云計算巨頭谷歌和微軟對目前的以太網(wǎng)交換機和適配器的千兆帶寬成本甚為不滿，因而與兩個交換機芯片提供商Broadcom和Mellanox Technologies公司以及交換機制造商Arista Networks聯(lián)手，另起爐灶建立起一個以太網(wǎng)速度規(guī)范，規(guī)范與由IEEE官方認(rèn)可的以太網(wǎng)速度不同。為了得到更好的端口密度和降低成本，云服務(wù)提供商谷歌和微軟想在機架內(nèi)部運行25Gb/秒和50Gb/秒速度的以太網(wǎng)，而不是目前的10Gb/秒、40Gb/秒和100Gb/秒速度。

以太網(wǎng)最初在Xerox PARC實驗室運行了近十年，后來進入商業(yè)化，上世紀(jì)80年代初以3 MB/秒、10 MB /秒的速度運行。除此以外，其他的以太網(wǎng)的速度均是由參加IEEE的一群網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商建立的。今年三月，IEEE在中國開會，微軟提交了所謂的“倡議書” (Call for Interest，縮寫為CFI)，提出建立25 Gb /秒的以太網(wǎng)速度，以及在某些應(yīng)用中容許以太網(wǎng)以50 Gb /秒的速度運行。但微軟的CFI沒有獲得批準(zhǔn)。像谷歌和微軟的云建設(shè)商對此類速度的以太網(wǎng)極為需要，所以他們自己組了個聯(lián)盟，名字自然叫25 Gigabit以太網(wǎng)聯(lián)盟，要建個25 Gb/秒以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，同時亦遵循IEEE 802.3規(guī)范，以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)歷來是由IEEE管的。

Arista Networks客戶工程高級副總裁Anshul Sadana向筆者介紹了情況。就目前的以太網(wǎng)規(guī)范而言，40 Gb/秒交換機需要4條流量道的串行/解串器(SerDes)芯片，每條道運行10 Gb/秒的速度。 (Sadana解釋說，實際上，由于編碼開銷，每條流量運行的實際速度是11.25 Gb /秒，但這不是人們談?wù)摰臇|西。)要獲得100 Gb /秒的鏈路，有兩種方法：運行10條10 Gb /秒的道或是4條25 Gb/秒的道。這些并行鏈接(運行10 Gb /秒或25 Gb /秒的速度)會導(dǎo)致不同的網(wǎng)絡(luò)接口卡和交換機的設(shè)計選擇，而云服務(wù)供應(yīng)商指，這些設(shè)計選擇與他們的需求不符。雖然云服務(wù)供應(yīng)商總是樂于擁有更多的帶寬，但他們不想在更高的成本或會使得他們的交換機具有更低的端口密度的情況下得到更多的帶寬。

Sadana表示，“就40 Gb /秒而言，如果需要4條道，開關(guān)芯片上元素更多，用電更多，會導(dǎo)致較低的端口密度，而用單道器件來實現(xiàn)的話端口密度高些�，F(xiàn)在的SerDes已經(jīng)從1 Gb /秒發(fā)展到10 Gb /秒到25 Gb /秒，都可以用來實現(xiàn)IEEE速度。但平行道從成本的角度來看不是最佳的，特別是對數(shù)據(jù)中心而言。在數(shù)據(jù)中心里可以把大量的服務(wù)器放在一個機架上，這些服務(wù)器需要一個合適的上行鏈路。“

舉例來說，在時下的標(biāo)準(zhǔn)機架上，使用10 Gb /秒速度的架頂交換機可能有4 8個接到服務(wù)器的下行端口和4或8個接到網(wǎng)絡(luò)聚合層的上行鏈路。但是，如果接服務(wù)器的下行鏈路改用40 Gb /秒速度，交換機通常只需要32或36個端口——不夠一個機架上的機器數(shù)目，最終不得不買兩個40 Gb /秒交換機，遺下一些廢掉的端口。

交換機技術(shù)在不斷發(fā)展，單位千兆比特的成本隨著時間的推移從1 Gb /秒到10 Gb /秒到40 Gb /秒不斷回落。Sadana指，具有兩根電線的25 Gb /秒單道交換機相對于最低單位千兆比特成本而言是個最有效點。聯(lián)盟提議的25 Gb /秒標(biāo)準(zhǔn)和市場上的40 Gb /秒交換機沒有可比性，Sadana也同意這一點。但是，初略地計算一下(25 Gigabit以太網(wǎng)聯(lián)盟成員無疑也這樣做過)后不難發(fā)現(xiàn)，設(shè)備級別的25 Gb /秒單道交換機用電處于四分之一到一半之間，但卻可以在網(wǎng)絡(luò)接口得到2倍到4倍的開關(guān)端口密度。Sadana預(yù)測，隨著時間的推移，25 Gb /秒以太網(wǎng)交換機進入市場，25 Gb /秒端口的成本會小于10 Gb /秒端口成本的一半或更低。云建設(shè)商的計算結(jié)果是;25 Gb /秒以太網(wǎng)交換機的帶寬是10 Gb /秒以太網(wǎng)交換機的2.5倍，成本卻只有1.5倍，功率包絡(luò)僅僅一半，端口密度也高得多。

