简介
IEEE万兆以太网(10GbE)的标准——IEEE 802.3ae-2002标准——在八年前就已经核准发布。与此同时，大型企业开始满怀信心地在他们企业的骨干、数据中心和服务器群组部署万兆以太网来支持高带宽、任务关键型的应用。
多年以来，万兆以太网技术的改进、价格的下降和性能的优势已经使它的应用越出了企业的数据中心并延伸到中型的网络市场。带宽需求的增加和企业应用的增长都促进了万兆以太网更广泛的部署。
本文列出了实现一个可靠、具性价比和方便易用的万兆以太网部署的十个注意事项。
万兆以太网和服务器边界：更佳的效率
中型企业通过整合服务器来优化他们的数据中心和服务器群组，从而减少空间、电源和管理的开销。通常，第一步是整合多个应用到更少的服务器上，从而取代一个应用一台服务器的模式。进而下一步是服务器虚拟化。
服务器虚拟化是通过在服务器上安装多个虚拟机(VMs)从而实现在一台服务器上支持多个应用和操作系统。每个虚拟机都像一台独立的物理服务器那样工作，但是却共享物理服务器的处理能力，从而保证不浪费服务器的处理能力。IT部门可以减少服务器的库存，更好地利用服务器和更有效地管理资源。
服务器虚拟化很大程度上依赖于网络和存储。虚拟机不断地增加并需要比单台物理服务器更大量的存储空间。网络附加存储(NAS)或存储区域网络(SAN)为虚拟机提供额外的专用存储空间。服务器和存储之间的连接必须足够快以避免产生瓶颈。万兆以太网为虚拟环境提供了最快的连通性。
万兆以太网存储区域网络和光纤通道：更简单和更具性价比
在网络中有三种类型的存储：直接附加存储(DAS)、网络附加存储(NAS)和存储区域网络(SAN)。每种都有各自的优点，但是SAN正成为面向数据中心和高密度计算应用最灵活和可扩展的解决方案。
SAN主要的缺点是费用和专门需要培训人员来安装和维护光纤通道中的互联介质。尽管如此，通过光纤通道实现的SAN存储已经在大型的企业中建立起来。
新标准——互联网小型计算机系统接口(iSCSI)——使万兆以太网成为SAN应用中具有吸引力和可供选择的互联介质。iSCSI是在大多数存储设备和光纤通道中进行块传输的SCSI协议的扩展。
互联网扩展的协议定义了在IP网络上扩展块转移的协议，从而使标准的以太网基础架构可以作为SAN存储的互联介质。基本的iSCSI在现今的大多数操作系统中都支持。最新的iSCSI性能使万兆以太网相对于光纤通道更能顺利地成为SAN存储的互联介质：
*更低的设备和管理费用：万兆以太网网络组建比高度专用的光纤通道组件的费用更实惠，并且无需专门的安装和管理技能;
*增强的服务器管理：iSCSI远程启动避免了每台服务器从各自的直连磁盘来启动。相反，服务器可以从在SAN上的一个操作系统镜像来启动。这将特别有利于在机架或刀片服务器的应用上启用无盘服务器。
*改良的数据灾备恢复：在一个本地SAN上的所有信息，包括启动信息、操作系统镜像、应用和数据，都可以复制到一个远程的SAN上以便实现快速和完整的灾备恢复。
*卓越的性能：即便像数据库这样的交互性虚拟机，都可以在万兆以太网和iSCSI SAN上运行而性能不受影响。
万兆以太网和汇聚层：减少网络瓶颈
直到最近，网络设计还是推荐使用快速以太网作为接入层，并使用千兆上行链路到核心(对于两层的网络架构)或汇聚层(对于三层的网络架构)。现今，在网络接入层的流量已经急剧地增加。高带宽需求的应用已经成倍地增长。随着千兆以太网价格的下降，千兆到桌面已经变得越来越普遍。
千兆以太网到桌面的广泛应用增加了网络其余部分的超负荷运行比率。结果在网络接入层和汇聚层或核心层之间大量的千兆流量造成了网络的瓶颈。
