網絡演進需求及技術發(fā)展的預判，以及高速以太端口標準研究的經驗，組織精兵強將，啟動了400GE標準基礎技術的研究。

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

  其次，在產品方面，華為堅持繼承與創(chuàng)新，保護已有投資還滿足未來需求。連續(xù)六年保持中國市場第一的華為CloudEngine系列數據中心交換機，擁有業(yè)界最高密400GE數據中心框式交換機CloudEngine 16800：一套架構實現(xiàn)10G、25G、40G、100G和400G五代速率共平臺，滿足未來10年平滑演進。

  該系列中的華為數據中心盒式交換機CloudEngine 8851，可支持400GE上行轉發(fā)，支持端口自適應，下行10GE/25GE/50GE，上行100GE/200GE/400GE靈活升級，一臺管三代。

  在產品性能方面，CloudEngine數據中心存儲網絡交換機，相比傳統(tǒng)專網，最高可提升IOPS性能93%。

  據悉，華為CloudEngine16800、8800和6800系列數據中心交換機，通過全球第一獨立認證機構歐洲SGS Brightsight實驗室安全評估，獲得CC(通用準則)認證EAL4+級證書，成為全球首個在滿足NDcPP安全功能要求下，通過該級別認證的交換機產品。

  最后，在標準方面，華為持續(xù)發(fā)力，引領行業(yè)技術創(chuàng)新方向。據悉，華為在推動400GE標準成熟過程中，提交技術文稿超過170篇以上，并承擔802.3bs 200/400GE 2/10km標準工作組主席和光層標準編輯、802.3bn 50/200/400GE 40km標準工作組主席及主編職位等。

  筆者觀察：

  400GE來了，產業(yè)可相機而動

  回顧人類科技發(fā)展，每一項新技術從提出到落地，都伴隨著巨大挑戰(zhàn)。業(yè)界需要高瞻遠矚，透過迷霧把握需求方向，然后在道路上的不斷探索，征服一個個艱難險阻。數據中心領域交換機創(chuàng)新演進亦是如此。

  從上述分析可知，數據中心未來發(fā)展方向已明，需求與技術正向著400GE演進;行業(yè)也已在標準、發(fā)展規(guī)劃、網絡設備等方面做好準備?？梢哉f，隨著領先企業(yè)積極部署，數據中心通往400GE的旅程已經開啟。數據中心服務商、運營商以及各行業(yè)企業(yè)，甚至可以考慮從跨越100GE，直達400GE。

  如今，國家重視先進數據中心基礎設施建設，發(fā)力“東數西算”工程。此時，行業(yè)需要一位筑基者和領路人，為企業(yè)構筑可靠的400G數據中心底座，落地國家政策。筆者認為，華為早已各方面做足準備，是一位靠譜的合作伙伴，將與各方一起引領數據中心行業(yè)邁入400GE時代。