我們是否需要100Gbps以太網?這個問題實際上歸結為我們是否愿意買單，因為無論如何數據中心的流量都已經增長了。

這個標準在2010年批準為IEEE 802.3ba。Xerox PARC的Bob Metcalfe和Dave Boggs在1973年發明了這個協議，當時的水平是2.94Mbps。

40年一閃而過，現在1Gbps以太網(1GbE)已經在LAN中普遍應用，支持以太網端口的芯片效率很高且幾乎是免費的，而1GbE也已經足夠滿足大多數用戶的需求。

改變流量模式

然而，在數據中心領域則是另一番景象。根據思科的數據，全球數據中心IP流量將會在未來5年翻兩番，每年的復合增長率將達到31%。

這其中有很多原因，但是數據中心流量的容量及類型的大幅增長將是其中最重要的部分。隨著數據越來越豐富、規模越來越大——由于移動設備、集中企業桌面或云計算等不斷增長，數據中心后臺也感受到越來越大的壓力。

虛擬化也深遠地改變了數據中心的數據模式。傳統上，流量包括從數據中心內部服務器向外部來源發送的流量，以及服務器的響應流量。這個模型導致產生了三層網絡，訪問、聚集和核心交換層就成為數據中心的默認拓撲，其中訪問層的流量密度最小，越靠近核心層流量密度越大。

現在這個模式完全改變了。思科的全球云索引報告顯示，現在76%的流量位于數據中心內部。大多數流量現在與設施內不同服務器所分配的職能相關，如應用、存儲和數據庫。然后，它們又生成備份和復制的流量，以及跨越多個數據中心的讀/寫流量。

VMware vMotion等技術會在數據中心移動虛擬機。存儲虛擬化是讓多個陳列變成一個管理實體的技術，它也會增加通過數據中心的自動化數據容量。然后，并行處理也會將任務劃分為塊并分散到各處。

現代網頁不僅僅是進出服務器的請求和響應，數據中心內一個網頁可能會從多個位置訪問數據，因此要復雜得多。

此外，根據Emulex高級銷售副總裁Shaun Walsh的觀點，高速金融交換、分析、信用卡交易排序等應用都會制造大量的小通信，它們發生在機架內，而且需要使用高速連接。

重塑數據中心網絡

數據中心網絡也開始調整和適應這些流量模式的變化。數據中心設計不再使用一種在服務器與網絡邊緣之間傳輸流量的架構——即所謂南北流量，它們正在向結構演變，即讓所有節點實現互連，實現東西向高速連接帶寬。

根據分析公司Quocirca創始人Clive Longbottom的觀點，這些數據中心網絡結構正在驅動超大規模傳統網絡帶寬需求。

他說：“處理東西流量的需求意味著100GbE成為處理數據中心延遲的***方法，因為它有保證所有方面都高效運行的正確工具。”

使用的以太網速度

Longbottom補充說：“它會慢慢地替換核心網絡的10GbE，而10GbE則會替換1GbE(標準級聯技術)。”

所以，新的流量模式和網絡結構正在驅動帶寬需求——但是，網絡技術是否已經做好迎接這些挑戰的準備?在服務器方面，答案是否定的。

服務器仍然未準備好

2012年IEEE標準實體發布的行業連接以太網帶寬評估報告顯示，有大量的數據中心將從1GbE以太網遷移到10Gbps。它的研究表明，2011年10Gbps服務器端口占總端口數的17%，但是預計在2014年增加到59%，因為將來有更多配備PCIe 3.0總線的服務器上線。

換言之，10GbE現在已經上線——現在有許多的服務器已經標配了4個10GbE端口。

然而，由于每一個虛擬宿主服務器至少需要用兩個以太網端口作為冗余，所以為了在兩個端口上交付100GbE的***帶寬，必須使用具有更高帶寬的下一代服務器總線配置。

IEEE報告指出：“下一代PCIe將在x8配置中支持100Gbps，但是在撰寫評估報告時，PCIe的未來仍不明朗。據說PCIe 4.0將在2015年開始支持雙100Gbps以太網服務器端口。”

PCIe的管理實體PCI-SIG支持這個評估結果。他說：“最終的PCIe 4.0標準及其形狀因素更新預計將在2015年發布。”

現代高端服務器包含10GbE端口，但是IEEE預計一年左右會將它更換為40GbE，而100GbE則會在2015年左右出現。然而，Emulex的Walsh指出，即使PCIe 4.0也無法滿足100GbE的需求。

他說：“英特爾表示，2017-18年之前不會出現替代PCIe 4.0的新產品，”而這個新產品將更好地應付更高帶寬的網絡技術。

但是，IEEE自己主要關注于帶寬需求，而不太擔心某一種技術是否能夠滿足這個需求。現在，服務器機架還能夠使用聚合鏈路(10GbE或40GbE)實現每秒發送和接收上百GB的流量。

英特爾LAN訪問部門產品銷售工程師Brian Yoshinaka說：“這些連接交換機的鏈路可以實現接入層與聚合層、聚合層與核心層的連接，在中短距離范圍中一般使用40GbE和100GbE鏈路。”

100GbE交換機已經就緒

思科、瞻博和Brocade等主流網絡供應商已經開始銷售支持100GbE的交換機和路由器，其中大多數主要面向數據中心結構用戶，如電信運營商和云提供商。大型企業現在有了創建結構網絡的工具，而在這些技術出現之后，我們就可以創建這種高速網絡。

但是每一個40GbE交換機端口的平均價格達到2,500美元，這使100GbE離合理的較低價格還有很遠距離。

鏈路聚合是一個替代方案，這個技術已經應用在很多地方，其中包括伊利諾伊大學的國家超級計算應用中心(NCSA)。聚合的一個缺點是所有分組的物理端口都必須位于同一個交換機上，但是有一些方法可以解決這個問題。此外，還有另一個更嚴重的問題。

Longbottom說：“短期而言，結構網絡可以通過鏈路聚合形成任意帶寬量，從而不需要使用100GbE。對于那些還不準備使用結構網絡的公司，短期內可能也還用不著100Gbps。”

他說：“但是，如果一定要使用Cat6以太網，那么我們肯定會在有限的空間里配置許多端口，而且如果需要用10個以太網來生成一個端口的容量，那么空間、布線和電源方面的成本的很高。”

企業現在開始大量購買10Gbps端口，所以在不久將來高速端口的價格仍然會居高不下。此外，數據包檢測和管理工具等周邊設備和技術的費用也會保持較高水平，而且還需要支持100GbE。

所以，在中期而言，40GbE是***成本效益的路由方案。此外，數據中心網絡經理估計企業會將大量的流量外包給各種云提供商，因此他們不需要考慮和購買昂貴的網絡升級產品。

在這個階段， 100GbE技術的采購很可能會是一個非常龐大的財務計劃。