數據中心要考慮的四要素：成本、技術、簡潔、可重構

導讀	咱們今天有必要從新複述一個話題：建議是把數據中心切分爲傳輸結構和互連結構兩個部分，在傳輸層採用 WDM 有源架構，而在互連層堅決地採用平行的PSM結構(包括平行光和平行電)。咱們確實看到相似FB 的架構是十分簡潔，可是高成本的。因此咱們也有必要論證成本經濟性和架構經濟性之間的關係。

100G 數據中心正在趨向成熟，不論是從哪一個角度，其中的技術都在趨於完美。100G 數據中心已經能夠承載大多數咱們想要的事物，可是它最可能是裝載人類生活的記憶和精神糧食，咱們確實看到了一些計算的存在，但相似這樣的計算和上個時代的超算並沒有二異。若是咱們不搞清楚數據中心應用的目標，咱們就不可能設計一個技術和應用相互匹配的數據中心。

光互連技術從100G 正在走向200G 和400G ，也許咱們能夠說，100G 光互連也只是到2018年才達到穩定的性能。因此咱們基本能夠斷言，在此以前建設的100G 數據中心都是危樓或創建在沙地上的房子，咱們必須意識到這個存在的風險。

當下的大型數據中心基本沿襲了上個時代的100G CWDM4結構，並伴隨AOC 和DAC。咱們今天有必要從新複述一個話題：建議是把數據中心切分爲傳輸結構和互連結構兩個部分，在傳輸層採用 WDM 有源架構，而在互連層堅決地採用平行的PSM結構(包括平行光和平行電)。咱們確實看到相似FB 的架構是十分簡潔，可是高成本的。因此咱們也有必要論證成本經濟性和架構經濟性之間的關係。咱們所要作的必須找到一種原則的排序關係，從而指引咱們在困難取捨中作出最佳抉擇。

100G CWDM4成爲爆品是付出高昂代價的。主要的緣由是上個時代光芯片的穩定性和一致性欠佳。在上個時代，數據中心光互連處於毫無標準時期。(好在，至少我認爲，易飛揚在2018年8月份爲該款產品設計的標準是符合預期和應用的)如今業界都明白：可靠性、產品壽命和維護成本這些是彼此關聯的。目前的結論基本支持CWDM4從技術實現上符合100G 數據中心主流的特徵，比較節約光纖，從維護多個不一樣款式產品到維護一個等等。可是從不一樣角度，這酷似簡潔架構的結論也有問題：

1、成本昂貴：

在計算互連架構的時候咱們傾向於不計算光纖的成本，由於計算這個成本處於本末倒置，引導咱們的思惟朝不能再土的方向。正如咱們在構造大廈的時候，不會考慮要用多少塗料同樣。光纖是爲系統服務的，正如塗料是爲大廈服務的，或者糧食是爲人類三餐服務的同樣。在互連的全部架構中引入WDM 技術，須要支付至少2-3倍模塊的成本。

2、總成本不經濟：

咱們之因此不傾向在互連架購中採用更多波分複用技術是由於密集網絡的信號分層最好是清晰的，可調度的。波分複用模塊主要是經過AWG或者自由空間光學技術把光纖成本砍掉3/4，可是它帶來高度的生產投入和工業界良品率問題。生產成本投入和良品篩選率犧牲了業界利潤率。事實上咱們瞭解到絕大多數互連的距離仍是500米以內，因此節省的光纖成本也是有限的。

3、維護成本是否經濟：

爭議在於維護的經濟性。維護的經濟性在於產品的穩定性和網絡可重構性。從產品穩定性角度，目前CWDM4 的產品都在趨於成熟和可靠，可是和PSM類模塊仍是差異一個數量級。固然這個數量級數據中心能夠不考慮。那接下來就是網絡的可重構性。所謂重構就是在原來的地方推倒重來，是否還有剩下的東西。從人類綠色經濟性的角度，若是要在原本的地方升級現有網絡，則咱們有必要接下去論證將來的網絡架構到底應該是什麼模樣?而後咱們回來檢驗這裏的結論。

二年前我寫過《數據中心：平行仍是波分複用》招致了一些批評。實踐中數據中心也正在走向CWDM4 覆蓋PSM4的結構。正如人類走過的道路同樣，正確的視野被錯誤的路線取代很是常見。一個從貧窮中長大的孩子確定和出身富貴的孩子在世界觀和金錢觀上徹底不一樣。2018年的OFC 人們確實熱炒了一把400G，可是它的確是不成熟的。按照2018年初對400G 的理解，基本是跳過PAM4技術直接採用 100G 單波DSP 技術植入400G 模塊。也就是跳過200G 直達一種超乎想象的400G ，這個跳躍不是一代，而是兩代，如今咱們知道這種願望顯然是太過於樂觀了。

