云计算时代的100G网络

  虚拟化技术

  虚拟化本质在于对物理服务器的计算能力(当然还包括IO、内存、存储空间等)进行逻辑的颗粒化分割，每个分割单元都可以作为独立的计算单元运行，这样使得一台物理服务器上虚拟出多个逻辑服务器，也就是虚拟机，这种方式也称为1：N的虚拟化(如图3所示)。

  由于大多数物理服务器CPU利用率低下，大量可用计算资源处于闲置，为了提高服务器的利用率，采用虚拟化技术将多个应用集中到单台服务器上(当前的集中比例可达到15:1，将来的集中比可达到40:1~60:1)，大幅有效提升计算资源利用率。但这样带来的另一个效果是，多个应用的IO叠加使得服务器的吞吐量密集提升(如图3所示)，单位网络内数据流量十几甚至数十倍的增长，开始挑战网络转发、传送性能上限，密集计算的吞吐导致现有的千兆网络接入开始形成瓶颈。

图3 虚拟化的密集流量

  在云计算特别是IaaS的服务模式下，广泛采用虚拟化技术来进行计算资源的调度服务，同时服务器多核技术迅速发展，而且服务器的网卡进一步向高速万兆接口演进，这使得云计算在服务器接入的IO处理层面不仅带宽扩大，而且流量激增，这直接对骨干网络层面提出了超万兆或面向40G/100G的基本要求。

  大规模集群技术

  集群技术的目的，是将大量的服务器通过集群方式整合起来，形成一个具有大规模计算处理能力的“巨型计算机”，从而完成巨大的计算处理任务，这也是一种N:1的虚拟化技术(如图4所示)。在这样的计算应用中，几乎每一台服务器都处在重负荷的计算与吞吐环境，并且由于大型集群内子群之间的密集数据交换，导致了网络上各个方向大规模的数据传输，性能要求已经超越100G规模。

图4 大规模集群的密集流量

  万台级服务器无阻塞交换(10000GE=100*100G)已经成为互联网行业云计算业务的基本要求。当前对高密、超高密万兆端口的需求已经达到了目前技术的门限，向100G带宽过渡、并继续提出高密40G/100G端口的挑战需求是大势所趋。