艾銻無限干貨集：萬兆以太網(wǎng)標準與對應規(guī)范

2020-03-10 12:15 作者：admin 瀏覽量：

 
2015年我第一次參加阿里云杭州全球云棲大會時，看到的是驚喜和無限的可能性。
 
 
“2015杭州云棲大會”于10月14日至15日在杭州云棲小鎮(zhèn)如期召開。大會以“互聯(lián)網(wǎng)、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)”為本屆主題，展現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下無處不在的云計算與各行各業(yè)的交錯連接，介紹云計算為產(chǎn)業(yè)升級和改革創(chuàng)新提供的源源動力，挖掘云計算助力下生生不息的創(chuàng)業(yè)激情和機遇。
 
2015年正式更名為“云棲大會”，阿里云的名字不再出現(xiàn)在會議名稱中，而是更加強調(diào)云計算、大數(shù)據(jù)生態(tài)的定位。量子計算、人工智能、生物識別、深度學習等前沿的科技創(chuàng)新力量首次在大會亮相。大會吸引了全球超過20個國家的21500名開發(fā)者，參展企業(yè)達到219家，參與企業(yè)3000多家，現(xiàn)場參觀超過42584人次，全球直播收看人數(shù)超過127萬人，成為全球最大規(guī)模的云計算峰會之一。
 
走進會場別開生面，豐富多彩，讓人忘掉了科技的冰冷，就像走進了游樂園，有運動，有演出，有游戲，有展示，有互動，4萬多人把整個會場擠得水泄不通，來自全球的技術(shù)愛好者，企業(yè)家，科學家，政府官員，阿里云的合作伙伴，競爭對手，閑雜人等五花八門，你能想到的人都聚齊了。
 
甚至還有票販子，是什么吸引了各路好漢齊聚一堂，擠破頭也要參加一場聽起來非常專業(yè)性的云棲大會呢?
 
除了上面說的阿里云的技術(shù)能力和運營能力以外，其實還有一個非常重要的原因，就是能親眼見到馬云馬老師，甚至還能有機會與他零距離接觸.
 
從2015到2018年，在這四年中馬老師每年都會參加杭州云棲大會的分享，而且還會出現(xiàn)在云棲現(xiàn)場的不同地方，這讓很多喜歡馬老師的伙伴興奮極了，你想你一生能有幾次親眼見到“外星人”呢.  
2015年他在主會場20分鐘的分享表達了一個重要的觀點，就是在未來5年無企業(yè)，不上云。上云是企業(yè)戰(zhàn)略而不是戰(zhàn)術(shù)，未來是一個萬物互聯(lián)的時代，只有那些在云上的企業(yè)才能快速有效的抓住時代變化的先機，才能使用計算的能力，才能利用好數(shù)據(jù)的價值.
 
當時聽了馬老師的演講，我當刻就決定了和阿里云的合作，讓艾銻無限成為了阿里云的戰(zhàn)略合作伙伴，和阿里云一起為中小企業(yè)提供上云解決方案服務。
 
四年多過去了，馬老師當年說無企業(yè)，不上云，如今，如果你不知道云，你的企業(yè)沒有用云，可能你在這次的疫情中根本就沒有戰(zhàn)斗力，你都不知道別人企業(yè)是如何贏得這次疫情戰(zhàn)斗勝利的.
 
企業(yè)上云不僅能為企業(yè)節(jié)省70%以上的成本，更能為企業(yè)提升500%以上的效率，甚至它的有些價值是無法計算的，這些年艾銻無限為上千家企業(yè)提供了上云服務，親身經(jīng)歷了有一些企業(yè)上云變革后帶來的增長和變化，我記得服務了一家裝修行業(yè)的領(lǐng)頭企業(yè)，在2016年這家企業(yè)因人員場地和機房成本，讓這家公司舉步維艱，離破產(chǎn)僅一步之遙，我和這家企業(yè)的CEO是好朋友，有一天我去看他，聽到他和我分享現(xiàn)在遇到的巨大困境，我問了他幾個關(guān)鍵的問題，最后確認了是成本不斷提升，業(yè)績卻沒有提高，效率低下從而導致企業(yè)經(jīng)營困難，后來艾銻無限的云解決方案團隊幫助他出了三個解決方案:
 
第一， 把他們現(xiàn)有機房近百臺服務器遷到云上，釋放出近百平米的機房空間和硬件運維升級成本，因為云是彈性的，可以根據(jù)企業(yè)用量來支付費用，這一下就幫他們減輕了一年上百萬的硬件投入成本.
 
