10G - 25G - 100G 네트워크 데이터 센터를 위한 업그레이드 로드맵

민간 및 공공 클라우드 데이터센터 및 통신서비스 제공업체의 대역폭 요구 사항에 힘 입어 25G 및 100G는 상당한 영향을 받아 2019 년에 200G / 400G 출하를 시작했습니다.

지금까지 대다수의 서버 공급업체는 서버에서 표준 I / O 옵션으로 이미 25 기가비트 이더넷 NIC를 제공하여 최신 이더넷 속도 전환을 10G에서 25G, 100G 이상으로 끌어 올렸습니다.

1G, 10G 및 40G는 여전히 엔터프라이즈 시장의 이더넷 포트 중 상당 부분을 차지하지만 25G 및 100G 로의 전환은 이전보다 더 빨리 이루어지고 있습니다. 데이터 센터 네트워크는 대역폭 요구의 증가로 인해 확장성, 즉각적인 대역폭 프로비저닝 및 애플리케이션 민첩성을 제공합니다. 이 자료는 25G의 진화 경로와 10G - 40G 대 25G - 100G 마이그레이션 경로 비교를 제공합니다. 또한 향후 25G - 50G - 100G - 200G - 400G 시장 데이터 하이라이트를 제공함과 동시에 25G와 10G 이더넷 표준 간의 호환성 문제를 명확히합니다.

25G로의 진화 경로

데이터 센터는 전례없이 빠른 속도로 확장되고있어 서버와 스위치간에 더 높은 대역폭이 필요합니다. 이러한 추세에 맞추기 위해 네트워킹 및 이더넷 업계는 10G에서 25G로 이동하고 있으며 서버간 랙 연결을위한 높은 밀도, 비용 및 전력 이점을 제공합니다. 25GbE가 처음 제안 된 이래 2014 년 Google, Microsoft, Arista 및 Mellanox와 같은 회사는 TOR (Top-of-Rack) 서버 네트워킹을위한 25GbE 표준 개발을 추진해 왔습니다. 결과적으로 약 25GbE의 시장 점유율은 업계에서 가장 포괄적 인 호스트 및 스토리지 연결 솔루션을 제공하면서 시장에서 급속도로 증가하고 있습니다. 그림 1은 2014 년에서 2018 년까지 주요 이정표를 보여 주며 업계에서 25 기가비트 이더넷을 만들었습니다.

Figure 1: Evolutionary Path of 25G Ethernet

마이그레이션 경로 비교 : 10G - 40G 대 25G - 100G

25GbE 사양이 발표되기 전에 10G-40G 업그레이드 경로는 기업, 서비스 제공 업체 및 데이터 센터가 10GbE 이상으로 확장 할 수있는 옵션으로 주로 채택되었습니다. 그러나 25GbE의 출현과 함께 25G - 100G 업그레이드 경로는 비트 당 비용, 전력 소모 및 광범위한 서버 전환에 필요한 필수 요소 인 서버 랙 밀도등에서 많은 이점을 제공하여 더 많은 추진력을 얻었습니다. 서로 어떻게 다른지, 어떤 마이그레이션 경로가 다른 경로보다 우수한 지 살펴 보겠습니다.

Figure 2: 10G - 40G vs 25G - 100G Upgrade Path Comparison

10G 대 25G

현재 데이터 센터에서 네트워킹은 서버 대 액세스 스위치 연결을 위해 10G 대 25G 사이의 교차점에 도달했습니다. SFP28 폼 팩터를 기반으로 한 25G 이더넷은 10G 속도에 비해 2.5 배의 성능과 대역폭을 제공 할뿐 아니라 10G 패키징 및 실리콘 기술 발전을 지원합니다. 이러한 이점을 통해 기존 스위치 아키텍처는 케이블 / 트레이스 상호 연결을 증가시키지 않고 10G보다 빠른 링크 속도를 지원하면서 네트워크 대역폭의 성장 궤적을보다 빠르고 풍부하게 유지할 수 있습니다.