現(xiàn)如今，幾乎所有的以太網(wǎng)交換機都提供亞微秒級的延遲，500納秒到1微秒之間屬于典型的延遲，對于網(wǎng)頁式的、云托管應(yīng)用程序，這種端口到端口的延遲是可以接受的。Sadana表示，“例如，你用的是一個搜索引擎或分析應(yīng)用程序，延遲在這個范圍內(nèi)，萬事大吉。” Sadana指，高頻交易和其他類似的工作負(fù)載是例外，在這些情況下，顯然低時延(以及低時延的一致性)比純粹帶寬更重要。問題的中心是：40 Gb /秒交換機和適配器的成本相對比較高，企業(yè)和云建設(shè)者在尋找替代品。

Sadana稱，“如果你選40 Gb /秒，你必須多掏錢。因此，許多大型云服務(wù)提供商和大型企業(yè)在40 Gb /秒變得更具成本效益以前是不會轉(zhuǎn)用40 Gb /秒的——但這可能是很多很多年以后的事。“

盡管聯(lián)盟提出的25 Gb /秒標(biāo)準(zhǔn)因為有更快的與匯聚層連接的上行鏈路而對服務(wù)器之間的連接有益，但有些應(yīng)用程序需要更多的其他東西。在這一方面，聯(lián)盟提議使用一對25 Gb /秒的鏈路建立50 Gb /秒的以太網(wǎng)速度。雖然這種加倍的流量道確實在交換機和網(wǎng)絡(luò)接口卡上需要比較強大的芯片，50 Gb /秒交換機比40 Gb /秒交換機多提供了25%的帶寬，而流量道數(shù)目只有一半。這些50 Gb /秒端口與云存儲以及需要更高帶寬的任何其他應(yīng)用程序的帶寬成本曲線是相吻合的。

Sadana表示，聯(lián)盟并不是在重塑以太網(wǎng)，聯(lián)盟僅僅是在原有基礎(chǔ)上加入一些調(diào)整，以支持25 Gb /秒和50 Gb /秒，還會加入自動協(xié)商機制，使得新速度與現(xiàn)存的以太網(wǎng)速度具有可互操作性。參加聯(lián)盟的供應(yīng)商、數(shù)據(jù)中心運營商或最終用戶都可以使用25 Gb /秒和50 Gb /秒的各項規(guī)格的資料。聯(lián)盟正在對兩個速度的物理層(PHY)和MAC層的定義進行各項工作，包括虛擬通道兼容的考慮、前向糾錯以及上面提到的自動協(xié)商。 Sadana指，敲定這些規(guī)格至少需時約六個月，出爐ASIC設(shè)計需要六個月到一年的時間。所以，在2015年夏季或2016年初之前，就別指望市場上會有25 GbE或50 GbE產(chǎn)品出現(xiàn)，實際的等待時間可能會更長一點點。

Mellanox公司營銷副總裁Kevin Deierling告訴記者，公司的第一個100 Gb/秒的InfiniBand交換機上個星期已經(jīng)成功展示過了，設(shè)計交換機和適配器ASIC以及布線等支持25 GbE和50 GbE規(guī)格的基礎(chǔ)工作不是什么大不了的事。他稱，“在核心基礎(chǔ)技術(shù)方面，我們在相關(guān)的技術(shù)上做了一些開創(chuàng)性的工作，而布線、SerDes、核心工藝技術(shù)則完全是一樣的。是的，ASIC集是新的，但25 GbE實際上只是100 Gb /秒的一個子集。“Mellanox公司正在開發(fā)一個終端到終端的解決方案，力求可以一次過推向市場。Mellanox認(rèn)為客戶應(yīng)該現(xiàn)在就根據(jù)需要開始考慮將25 Gb /秒，40 Gb /秒，和50 Gb /秒的架頂交換機用于100 Gb /秒核心交換層。Deierling表示，最重要的一條是，在任何使用25 Gb /秒有益處的地方，要充分利用其優(yōu)勢。至于時機問題，Mellanox公司沒有給出25 GbE和50 GbE產(chǎn)品進入市場的時間，但重申Mellanox準(zhǔn)備在2014年年底或2015年年初將100 Gb /秒的InfiniBand推向市場，并會按步“隨后”推出以太網(wǎng)。25 GbE和50 GbE新產(chǎn)品則會在那以后應(yīng)市。

聯(lián)盟背后有 Broadcom和Mellanox公司撐腰，再加上谷歌和微軟等買家，英特爾、思科、惠普和其他一些有自己交換機ASIC的公司是否會入局呢?看起來是件有意思的事。亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和Facebook似乎也很可能加入戰(zhàn)團，甚至一些受到同樣的網(wǎng)絡(luò)問題困擾的超級計算機中心也會加入聯(lián)盟也不一定。一旦支持這些新速度的交換機和適配器都出來之后，有事實證明它們是貨真價實的以太網(wǎng)產(chǎn)品并且可以與其他以太網(wǎng)交換機進行互操作，如果云建設(shè)者和大型企業(yè)開始采用它們，那么其他的網(wǎng)絡(luò)公司必然加入進來，甚至還有可能要求IEEE將這些規(guī)格放在IEEE以太標(biāo)準(zhǔn)里。但目前來看，IEEE的眼光放得更遠一點，IEEE在考慮發(fā)展400 Gb/秒以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的事。