以太網(wǎng)標準是一個古老而又充滿活力的標準。自從1982年以太網(wǎng)協(xié)議被IEEE采納成為標準以后，已經(jīng)歷了20年的風風雨雨。在這20年中，以太網(wǎng)技術(shù)作為局域網(wǎng)鏈路層標準戰(zhàn)勝了令牌總線、令牌環(huán)等技術(shù)，成為局域網(wǎng)事實標準。以太網(wǎng)技術(shù)當前在局域網(wǎng)范圍市場占有率超過90％。

在這20年中，以太網(wǎng)由最初10Base5 10M粗纜總線發(fā)展為10Base2 10M細纜，其后是一個短暫的后退：1Base5的1兆以太網(wǎng)，隨后以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展成為大家熟悉的星形的雙絞線10BaseT。隨著對帶寬要求的提高以及器件能力的增強出現(xiàn)了快速以太網(wǎng)：五類線傳輸?shù)?00BaseTX、三類線傳輸?shù)?00BaseT4和光纖傳輸?shù)?00BaseFX。隨著帶寬的進一步提高，千兆以太網(wǎng)接口粉墨登場：包括短波長光傳輸1000Base-SX、長波長光傳輸1000Base-LX以及五類線傳輸1000BaseT。2002年7月18日IEEE通過了802.3ae：10Gbit/s以太網(wǎng)又稱萬兆以太網(wǎng)。

在以太網(wǎng)技術(shù)中，100BaseT是一個里程碑，確立了以太網(wǎng)技術(shù)在桌面的統(tǒng)治地位。千兆以太網(wǎng)以及隨后出現(xiàn)的萬兆以太網(wǎng)標準是兩個比較重要的標準，以太網(wǎng)技術(shù)通過這兩個標準從桌面的局域網(wǎng)技術(shù)延伸到校園網(wǎng)以及城域網(wǎng)的匯聚和骨干。

推送數(shù)據(jù)

當然，物理法則仍然存在：使用10GbE的管道，你可以推送的數(shù)據(jù)量大約是1GbE管道的10倍。但是，讓我們回過頭來，用現(xiàn)實的眼光來看一看這些數(shù)字。

在現(xiàn)實生活中，使用一個1Gbps的連接，你可以獲得110MBps的iSCSI吞吐量——在配置正確，負載均衡也完美無缺的情況下，這個數(shù)字可能會翻倍。在我見過的一些10GbE測試平臺上，單個連接的推送速度大約是1,150MBps。

這比1GBps要高一些。我承認還有許多優(yōu)秀的案例，但是，我們中有多少人敢說一個正常的應(yīng)用程序的確需要高速地遷移這么多的數(shù)據(jù)（或者只是提供遷移這么多數(shù)據(jù)的能力）呢？我敢打賭，就算在大型的企業(yè)，政府和學術(shù)界中，這樣的應(yīng)用程序也是寥寥無幾的。

一般來說，你遇到的最常見的存儲問題并不是對原始數(shù)據(jù)吞吐量的處理，而是對大量的，非常微小的，而且完全是隨機的I/O操作的處理。對于完整的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序來說，這些類型的負載更加常見，對于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式磁盤來說，這些負載是最難處理的。

這是因為磁片旋轉(zhuǎn)的速度和磁頭的定位速度都是有限的。最后，一個相對重量級的磁盤的IOPS（每秒I/O的次數(shù)）也許只能達到20,000 4KB IOPS，原始的吞吐量也許只能達到80MBps——一個1GbE連接已經(jīng)足夠用了。但是，由于磁盤延遲的限制，同樣的負載可能需要高于110 15K RPM的磁盤。對于這些類型的負載來說，存儲的瓶頸通常是磁盤子系統(tǒng)本身，而不是存儲設(shè)備之間的互聯(lián)速度。