또한 10GbE에서 25GbE 속도로 업그레이드하면 이전 버전과의 호환성을 통해 데이터 센터 운영자를위한 CapEx (자본 지출) 및 OpEx (운영 비용) 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 최근의 고성능 25G / 100G 칩은 작동이 10GbE와 비슷한 단일 레인 25G Serdes 기술을 사용하므로 기가비트 당 전력 및 비용을 크게 절감합니다. 이러한 절전으로 인해 데이터 센터 운영자의 냉각 요구 사항 및 운영 비용이 낮아집니다. 기존의 케이블 링 인프라를 재사용함으로써 25G 이더넷을 통해 원활한 네트워크 마이그레이션이 가능하므로 값 비싸고 복잡한 변화를 피할 수 있습니다.

SFP + 슬롯에서 SFP28을 사용할 수 있습니까? 어떤 속도로 얻을 수 있습니까?

예, SFP28 및 SFP +의 핀아웃은 호환 가능합니다. 그러나 SFP +는 10Gb / s에서 작동하도록 설계되었으며 SFP28은 25Gb / s에서 작동하도록 설계되었습니다. 즉, SFP + 포트를 SFP28 포트에 연결해도 25Gb / s 데이터 속도는 나오지 않지만 10Gb / s 만 얻을 수 있습니다. 이론적으로 10G 인터페이스에 SFP28 모듈을 연결하면 특정 장치에서 10Gb / s 데이터 속도를 얻을 수 있지만 이 솔루션은 NIC 및 스위치 포트에 의해 제한 될 수 있으므로 권장하지 않습니다.

QSFP28 포트는 일반적으로 SFP28 또는 SFP + 광모듈을 수용 할 수 있습니까?

QSFP28 (4x25G 레인)은 SFP28 (25G 레인)을 직접 수용 할 수 있지만 QSFP28은 10G SFP + 링크로 직접 통신할 수 없습니다. 10G 광모듈을 QSFP28 포트에 연결하려면 QSFP28 포트에 QSFP + 모듈 (4x10G 레인)을 삽입 한 다음 브레이크 아웃 케이블을 사용하여 MPO를 4x LC로 변환하고 표준 10G SFP + 모듈와 연결해야 합니다.

25G 대 40G

25G 이더넷 사양은 서버 NIC와 랙 상단 (ToR) 스위치 간의 상호운용성을 제공합니다. 40GbE 솔루션에 비해 최대 스위치 입출력 성능 및 패브릭 기능으로 더 큰 포트 밀도를 제공합니다. 25GbE 기술은 한 레인 만 있으면 40GbE (4 레인)의 스위치 포트 밀도의 4 배를 제공하므로 클라우드 및 웹 규모의 데이터 센터 환경에서 네트워크 대역폭을 효과적으로 확장 할 수 있습니다. 25Gb / s 및 50Gb / s 이더넷 링크는 기존의 10Gb / s 또는 40Gb / s 이더넷 연결보다 serdes 레인 및 twinax 동선 당 2.5 배 빠른 성능을 제공합니다.

대규모 하이엔드 엔터프라이즈의 경우 서버 당 포트 밀도가 전체 시스템에서 케이블 링 및 스위치 인프라 비용을 결정합니다. 따라서 40G에서 100G로 직접 업그레이드하는 것은 25G 이더넷 연결에 비해 비용이 많이 듭니다. 25G - 100G (4x25G 레인) 네트워킹 마이그레이션 경로는 40G - 100G 업그레이드 경로와 비교할 때 스위치 포트 기능을 완벽하게 활용하여 대역폭 단위 당 비용을 낮춥니다.

기존 40G 네트워크를 25G로 마이그레이션?

일반적으로 25G 장비가 40G 장비보다 비싸다고 생각되는데 기존 40G 네트워크를 25G로 이동해야합니까? 25G 레인 당 비용이 실제로 꽤 합리적이기 때문에 25G는 확실히 10G / 40G와 비교할 수있는 방법입니다. 전송 속도를 높이거나 더 높은 속도 (100G / 200G / 400G)로 업그레이드 할 계획이 있다면 마이그레이션을 수행하기위한 로드맵으로 25G를 배치하는 것이 중요합니다. 그렇지 않은 경우 기존 40G 네트워크를 25G로 이동할 필요가 없습니다.