万兆以太网使汇聚层的规模可以不断地扩展以满足用户和网络应用日益增长的需求。这样可以让网络超负荷运行的比率回到符合网络设计的最佳实践，并提供了在聚合多个千兆以太网链路上一些重要的优势：
*使用更少的光纤：万兆以太网连接相对于千兆以太网链路聚合使用更少的光纤线缆，千兆以太网链路聚合需要在每条链路上使用一对尾纤。使用万兆以太网减少了线缆的复杂性;同时考虑到铺设额外的光纤线缆的费用也很昂贵，使用万兆以太网也有效地使用了现有光纤线缆的布线;
*对×××的更好支持：在聚合的千兆以太网链路上的流量由于在终端设备上数据包序列的需求而被限制到1 Gbps的数据流。由于在单个万兆以太网链路上有更大的带宽容量，所以万兆以太网可以更有效地支持×××的应用程序;
*更长远的投资部署：相对于对个千兆以太网链路的聚合，万兆以太网提供了更大的扩展性，从而可以更好地保护你的网络投资。最多可把8条万兆以太网链路聚合成一个虚拟的80Gbps的链接;
万兆以太网和光纤线缆的选择
对于任何光纤线缆的部署都需要考虑三个重要的因素：
*光纤线缆的类型(例如单模/多模)
*万兆以太网物理接口的类型(例如10GBase-SR)
*光纤模块规格的类型(例如XFP)
以下的表格总结了适用于万兆以太网的标准光纤线缆、物理接口和规格。
多模光纤 | 62.5/125μm (OM1 grade) 光纤 | 以前的行业标准 |
50/125μm (OM2 grade) 光纤 | 以前的行业标准 | |
50/125μm (OM3 grade) 光纤 | 现在的行业标准（新的安装标准） | |
单模光纤 | 9/125μm 光纤 | 现在的行业标准 |
表1：局域网的光纤线缆类型
多模光纤 | 10GBase-LX4 | 最大距离300米（980英尺） | 以前的行业标准 |
10GBase-SR | “短距离”可达300米（980英尺） | 现在的行业标准 | |
10GBase-LRM | “长距离多模”可达260米（850英尺） | 现在的行业标准 | |
单模光纤 | 10GBase-LX4 | 最大距离10千米（6.2英里） | 以前的行业标准 |
10GBase-LR | “长距离”可达10千米（6.2英里） | 现在的行业标准 | |
10GBase-ER | “扩展的距离“可达40千米（25英里） | 现在的行业标准 |
表2：万兆以太网光纤物理接口
XENPACK | 大的规格 | 以前的行业标准 |
X2 (XPACK) | 比XENPACK小的规格 | 以前的行业标准 |
XFP | 比X2小的规格 | 现在的行业标准 |
SFP+ | 最小的规格 | 现在的行业标准 |
表3：万兆以太网模块规格（光）
多模光纤 | 单模光纤 | |||
万兆以太网物理层 | 62.5/125μm OM1 | 50/125μm OM2 | 50/125μm OM3 | 9/125μm |
10GBase-LX4 | 300米 (980英尺) | 240米 (790英尺) | - | 10千米 (6.2英里) |
10GBase-LRM | 33米 (108英尺) | 33米 (108英尺) | 300米 (980英尺) | - |
10GBase-LR | 220米 (720英尺） | 220米 (720英尺） | 260米 (720英尺) | - |
10GBase-ER | 33米 (108英尺) | 33米 (108英尺) | 33米 (108英尺) | 10千米 (6.2英里) |
10GBase-ER | - | - | - | 40千米 (25英里) |
表4：万兆光纤的工作范围和物理层（物理接口）
