如今，隨著網(wǎng)絡邊緣支持更多用戶、設備、應用程序，以及服務，數(shù)據(jù)中心互連應用程序已成為網(wǎng)絡環(huán)境中一個關(guān)鍵且快速增長的部分。
到2021年，亞太地區(qū)的互聯(lián)帶寬將以51%的復合年增長率增長，將達到2,200Tbps以上，而新加坡的互連帶寬預計將在此期間增長四倍以上。隨著企業(yè)日益實現(xiàn)數(shù)字化，容量需求將進一步增加。為了促進數(shù)據(jù)的實時通信和傳輸，無論是在數(shù)據(jù)中心之間還是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，高速可靠的網(wǎng)絡互連都是必不可少的。
在這個提供超快速交易能力對于業(yè)務至關(guān)重要的時代，需要探索數(shù)據(jù)中心互連的最佳實踐和當今可用的技術(shù)，以擴展網(wǎng)絡功能。
更加扁平的網(wǎng)絡架構(gòu)可以提高連接性和可擴展性
巨大的數(shù)據(jù)增長推動了數(shù)據(jù)中心園區(qū)的增長，特別是超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)中心園區(qū)內(nèi)的所有這些建筑物必須以足夠的帶寬連接。為了保持園區(qū)中數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)流動，每個數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在能夠以高達200Tbps的速度傳輸?shù)狡渌麛?shù)據(jù)中心，在未來需要更高的帶寬(參見圖1)。
圖1：概念性園區(qū)布局
帶寬需求可高達100Tbps甚至200Tbps
為了應對不斷增加的工作負載和延遲需求，如今的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心正在遷移到葉脊架構(gòu)(參見圖2)。通過葉脊架構(gòu)，網(wǎng)絡分為兩個階段。主干階段用于聚合和路由數(shù)據(jù)包到最終目標，葉子階段用于連接主機上的終端主機和負載平衡連接。
理想情況下，每個葉子交換機都會扇出到每個主干交換機，以實現(xiàn)服務器之間的連接最大化，因此，網(wǎng)絡需要高基數(shù)的主干/核心交換機。在許多環(huán)境中，大型主干交換機連接到更高級別的主干交換機，以將校園中的所有建筑物連接在一起。由于這種更扁平的網(wǎng)絡架構(gòu)和高基數(shù)交換機的采用，可以期望網(wǎng)絡變得更大、更加模塊化、更具可擴展性。
圖2：主干和葉子架構(gòu)和高基數(shù)交換機需要數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)中的大規(guī)模互連
通過極端密度網(wǎng)絡優(yōu)化帶寬傳輸
在數(shù)據(jù)中心園區(qū)的建筑物之間提供這種帶寬量的最佳和最具成本效益的技術(shù)是什么?企業(yè)已經(jīng)采用多種方法以在該水平上提供傳輸速率，但是普遍的模型是在許多光纖上以較低的速率傳輸。要使用此方法達到200Tbps，每個數(shù)據(jù)中心互連需要3,000多條光纖。當用戶考慮將每個數(shù)據(jù)中心連接到園區(qū)中的每個數(shù)據(jù)中心所需的光纖時，其密度很容易超過10,000根光纖。
現(xiàn)在人們已經(jīng)確定了對極密網(wǎng)絡的需求，因此了解構(gòu)建它們的最佳方法非常重要。如今，在相同的電纜直徑或橫截面內(nèi)，新的電纜和帶狀設計已使光纖容量從1728根增加到3456根。這些通常分為兩種設計方法：一種采用標準矩陣色帶，具有更緊密的可封裝子單元，另一種采用標準電纜設計，采用中心或開槽芯設計，松散粘合的網(wǎng)狀設計色帶可相互折疊(見圖3)。
圖3用于極端密度應用的不同帶狀電纜設計
利用這些極端密度的電纜設計可在相同的管道空間內(nèi)實現(xiàn)更高的光纖密度。圖4說明了如何使用新的極端密度型電纜的不同組合，使網(wǎng)絡所有者能夠?qū)崿F(xiàn)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心互連所需的光纖密度。
圖4使用極高密度電纜設計在同一管道空間內(nèi)將光纖容量加倍
互連的未來
目前的市場趨勢表明，對光纖數(shù)量的要求將超過5,000根。為了維持仍可擴展的網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施，減小光纖電纜尺寸的壓力將會增加。隨著光纖填充密度已接近其物理極限，進一步有效地減小電纜直徑的選擇將變得更具挑戰(zhàn)性。
開發(fā)商還側(cè)重于如何最好地將數(shù)據(jù)中心互連鏈路提供到間隔更遠的位置，而不是共同位于同一物理園區(qū)內(nèi)。在典型的數(shù)據(jù)中心園區(qū)環(huán)境中，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心互連長度不超過2公里。而相對較短的距離使得光纖電纜無需任何拼接點即可提供連接。然而，由于邊緣數(shù)據(jù)中心部署在大都市區(qū)域以減少延遲時間，因此距離可以增加并且可以長達75公里。
在不影響現(xiàn)有管道和工廠內(nèi)部環(huán)境的情況下，開發(fā)能夠有效擴展以達到所需光纖數(shù)量的產(chǎn)品仍是光纖行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。隨著光纖密集型5G時代的臨近，網(wǎng)絡運營商現(xiàn)在需要尋求優(yōu)化數(shù)據(jù)中心互連性，以解決當前和未來的數(shù)據(jù)傳輸率問題。
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