我們時(shí)時(shí)刻刻都在使用電子通訊設(shè)備,對(duì)此我們習(xí)以為常。我們用汽車收音機(jī)收聽新聞,用手機(jī)交談。我們使用電腦在網(wǎng)絡(luò)上搜索我們想找的東西、收發(fā)電子郵件...
我們時(shí)時(shí)刻刻都在使用電子通訊設(shè)備,對(duì)此我們習(xí)以為常。我們用汽車收音機(jī)收聽新聞,用手機(jī)交談。我們使用電腦在網(wǎng)絡(luò)上搜索我們想找的東西、收發(fā)電子郵件。當(dāng)我們回家后,我們用MP3播放器聽音樂、收看高清電視或在我們的電子閱讀器上看最新暢銷書。而這僅僅是個(gè)開始。通信技術(shù)在不斷進(jìn)步,每年都會(huì)推出新產(chǎn)品。雖然無(wú)線業(yè)務(wù)特別火爆,有線領(lǐng)域仍然健康且不斷增長(zhǎng)。對(duì)有線/無(wú)線兩種技術(shù),我們都要求它們能提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度、低功耗且具有移動(dòng)功能。幸運(yùn)的是,該產(chǎn)業(yè)有能力滿足這些要求。
因?yàn)闊o(wú)線是時(shí)下的王者,所以它激發(fā)我們思考永遠(yuǎn)不會(huì)消失的有線通信的命運(yùn)。在19世紀(jì),通信就是以有線電報(bào)和電話為肇始的,自此以后,有線通信通過采用更快的短程銅纜以至更快的光纜得以進(jìn)一步發(fā)展。雖然有線通信是成熟的,但它仍在不斷進(jìn)步完善。兩種有線技術(shù)脫穎而出:以太網(wǎng)和光傳送網(wǎng)(OTN)。
以太網(wǎng)蓬勃發(fā)展
以太網(wǎng),這種無(wú)處不在的局域網(wǎng)(LAN)技術(shù),已與我們相伴37年了。它與半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)技術(shù)同步發(fā)展,從基于同軸電纜的局域網(wǎng)逐步過渡到運(yùn)營(yíng)商級(jí)的光網(wǎng)絡(luò),其間歷經(jīng)多種變化和沿革。IEEE的802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組織一直在推出新變化、做出新改進(jìn)。
以太網(wǎng)的核心仍然是10/100/1000MbpsCAT5e雙絞線局域網(wǎng),90%以上的所有個(gè)人電腦和其它類計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)使用的都是該技術(shù)。我們現(xiàn)在有10Gbps以太網(wǎng),它不僅有各種不同的光實(shí)現(xiàn)方法,還有基于銅介質(zhì)的10Gbps以太網(wǎng)版本,在用于服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的數(shù)據(jù)中心中,正越來(lái)越多地使用10Gbps以太網(wǎng)。
其次是新興的運(yùn)營(yíng)商級(jí)以太網(wǎng)的努力,它是通過提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)和管理元素將以太網(wǎng)轉(zhuǎn)變成一個(gè)覆蓋范圍更寬廣的城域網(wǎng)(MAN)和廣域網(wǎng)(WAN)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,服務(wù)質(zhì)量和管理元素使以太網(wǎng)能以較低成本與傳統(tǒng)的SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)。另外,它還為我們展現(xiàn)出更多前景。
以太網(wǎng)聯(lián)盟總裁BradBooth介紹,下一個(gè)熱點(diǎn)以太網(wǎng)演進(jìn)涉及iWARP技術(shù)。iWARP指的是--互聯(lián)網(wǎng)廣域RDMA協(xié)議(InternetWideAreaRDMAProtocol),而RDMA代表的又是--遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(RemoteDirectMemoryAccess)。iWARP技術(shù)已出現(xiàn)幾年了,但沒太大進(jìn)展。但現(xiàn)在iWARP是以太網(wǎng)工程工作組(IETF)擁有的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),并得到了以太網(wǎng)聯(lián)盟的推動(dòng)。
iWARP是借助傳輸控制協(xié)議(TCP)或流量控制傳輸協(xié)議(SCTP)以減小使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)傳輸延遲的一種方法。SCTP協(xié)議是一個(gè)傳輸層協(xié)議,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合,它可取代TCP或用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)。延遲是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的一個(gè)問題,對(duì)采用10Gbps以太網(wǎng)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),尤其嚴(yán)重。