只要万兆以太网的物理接口类型在光纤链路的两端是一样的，模块的规格是可以互通使用的。例如，可以通过连接一个10GBase-SR XFP光纤模块和一个10GBase-SR SFP+来部署一条光纤链路。然而，一个10GBase-SR SFP+的光纤模块不能连接到10GBase-LRM SFP+光纤模块。
万兆以太网和铜缆的选择
随着交换标准的成熟和铜缆标准的改进，在万兆以太网上使用铜缆变得越来越普遍。现在，万兆以太网有三个不同的铜缆技术。每种都有不同的价格和性能（详见表5）。尽管光纤（SFP+模块）能提供最低的延时，但是许多IT部门还是使用铜缆来连接交换机到交换机或者交换机到服务器。
介质 | 铜缆 | 距离（最大） | 平均延迟 | |
CX4 | 双轴铜缆 | 15米（49英尺） | 0.1 μs | IEEE 802.3ak-2004 |
SFP+直连线缆 | 双轴铜缆SFP+CU | 10米 (33英尺) | 0.1 μs | MSA SFF-8431 housing |
0GBase-T | 6类RJ45双绞线 | 30米(98英尺)—50米 (164英尺） | >1.5 μs | IEEE 802.3an-2006 |
6A类RJ45双绞线 | 100米 (98英尺) | >1 μs | ||
7类GG45双绞线 | 100米 (98英尺) | >1 μs |
表5：万兆铜缆选项
10GBase-CX4——在2004年发布——是最早的万兆以太网铜缆的标准。CX4相对经济并支持非常低的延迟。它的缺点是规格太大而无法在高密度端口的汇聚交换机上使用。
SFP+是最新的光收发器标准。万兆SFP+直连线缆（DAC）直接连接到一个SFP+模块。由于低延迟、小的规格以及合理的价格，从而这个新的铜缆解决方案已经成为连接机架上的服务器和存储设备的一个选择。
10GBase-T或者IEEE802.3an-2006在2006年发布，在最大100米长的6A类和7类铜缆上实现万兆以太网。虽然该标准具有前途，但10GBase-T仍然需要不断的技术改进来降低成本、功耗和延迟。
万兆以太网和SFP+改造：便于短距离运行的直连线缆
SFP+直连线缆集成了SFP+兼容连接器和一条铜缆，提供了低延迟、节能和低成本的解决方案。DAC具有几种长度，最长可达10米（33英尺），并且是目前最好的短距离万兆以太网连接线缆。（详见图1）
图1：典型的直连线缆（DAC）
对于机柜顶端（ToR）的应用
交换机使用SFP+光纤模块在一个高效的1U规格机柜中提供高端口密度的万兆以太网。出于相同的原因，服务器和网络存储厂商在他们的设备上使用万兆SFP+网络适配器。DAC简化了机架和终端的布线。服务器和网络存储设备可以直接连接到ToR交换机，避免对中间跳线面板的需求。DAC足够灵活能够在机架中进行垂直的布线管理。在机架外的唯一布线是ToR交换机上联到汇聚层的连接，使移动机架变得更轻松。
万兆以太网和链路聚合提供网络的冗余性和灵活性
端口汇聚或链路聚合不是新的技术。之前的IEEE标准定义了聚合多个以太网端口到一个逻辑链路的方法，以提高整体的连接速率和可用性。
IEEE的链路聚合控制协议（LACP）标准定义了捆绑多个物理端口到一个逻辑通道上的方法。现今，大多数的万兆以太网服务器和网络存储设备有多个端口和支持Active-Active LACP端口组。然而，对服务器来说主要关注的是冗余，而且LACP标准只是定义了Active-Active服务器组到相同的交换机，如果交换机非正常工作了就创建了单个故障点。出于这个原因，服务器连接通常配置为故障切换模式。在故障切换模式下，活跃的链接到第一台交换机，冗余的链接到第二胎交换机直到第一条链接故障时被激活。