25G - 50G - 100G - 200G - 400G 시장 하이라이트

하이퍼 스케일 데이터 센터에서 25G 서버와 100G 스위치 포트가 유비쿼터스가되어 이전의 10G 서버와 40G 스위치를 점차 대체합니다. 이 속도 이전으로 인해 작은 증분 비용으로 전체 시스템 처리량이 2.5 배 증가했습니다. 이더넷 산업이 계속 혁신하고 200G 및 400G와 같은 더 높은 네트워킹 속도로 나아가는 경로로, 25G - 100G 업그레이드는 미래의 데이터 센터를 위한 필연적인 로드맵으로 개발되었습니다.

50G는 새로운 40G인가 - 50G가 필요한 이유는 무엇입니까?

50Gbps 단일 채널 기술이 100G / 200G / 400G 업그레이드의 토대가 될 것이라고 제안되었지만 50G 이더넷을위한 IEEE 표준 구현은 아직 시간이 필요합니다. 25G가 10G의 2.5 배 성능을 제공하는 것처럼 미래의 50G도 40G의 1.25 배 성능을 제공합니다. 50G 이더넷은 2개의 25G 레인을 기반으로 할 것이므로 이더넷 신호를 전송하기 위해 4 개의 10G 레인을 사용하는 현재 40G 구현의 대안이 될 것입니다. 레인이 줄어들면 데이터 센터에 필요한 네트워크 장비 비용이 절감됩니다. 미래에는 이더넷 업그레이드 경로가 기존의 10G -> 40G -> 100G에서 10G -> 25G -> 50G -> 100G로 변경 될 수 있습니다. 어떤 경우라도 데이터 센터를 여러 25G 레인에서 50G 또는 100G 네트워크로 업그레이드하는 것이 쉽고 비용절약적입니다.

Figure 3: Current vs Future High Speed Ethernet Upgrade Mode

100G 이상, 200G 및 400G로 업그레이드

25G, 50G 및 100G 기능을 갖춘 네트워킹 인프라는 일반적으로 대규모의 200G 및 400G 로의 추가 업그레이드를 위한 매우 유연한 솔루션으로 구현됩니다. 이러한 변화는 현재 하이엔드 엔터프라이즈 및 데이터 센터에서 진행되고 있으며 주로 메가 데이터 센터 내 네트워크 구현 및 데이터 센터 간의 상호 연결에 힘을 실어주고 있습니다. 시장에 점점 더 많은 벤더들이 200G / 400G 광모듈의 연구와 개발에 전념했으며, 그 중 일부는 이미 성공적으로 사용되고있습니다. 기본 시그널링 속도는 25G에서 50G 사이이며 궁극적으로 200G / 400G 전송을 지원하기 위해 100G에 도달합니다. 다음 차트는 다중 레인 25G / 50G / 100G를 기반으로 한 200G / 400G의 가능한 업그레이드 경로를 나열합니다. 보시다시피 4x50Gb / s 레인 또는 8x25Gb / s 레인은 200G를 지원하는 데 사용되지만 400G는 16x25Gb / s 레인, 8x50Gb / s 레인 또는 4x25Gb / s 혹은 4x 100Gb/s 레인으로 달성 될 것으로 예상됩니다.

결 론

미래의 데이터 센터에서는 더 높은 이더넷 속도와 성능에 대한 요구가 계속될 것입니다. 지난 몇 년 동안 25G의 진화 경로를 되돌아 본 결과, 25G의 출현이 차세대 데이터 센터 요구를위한 첨단 광대역 네트워크 용량을 확보하는 이정표임을 쉽게 알 수 있습니다. 25G - 100G 업그레이드 경로는 기존의 10G - 40G 연결을 뒤집고 데이터 센터 효율성을 향상시켜 200G 및 400G 로의 업그레이드를위한 기반을 마련합니다. 이 혁신이 어떻게 진행되고 혁신적인 방법으로 데이터 센터에 적용될지 기대하도록 하겠습니다.

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엑사통신 광통신기술팀: 02-716-3799