可以肯定的是，如果可以把當前的磁盤全部替換成超高速的SSD，那么瓶頸又會變成存儲設(shè)備之間的互聯(lián)速度，甚至是服務(wù)器本身。但是現(xiàn)在，SSD那高昂的價格，以及相對較低的容量，導致它們很難引起的大家的注意（除了那些需要使用最高端的事務(wù)處理程序的人和那些預(yù)算十分充足的人）。如果你要把當前的磁盤全部替換成超高速的SSD，那么10GbE的互聯(lián)速度才是必須的，因為只有這樣才能完全發(fā)揮出它的潛力。

否則，除了特定用途的應(yīng)用程序（例如：高碼率的視頻和圖像應(yīng)用程序）以外，在生產(chǎn)環(huán)境下，你很少能看到磁盤負載可以“吃掉”10GbE帶寬的情況。但是，有一個重要的領(lǐng)域需要特別說明一下，那就是：備份。為了保護我們?nèi)找嬖鲩L的，堆積如山的數(shù)據(jù)，我們要不斷地進行備份。

不像數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，備份通常會持續(xù)不斷地遷移大量的數(shù)據(jù)——通常遷移到高性能的磁帶驅(qū)動器，它們可以很輕松地承受高于1Gbps的連續(xù)吞吐量。如果你需要在一個夜間備份窗口中備份幾十個TB的數(shù)據(jù)，那么，并行地運行大量的磁帶驅(qū)動器也許是實現(xiàn)這個目標的唯一方法。如果你采取了這種方法，并且不考慮其他因素的話，那么只有10GbE的互聯(lián)速度才可以確保你的SAN能夠滿足你的備份設(shè)備的需要。

減少延遲

10GbE的以太網(wǎng)能提高性能的另外一個領(lǐng)域是延遲領(lǐng)域。但是，它們之間的差別也許并不想你想象的那樣明顯。除了一些磁盤問題之外，還有兩個和延遲有關(guān)的問題必須要考慮：傳輸和序列化。

傳輸是指數(shù)據(jù)通過特定介質(zhì)（光纖，銅線，等等）的速度。無論是實施10GbE的以太網(wǎng)還是1GbE的以太網(wǎng)，只要使用的介質(zhì)相同，那么絕對不會對傳播速度造成什么影響的——電子或光學信號從導線的一端傳送到導線另外一端的速度都是一樣的，這和你把多少數(shù)據(jù)放入了那個管道沒有什么關(guān)系。另一方面，序列化是指你把指定數(shù)量的數(shù)據(jù)放入那個管道的速度。在這方面，10GbE的以太網(wǎng)可以快10倍。

在延遲時間中，序列化時間只占很小的一部分。連接層的巨大延遲主要是由連接的每一端的接口和系統(tǒng)引入的。在一天快要結(jié)束的時候，你可能會發(fā)現(xiàn)，對于一個特定的包來說，它通過一個調(diào)整好的1GbE的連接的往返時間是135µs，而它通過一個10GbE的連接的往返時間只能下降到75µs——大多數(shù)其他的開銷都是來自于設(shè)備的兩端，而不是來自于連接本身。

雖然10GbE以太網(wǎng)的延遲時間比1GbE以太網(wǎng)的延遲時間要少，但是，一般來說，這個差別并不會對存儲性能造成太大的影響——尤其是你使用傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式磁盤的時候。當你的存儲設(shè)備要花費長達100倍的時間來響應(yīng)的時候，減少60微秒的連接延遲時間并不會起到什么明顯的效果。如果你大量使用SSD的話，那么，相對于存儲的延遲時間來說，這個連接延遲時間所占的比例會更大一些，也許在這種情況下，值得進行這項額外的投資。

可管理性和聚合

10GbE以太網(wǎng)的亮點是容易管理。雖然通過多個1GbE的連接，使用現(xiàn)有的硬件和軟件也可以實現(xiàn)MPIO （Multi-Path IO），但是配置，監(jiān)控和管理起來都比較痛苦。甚至布線也成為了一種痛苦——一個1GbE的SAN，在兩個冗余控制器之間可能有8個或8個以上的1GbE連接，而且，一個1GbE的SAN通常會使用上限為4個控制器的主動/被動控制器架構(gòu)。