复杂、昂贵和专有技术确实在多台独立运行的不同交换机之间提供了LACP组。然而，从部署的角度来看，更容易通过堆叠型交换机使链路聚合跨越整个堆叠组来实现一个分布式的LACP解决方案。在这种配置下，堆叠组好像一台逻辑上的交换那样工作并实现无缝的链路聚合。
图2：分布式LACP部署
什么是“机柜顶端”交换机
一台机柜顶端（ToR）交换机是一台具有少量端口并位于数据中心或服务提供商代管设备的19寸机架的顶端或中间。一台ToR交换机提供一个简单的、低成本的方式来轻松地添加更多的网络容量。ToR交换机连接多个服务器和其他的网络组件（如存储）到一个机架上。大大简化了添加更多的服务器和存储容量到网络的难度，避免了使用复杂的跳线面板和来自于每台服务器或每台存储设备的布线。
万兆以太网和机柜顶端的最佳实践
图3显示了一个可堆叠的万兆以太网ToR交换机的解决方案，为服务器和网络存储提供划算的SAN连接。LACP功能除了为服务器和存储提供更好的性能以外，还提供更好的可用性和冗余性。由于服务器虚拟化，Active-Active服务器组可以分布在两个堆叠的交换机之间，当服务器组连接到相同的逻辑交换机时确保了服务器的物理冗余。如果一条链路故障，LACP还提供故障切换的保护。同时，iSCSI流量负载均衡确保更大的传输吞吐量和更低的网络延迟。
图3：两个机柜，每个机柜放置万兆以太网服务器、存储和交换机
万兆以太网和分布层的最佳实践
千兆以太网到桌面需要一个高带宽、高效的和灵活的解决方案。图4显示了具有万兆上行链路的千兆接入交换机和可堆叠的万兆汇聚交换机。作为机柜顶端（ToR）的最佳实践，LACP active-active组被分布在四台堆叠交换机之间，提供卓越的灵活性和可用性，同时提供到相同逻辑交换机的连接。在接入层，接入交换机堆叠成一台虚拟的逻辑交换机，简化了配置和管理的开销。网络负载均衡确保了流量被动态地分布在物理链路上。最后，为了链路的冗余，LACP故障切换保护比使用生成树协议更高效。当主链路处于工作状态时，生成树的备用链路是不工作的。故障切换保护比使用生成树协议更高效。当主链路处于工作状态时，生成树的备用链路是不工作的。然而LACP的所有链路在同一时刻都是处于工作状态的，从而提供了更好的聚合带宽和无缝的冗余。
图4：支持堆叠和分布式的万兆以太网链路聚合的智能接入层
万兆以太网和NETGEAR解决方案：可靠、具有性价比和方便易用
NETGEAR ProSafe全网管交换是关注成本的企业在部署支持机柜顶端（Top-of-Rack）和融合的网络应用的万兆以太网时的理想选择。NETGER全网管交换机降低了管理和维护的成本，使IT人员更多地关注在其他的关键业务上。同时，也帮助正在成长的公司实现日益增长的带宽需求、新的应用需求和一个快节奏的商业环境的需求。
更可靠
NETGEAR全网管交换机设计的初衷就是设备的可靠性，并且一直稳定地运行。每台设备都由高档的原件组成并且在交付使用之前经过严格的测试。
更具性价比
NETGEAR全网管交换机支持一系列的功能，包括组播、虚拟化和高级的安全特性，而且极具性价比。任何企业，无论规模的大小或应用的多少，都可以在NETGEAR万兆交换产品线中找到合适的解决方案。
方便易用
NETGEAR全网管交换机可以通过直观的和具有全面功能的Web图形化界面、CLI命令行接口或SNMP网管协议进行管理。2010年Palmer Benchmark的一项研究发现NETGEAR的用户相对于Cisco的用户有更少配置方面的问题。易于部署和简单的堆叠——NETGEAR全网管交换机以简单为起见来设计。