第二， 幫助他們打通各個管理系統(tǒng)，讓企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)更透明，讓整體效率一下子就提升了上來，而且當他發(fā)現(xiàn)整個環(huán)節(jié)全部通透后，有1/3的人力是可以節(jié)省的，完全沒必要用這么多人，這一下讓他們每年節(jié)省了近200萬的人力支出，這就是科技的力量，雖然對失業(yè)的員工有些殘忍，但對與一家商業(yè)企業(yè)來說這是正確的選擇.
 
第三， 重建營銷系統(tǒng)，讓傳統(tǒng)的銷售模式重新變革，提升人員的產(chǎn)出比，讓全員進行銷售，整體銷售額提高了200%，這個時代職責和名稱將會越來越模糊，誰能為企業(yè)創(chuàng)造價值，誰就是企業(yè)最重要的員工.
 
大家可以想象一下，一家企業(yè)人員降低原來的1/3，但銷售額卻提升原來的兩倍，這意味著盈利能力和盈利水平呈指數(shù)級的增長，這就是變革后的成果.
 
無企業(yè)，不上云，你的企業(yè)上云了嗎？  
如果你的企業(yè)還沒有下云也沒有關(guān)系，也許你的企業(yè)還沒有遇到挑戰(zhàn)，假如你有和我朋友同樣的困境，那不妨與艾銻無限的云工程師和技術(shù)專家聊一聊，說不定就讓你眼前一亮，打開了你遇到的限制和困境，從而讓你的企業(yè)邁上了生長的第二春。
 
 
 艾銻無限干貨集：萬兆以太網(wǎng)標準與對應規(guī)范
 
 
1. 基于光纖的局域萬兆以太網(wǎng)規(guī)范 
用于局域網(wǎng)的光纖萬兆以太網(wǎng)規(guī)范有：10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR和10GBase-LX4這六個。
10GBase-SR 
10GBase-SR中的“SR”是“short range”（短距離）的縮寫，表示僅用于短距離連接。該規(guī)范支持編碼方式為64B/66B的短波（波長為850nm）多模光纖（MMF），有效傳輸距離為2米到300米。但要支持300米傳輸需要采用經(jīng)過優(yōu)化的50 μm線徑OM3（Optimized Multimode 3，優(yōu)化的多模3）光纖（沒有優(yōu)化的線徑50 μm光纖稱之為OM2光纖，而線徑為62.5μm的光纖稱之為OM1光纖）。
10GBase-LR 
10GBase-LR中的“LR”是“Long Range”（長距離）的縮寫，表示主要用于長距離連接。該規(guī)范支持編碼方式為64B/66B的長波（1310nm）單模光纖（SMF），有效傳輸距離為2米到10公里，事實上*可達到25公里。
10GBase-LRM 
10GBase-LRM中的“LRM”是“Long Reach Multimode”（長距離延伸多點模式）的縮寫，表示主要用于長距離的多點連接模式，對應的標準為2006年發(fā)布的IEEE 802.3aq，采用64B/66B編碼方式。采用該規(guī)范時，在1990年以前安裝的FDDI 62.5 ?m多模光纖FDDI網(wǎng)絡(luò)和100Base-FX網(wǎng)絡(luò)中的有效傳輸距離為220米，而在OM3光纖中可達260米，在連接長度方面，不如以前的10GBase-LX4規(guī)范，但是它的光纖模塊比10GBase-LX4規(guī)范光纖模塊具有更低的成本和更低的電源消耗。
10GBase-ER 
10GBase-ER中的“ER”是“Extended Range”（超長距離）的縮寫，表示連接距離可以非常長。該規(guī)范支持編碼方式為64B/66B的超長波（1550nm）單模光纖（SMF），有效傳輸距離為2米到40公里。
10GBase-ZR 
10GBase-ZR中的“ZR”是“Ze best Range”（*長距離）的縮寫，表示連接距離*長，可達80公里，是Cisco的一個私有萬兆以太網(wǎng)標準。它使用的也是超長波（1550nm）單模光纖（SMF）。
10GBase-LX4 
10GBase-LX4規(guī)范在IEEE 802.3ae標準中發(fā)布，設(shè)計通過波分復用技術(shù)采用4束光波通過單對光學電纜來發(fā)送信號，采用8B/10B編碼方式。10GBase-LX4工作波長為1310nm，使用多?；騿文０倒饫w，主要適用于在需要在一個光纖模塊中同時支持多模和單模光纖的環(huán)境。多模光纖傳輸距離為240~300米，單模光纖10公里以上，根據(jù)電纜類型和質(zhì)量，還能達到更遠的距離。
 