即使在存儲設(shè)備上你不選擇10GbE的以太網(wǎng)，你也應(yīng)該認真地考慮一下在服務(wù)器端使用它——尤其是你處在虛擬化的環(huán)境下。一個支持iSCSI的虛擬主機主機，如果使用1GbE網(wǎng)絡(luò)的話，每次（也許是每兩次）進行主機管理，虛擬機通信，以及iSCSI訪問至少會消耗掉6個1GbE的端口。你可以用一對冗余的10GbE接口替換掉那6個接口，這是很容易做到的，你可以通過這對接口來做任何事情，雖然你的端口消耗量和電纜數(shù)顯著地減少了，但是你的總體可用帶寬卻增加了。

此外，如果你使用“刀片”架構(gòu)的話，那么你可以通過使用智能的聚合網(wǎng)絡(luò)（converged networking）進一步深化這個模型。HP為他們的C類“刀片”產(chǎn)品提供的Virtual Connect模塊就是一個很好的例子（當然，這方面的例子不止這一個）。通過這個VC（Virtual Connect）模塊，你可以在“刀片”服務(wù)器內(nèi)置的10GbE接口上創(chuàng)建多個“Flex NIC”，它們每個都有自己的帶寬限制和網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。一個完整的“刀片”框架也許只需要兩個或四個外部的10GbE連接就可以連接到你的物理交換網(wǎng)絡(luò)的其余部分了——令人難以置信的管理和成本優(yōu)勢。

不要沖動，沖動是“魔鬼”

概括起來，10GbE的IP存儲比1GbE的IP存儲更快，更容易管理，但是，它還是太貴了，并且，你可能根本就不需要它（但是如果你能得到它，那么你會喜歡它的）。

當然，在接下來的幾年里，這些陳述也許會變得十分不合時宜，就像我在幾年之前（那時我的筆記本還沒有Gb級的接口）說的話一樣：“除了核心的網(wǎng)絡(luò)骨干之外，沒有人會需要1GbE的網(wǎng)絡(luò)?！被蛘撸偻皫啄?，人們會說：“除了核心的網(wǎng)絡(luò)骨干之外，沒有人會需要100Mbps的網(wǎng)絡(luò)?！被蛘?，許多，許多年以前，人們會說：“LocalTalk比較不錯——以太網(wǎng)太貴了。”歡迎大家在評論中談?wù)勛约旱南敕ā?/p>

特點和部署建議

萬兆以太網(wǎng)技術(shù)提供更加豐富的帶寬和處理能力，能夠有效地節(jié)約用戶在鏈路上的投資，并保持以太網(wǎng)一貫的兼容性、簡單易用和升級容易的特點。但是，我們也看到，由于萬兆以太網(wǎng)尚處于發(fā)展初期，還存在著一些問題和不足：首先，在價格方面，目前一個10GE端口的價格是GE端口的100倍左右，尤其是在帶寬得不到充分利用的情況下，會造成投資的極大浪費；其次，萬兆以太網(wǎng)繼承了以太網(wǎng)一貫的弱QoS特點，如何進行有保障的區(qū)分業(yè)務(wù)承載的問題仍然沒有解決，RPR、MPLS等特性的支持尚不成熟；再有，10GE要求設(shè)備具有強大的處理能力，而目前業(yè)界有些廠商推出的10GE端口并達不到真正的線速處理，帶寬優(yōu)勢大打折扣。

針對上述問題以及目前網(wǎng)絡(luò)帶寬需求不太迫切的現(xiàn)狀，建議網(wǎng)絡(luò)建設(shè)側(cè)重業(yè)務(wù)和性價比，網(wǎng)絡(luò)核心仍采用2.5GPOS接口或GE Trunk方式，當萬兆以太網(wǎng)在技術(shù)和成本方面得到重大進步之后，再平滑升級至萬兆。