超高速數(shù)據(jù)中心的含義及其存在的技術(shù)問題概述

　　隨著信息技術(shù)的普及，全球數(shù)據(jù)量每年都以超過50%的速度增長。為了應(yīng)對信息爆炸性增長的挑戰(zhàn)，建設(shè)超高速數(shù)據(jù)中心迫在眉睫。超高速數(shù)據(jù)中心指的是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)采用40G/100G網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)，向外提供超百G帶寬高速訪問能力的數(shù)據(jù)中心。在超高速數(shù)據(jù)中心中，采用萬兆服務(wù)器，接入層網(wǎng)絡(luò)與萬兆服務(wù)器對接，然后通過40G與核心網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，核心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部采用100G互聯(lián)，同時與外部通過多條100G端口互聯(lián)，這樣的超高速數(shù)據(jù)中心提高超強(qiáng)的業(yè)務(wù)處理能力，可以滿足未來幾年業(yè)務(wù)增長的需求。國內(nèi)在百度、阿里、中國電信都已經(jīng)出現(xiàn)了這樣的超高速數(shù)據(jù)中心，并且開始向外提供業(yè)務(wù)服務(wù)。

　　40G/100G的標(biāo)準(zhǔn)幾年前就已經(jīng)發(fā)布，直到現(xiàn)在才開始逐步普及，原因是多方面的，一面是業(yè)務(wù)的需求推動，而另一面則是技術(shù)積累的不足。其實(shí)，超高速數(shù)據(jù)中心在實(shí)際運(yùn)營中仍然面臨著多個技術(shù)難題，這些難題在這兩三年內(nèi)將長期困擾著這些第一批“嘗螃蟹的人”。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)由10G提升到40G，甚至100G，這需要新的光纖、光模塊、光接口、設(shè)備內(nèi)部的高速連接器，所有的通道都必須打通，這里面就存在不少的技術(shù)難題，下面將目前超高速數(shù)據(jù)中心中實(shí)際遇到的最棘手問題講述給大家。

　　1、CRC錯包不斷

　　傳統(tǒng)的10G互聯(lián)提升到了40G/100G，傳輸效率提升了10倍，然而穩(wěn)定性就降低下來了。這就好比開汽車撞到一支小鳥，不至于發(fā)生車毀人亡，但如果是飛機(jī)撞到了一支小鳥，就很可能機(jī)毀人亡，根本原因是撞擊的速度不同，破壞力就不同。在一個10G互聯(lián)的鏈路上如果光信號不穩(wěn)或者鏈路質(zhì)量不高，偶爾會出幾個錯包，但是換到40G/100G的高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，那么相同的鏈路質(zhì)量在40G/100G網(wǎng)絡(luò)中，錯包的數(shù)量就會放大。不僅錯包的數(shù)量會呈幾何倍數(shù)增長，嚴(yán)重的情況甚至?xí)尪丝跓o法正常工作，無法轉(zhuǎn)發(fā)正常流量。超高速數(shù)據(jù)中心對光路質(zhì)量有著更高的要求，所以數(shù)據(jù)中心經(jīng)常會受到鏈路校驗(yàn)CRC錯包的困擾，即使是經(jīng)過驗(yàn)收合格的布線系統(tǒng)也經(jīng)常會出現(xiàn)，這些都是由于超高速數(shù)據(jù)中心對光路更加敏感而造成的。更換布線系統(tǒng)不太可能，只能是換光纖和端口，然后再觀察。其實(shí)將布線系統(tǒng)放大，每條鏈路都是會有一些細(xì)微差異，而敏感的40G/100G就對布線系統(tǒng)質(zhì)量要求很高，通過換端口，換光纖都無法緩解的話，有時就只能放任錯包的存在了。

　　2、端口UP/DOWN

　　40G/100G端口對收光功率有著更加苛刻的要求，和錯包問題一樣，端口UP/DOWN情況也會隨之出現(xiàn)，由于40G/100G端口商用不久，各廠家的端口實(shí)現(xiàn)，光模塊技術(shù)都有差異，再加上要適配各種類型的PHY器件（通過PHY器件可以將流量的物理光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號），所以難免會出現(xiàn)這類UP/DOWN問題，嚴(yán)重的情況甚至無法對接UP。有些40G/100G就要求兩端要用一個廠家，甚至是一個廠家相同型號的設(shè)備，光模塊也要用相同型號，才能保證適配UP，這類的問題屢見不鮮，在40G/100G相關(guān)器件還沒有通用化的情況下，出現(xiàn)這類問題也是必然，這和當(dāng)初10G逐漸推廣與使用時遇到的情況如出一轍。

　　3、功耗大、發(fā)熱高

　　40G/100G由于要處于高速轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，光模塊功率較高，發(fā)熱量大，當(dāng)將一個運(yùn)行一段時間的光模塊拔下來，會有燙手的感覺。這類高速模塊高速運(yùn)轉(zhuǎn)，自然功率都比較大，這樣就需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供更多的電。一般擁有40G/100G端口的設(shè)備耗電量要比普通設(shè)備高得多，給端口供電就要消耗很大一部分。同時網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還要考慮端口發(fā)熱的問題，端口之間的距離不能過密，影響散熱。目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備單板卡/單設(shè)備最多只能提供24口的40G或者8口的100G，如果端口密度再高，散熱就是大問題了。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部同樣都是40G高速連接，這些地方都是發(fā)熱點(diǎn)，必須通過有效的通風(fēng)將熱量及時帶出去。

　　4、信號干擾

　　當(dāng)速率從10G提升到40G/100G，光信號的OSNR將會提升6dB，色散容限將降低到前者的1/16，PMD容限將降低到前者的1/4，光纖非線性危害程度也隨之增加，這將帶來一系列信號干擾問題。當(dāng)傳輸速率更高時，其輻射越大，抗干擾能力也就越差。所以40G/100G端口要解決抗信號干擾的問題，這些高速傳輸?shù)脑O(shè)備不宜放置在輻射過大的物體旁，容易對轉(zhuǎn)發(fā)流量造成影響，甚至中斷。40G/100G的抗干擾能力有待進(jìn)一步提升。