從NRZ 到PAM4 再到DSP 是一個漸進型跨越，仍是一步能夠到達終極目標的跨越?咱們仍是要回到是傳輸仍是互連自己去討論。我認爲前二者是互連架構，而到DSP 基本就是傳輸領域的事情。

DSP 要處理的工做和PAM4調製有根本的區別。DSP 是否能在客戶側模塊走向成功仍舊是未知數，我基本難以理解若是不對鏈路光層作任何處理，如何能採用DSP 去處理收回的信號畸變。固然正如我不少見解被時代的進步逐步校訂同樣，嘗試爭論、探索和試錯正是人類技術和市場進步必經的領地。拋開對技術實現的不可預知，咱們有4個分析架構，覆蓋了200G和400G 網絡：
分析之一是200G NRZ 的架構，這是一種採用8路平行信號的架構。優勢是成本很低，密度很高，缺點是：光纖數量帶來的物理佈線複雜性和一次性成本投入較高。

分析之二是 200G PAM4的架構，這是一種在電域作調製技術革新的FR4架構 。優勢是成本適中，密度很高，相對於NRZ 架構去掉了大量光纖。缺點：若是有的話，和100G CWDM4雷同。

分析之三是 200G/400G 混合架構，這種架構將採用PAM4技術+8路複用的FR8 技術。優勢是成本均衡，密度極高，光纖數量極少。缺點：光學結構和模塊性能的穩定性待察。

分析之四是：400G SIIICON 架構，這種架構藉助SILICON 技術平臺能夠實現理想的100G 單波傳輸，且不須要採用DSP。這種架構的優勢顯然是成本經濟、密度適中、網絡高速而簡潔。缺點是SILICON 光模塊屬於替代性技術，尚須要時間孕育。

由此咱們有一個小結：

1)純粹100G CWDM4 架構的演進是200G FR4 ，再往下是沒法演進的，必須從新佈線或增長光纖資源。
2)100G PSM4網絡架構的演進是 200G DR4 或者200G SILICON DR4 ，也能夠持續演進爲400G DR4。
3)200G NRZ 8路的網絡提供了富裕的光纖資源，將來演進不是問題，將極可能浪費掉一半光纖資源
咱們目前沒有關注一個流行的400G 網絡結構：400G DR4+400G FR4 ，基本上咱們認定這個架構極其難以實現。這個架構是人們超越技術難度的美麗幻象，從實用角度也不必定是經濟的。

咱們理解人們(也包括咱們本身)一直在找尋一種簡潔、可重構以及成本經濟的數據中心，可是人們的排序一般是：簡潔===可重構===成本===技術可實現。這違背了事物規律。實現違背事物規律的結果就是額外的開支。人類的確沒有什麼作不到的，不少時候是不惜成本的任性。從專業的角度咱們最好是：成本===技術===簡潔===可重構。

成本：數據中心一定必須成本導向。人類只有圍繞成本導向的經濟是最合理且符合總體收益的。因爲經濟的出發點是成本和收益的關係。不計成本的產業結構扭曲了技術和簡潔性以及世界秩序。

技術：技術是有其實現的時間進程的，不一樣期技術的使用和成本呈現對應的關係。成本決定了技術規模。而不是強行爲一種技術去刻意下降成本。好比咱們爲太陽能和電動車強行推動技術規模，從而下降成本，讓人類付出了極其高昂的代價。

簡潔：簡潔性不能泛泛去看，或從表面去看那一種幼稚的簡潔。簡潔性是一種過程設計的結果，它不能成爲一種初衷。咱們說設計必須簡潔是指：蘊藏全部能力和技術以後，找到一種簡潔的表達。簡潔是一種把複雜抽象後的藝術。表面的簡潔能夠理解爲塗鴉也能夠理解爲只知其一;不知其二。

可重構：可重構是很是困難的。人類走過的技術路線表現，技術和網絡都是不可重構的，這的確形成了大量浪費。可重構使命要求人類必須按照計劃去作生產和投入。無節制浪費爲本的市場經濟本質是不可重構的。目前人類還沒法作到技術的可重構，因此咱們與其把計劃作好，也不要去想如何重構!

原文來自： https://www.linuxprobe.com/4-data-center.html