iWARP技術(shù)能在幾乎無(wú)需操作系統(tǒng)的介入下,直接從一臺(tái)電腦內(nèi)存中讀出數(shù)據(jù)并寫入另一臺(tái)電腦的內(nèi)存,從而把數(shù)據(jù)傳輸延遲降到極低水平。它可以實(shí)現(xiàn)零拷貝(zero-copy)數(shù)據(jù)傳輸。零拷貝傳輸是使用直接內(nèi)存訪問(DMA)傳送數(shù)據(jù)的一種方法,它把數(shù)據(jù)從電腦或發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存中直接發(fā)送到接收端節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存,而無(wú)需收/發(fā)兩端CPU的干預(yù)。
iWARP技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需整合硬件和軟件資源。它通常以TCP減負(fù)引擎(TOE)的方式駐留在網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)內(nèi),TOE把CPU從網(wǎng)絡(luò)上這種事務(wù)性工作中解脫開來(lái)。該軟件是一種開放源碼軟件棧,是由開放架構(gòu)聯(lián)盟開發(fā)并維護(hù)的。iWARP棧技術(shù)目前部署在Linux內(nèi),WindowsServer2008上也有。
數(shù)據(jù)中心已在使用10Gbps以太網(wǎng),如果延遲問題得到解決,其應(yīng)用將顯著得到普及。借助iWARP技術(shù),10Gbps以太網(wǎng)可以進(jìn)一步擴(kuò)展其在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的使用規(guī)模和范圍,并將在建造服務(wù)器集群、高性能計(jì)算機(jī)(HPC)系統(tǒng)和超級(jí)計(jì)算機(jī)等應(yīng)用中派上更大用場(chǎng)。它還可以更有力地與InfiniBand連接競(jìng)爭(zhēng),到目前為止,InfiniBand一直在數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算機(jī)集群近距離連接中占主導(dǎo)地位。
此外,以太網(wǎng)聯(lián)盟在力推融合以太網(wǎng)(ConvergedEthernet)。這一努力演示了10Gbps以太網(wǎng)是如何能夠提供可在一個(gè)融合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳輸客戶端資訊、存儲(chǔ)和服務(wù)器應(yīng)用通信等功能的高性能企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的。
融合以太網(wǎng)使用iWARP技術(shù)進(jìn)行處理器間的通信。此外,它支持光纖信道以太網(wǎng)(FCoE)和用于存儲(chǔ)的因特網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(iSCSI)。它使用數(shù)據(jù)中心橋接協(xié)議或基于優(yōu)先級(jí)的流量控制和改進(jìn)的傳送選項(xiàng)。另外,它使用SFP+直連電纜和光纖收發(fā)器以及10GbaseT以太網(wǎng)銅線。
此外,IEEE的以太網(wǎng)工作組已接近完成802.3ba標(biāo)準(zhǔn),新標(biāo)準(zhǔn)是為我們建構(gòu)40Gbps和100Gbps光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)制定的。其目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)支持傳統(tǒng)以太網(wǎng)幀格式的網(wǎng)絡(luò)以及研制可支持40和100Gbps的新媒體接入控制器(MAC)層和物理層(PHY)。
我們可能會(huì)看到,以40Gbps的速率可分別在以下介質(zhì)上傳送如下遠(yuǎn)的距離。單模光纖(SMF)是10千米;光模3(OM3)多模光纖(MMF)是100米;銅電纜是7米;而底板上是1米多。對(duì)100Gbps來(lái)說(shuō),可傳送的距離分別是:?jiǎn)文9饫w(SMF)40千米和10千米;光模3(OM3)多模光纖(MMF)是100米;銅電纜是7米。
借助當(dāng)今不斷進(jìn)步和負(fù)擔(dān)得起的10Gbyte/s技術(shù),采用4條10Gbps光纖或4條不同波長(zhǎng)的10Gbps單模光纖數(shù)據(jù)流可相對(duì)容易地實(shí)現(xiàn)40Gbps速率。但100Gbps水平要難得多。采用4個(gè)25Gbps流或10個(gè)10Gbps光纖流是考慮中的一些方法。我們拭目以待哪種技術(shù)會(huì)脫穎而出。IEEE計(jì)劃在2010年6月完成對(duì)802.3ba的最終批準(zhǔn)審核。
若你奇怪誰(shuí)需要這樣的速度,再想一想。由于我們所使用網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)容量以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng),所以幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)都漸漸工作在過載條件下。源于視頻內(nèi)容的無(wú)休止暴漲,互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商要提供足夠容量以滿足要求就變得益發(fā)艱巨。無(wú)線系統(tǒng)面臨的局面更棘手。
只要出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn),40Gbps和100Gbps系統(tǒng)就將得到追捧。而眼下40Gbps的SONET/SDH系統(tǒng)已可用,這些老系統(tǒng)缺乏進(jìn)一步提升速率的途徑。借助更快的光纖,是該為光纖系統(tǒng)制定一個(gè)新的、更多地面向數(shù)據(jù)的協(xié)議的時(shí)候了。而這樣一種協(xié)議--OTN業(yè)已就位。