2. 基于雙絞線（或銅線）的局域網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)規(guī)范 
在2002年發(fā)布的幾個萬兆以太網(wǎng)規(guī)范中并沒有支持銅線這種廉價傳輸介質(zhì)的，但事實上，像雙絞線這類銅線在局域網(wǎng)中的應用是*普遍的，不僅成本低，而且還容易維護，所以在近幾年就相繼推出了多個基于雙絞線（6類以上）的萬兆以太網(wǎng)規(guī)范。它們包括：10GBase-CX4、10GBase-KX4、10GBase-KR、10GBase-T。下面分別予以簡單介紹。
10GBase-CX4 
    10GBase-CX4規(guī)范使用IEEE 802.3ae中定義的XAUI（萬兆附加單元接口）和用于InfiniBand中的4X連接器，傳輸介質(zhì)稱之為“CX4銅纜”（其實就是一種屏蔽雙絞線）。它的有效傳輸距離僅15米。
10GBase-CX4規(guī)范不是利用單個銅線鏈路傳送萬兆數(shù)據(jù)，而是使用4臺發(fā)送器和4臺接收器來傳送萬兆數(shù)據(jù)，并以差分方式運行在同軸電纜上，每臺設(shè)備利用8B/10B編碼，以每信道3.125GHz的波特率傳送2.5Gbps的數(shù)據(jù)。這需要在每條電纜組的總共8條雙同軸信道的每個方向上有4組差分線纜對。另外，與可在現(xiàn)場端接的5類、超五類雙絞線不同，CX4線纜需要在工廠端接，因此客戶必須指定線纜長度。線纜越長一般直徑就越大。
10GBase-KX4 和10GBase-KR 
     10GBase-KX4 和10GBase-KR兩個規(guī)范主要用于設(shè)備背板連接中，如刀片服務器、路由器和交換機的集群線路卡，所以又稱之為“背板以太網(wǎng)”。
     萬兆背板連接目前已經(jīng)存在并行和串行兩種版本：并行版本（10G-KX4規(guī)范）是背板的通用設(shè)計，將萬兆信號拆分為四條通道（類似XAUI），每條通道的帶寬都是3.125Gbps。串行版本（10GBase-KR規(guī)范）中只定義了一條通道，采用64/66B編碼方式實現(xiàn)10Gbps高速傳輸。10G-KX4使用與10GBase-CX4規(guī)范一樣的物理層8B/10B編碼，10GBase-KR使用與10GBase-LR/ER/SR這三個規(guī)范一樣的物理層64B/66B編碼。
10GBase-T 
     10GBase-T是基于屏蔽或非屏蔽雙絞線，主要用于局域網(wǎng)的萬兆以太網(wǎng)規(guī)范 ，*長傳輸距離為100米。這可以算是萬兆以太網(wǎng)一項革命性的進步，因為在此之前，一直認為在雙絞線上不可能實現(xiàn)這么高傳輸速率，原因就是運行在這么高工作頻率（至少為500MHz）基礎(chǔ)上的損耗太大。但標準制定者依靠以下4項技術(shù)構(gòu)件使10GBase-T變?yōu)楝F(xiàn)實：損耗消除、模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換、線纜增強和編碼改進。
在編碼方面，10GBase-T不是采用原來1000Base-T的PAM-5，而是采用了PAM-8編碼方式，支持833Mbps和400MHz帶寬，對布線系統(tǒng)的帶寬要求也相應地修改為500MHz，而如果仍采用PAM-5的10GBase-T對布線帶寬的需求是625MHz。在連接器方面，10GBase-T使用已廣泛應用于以太網(wǎng)的650 MHz版本RJ-45連接器。在6類線上*長有效傳輸距離為55米，而在6a類類雙線上可以達到100米。
 
3. 基于光纖的廣域網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)規(guī)范 
    10G以太網(wǎng)一個*改變就是它不僅可以在局域網(wǎng)中使用，還可應用于廣域網(wǎng)中，其對應的規(guī)范包括：10GBase-SW、10GBase-LW、10GBase-EW和10GBase-ZW（此為Cisco私有標準）。這四個廣域網(wǎng)10G廣域以太網(wǎng)規(guī)范專為工作在OC-192/STM-64 SDH/SONET環(huán)境而設(shè)置，使用SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）/SONET（Synchronous optical networking，同步光纖網(wǎng)絡(luò)）幀，運行速率為9.953 Gbps。它們所使用的光纖類型和有效傳輸距離分別對應于前面介紹的，應用于局域網(wǎng)中的10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-ER和10GBase-ZR規(guī)范。
     表6-9綜合了以上介紹的所有10G以太網(wǎng)規(guī)范，在實際的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計中，就可以針對具體的節(jié)點環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)需求來對應選擇了。當然，目前10G以太網(wǎng)主要是在骨干網(wǎng)絡(luò)中采用，在一般的企業(yè)局域網(wǎng)中仍很少見到。