7/19/2021，光纖在線訊，6月23~25日，在CFCF2021光連接大會上，百度系統(tǒng)部光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師郭蕾發(fā)表了《數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)演進(jìn)探討》的主題報告，該報告從四個維度分享和探討了數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)演進(jìn)的狀況，即數(shù)據(jù)中心互聯(lián)帶寬趨勢，光互聯(lián)技術(shù)變化帶動的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的變化，數(shù)據(jù)中心運(yùn)維模式以及組網(wǎng)規(guī)模。



郭總介紹到，百度在基于AI云計算有自己的相關(guān)技術(shù)。從服務(wù)器的規(guī)模來看，最早期是百兆、千兆的吞吐量，現(xiàn)在部署的是25G到100G服務(wù)器情況，再往后規(guī)劃的是100G到400G服務(wù)器的互聯(lián)帶寬。

一、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)帶寬變化趨勢
    首先，整個數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的帶寬，通信技術(shù)的發(fā)展跟社會的發(fā)展是息息相關(guān)的，從早期的信息經(jīng)濟(jì)到互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)，再到現(xiàn)在的智能經(jīng)濟(jì)，背后的驅(qū)動在于PC，移動互聯(lián)，以及基于云的技術(shù)的不斷推進(jìn)。正是有了這些技術(shù)革新的基礎(chǔ)，智能家居、AR/VR、游戲、自動駕駛、智慧園區(qū)、安防等新的應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)，并給我們的數(shù)據(jù)中心流量帶來了無敵的變化：帶寬急劇爆發(fā)式增長，對時延的要求非常高，所以無論是整個數(shù)據(jù)中心的部署還邊緣部署以及Core的部署，目標(biāo)一致：都要求低成本、高帶寬、低時延，同時高可靠性、自動化的運(yùn)維模式。

    以百度典型的計算資源為例，縱觀近幾年CPU、網(wǎng)卡性能的趨勢，CPU性能在未來三年內(nèi)我們評估可能有近2倍以上的增長，對應(yīng)的網(wǎng)卡峰值流量則有更高的增長，這兩者肯定雖不是完全成正比，但也呈一定的線性關(guān)系。

二、光互聯(lián)技術(shù)變化的趨勢
    郭總重點(diǎn)介紹了最近十年來數(shù)據(jù)中心交換芯片和光模塊的部署情況：2010~2013年，主要以10G NRZ技術(shù)為主；2013~2018年，以25G NRZ技術(shù)為主的100G光模塊為主，對應(yīng)的交找機(jī)芯片是3.2T和6.4T；2018年，出現(xiàn)了12.8T的基于50G PAM4的芯片，基于56G PAM4技術(shù)的可能存在三種形態(tài)：QSFP 56 200G，QSFP-DD 400G以及QSFP 2*200G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；從2020年至今，25.6T交換機(jī)芯片的發(fā)布，基于56G和112G兩種；預(yù)計2022年或2023年將會有基于112G的51.2T Serdes面世；再之后可能就是102.4T。

    回顧過去光互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，可以看到交換機(jī)芯片的帶寬基本上是每兩年翻一倍，Serdes的速率是每四年翻一倍，如此推算，102.4T大概率會是基于224G的，基于224G Serdes到底是部署CPO還是可插拔的光模塊? 從目前的情況來看， 1.6T的可插拔光模塊仍在陸陸續(xù)續(xù)地研發(fā)。

    目前百度的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主流的部署還是2*25G為主，下一代規(guī)劃是4.0的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將會是基于400G的交換機(jī)的形態(tài)，采用的是56G PAM4；與此同時百度規(guī)劃了DCN 5.0的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要是考慮應(yīng)用基于112G PAM4的技術(shù)，但最終選擇400G還是800G，具體需要根據(jù)業(yè)務(wù)流量，集群規(guī)模做出相關(guān)調(diào)整，也可能兩種形態(tài)都會規(guī)劃。再往后是1.6T CPO PAM4，郭總認(rèn)為51.2T的CPO會有小規(guī)模部署，但大規(guī)模部署可能不切實(shí)際，因?yàn)镃PO最大的問題就是如何運(yùn)維？

三、數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)部署的趨勢
   郭總介紹，在去年百度開始部署了25G DAC，無論是從成本、資本支出、可靠性來看都是不錯的。下一步延伸將會基于50G PAM4，但在跨柜的連接更期待 ACC技術(shù)，因?yàn)榉��?wù)器與交換機(jī)的互聯(lián)會是海量的部署需求，期待看到更低成本的解決方案。從ACC的供應(yīng)來看，品質(zhì)與交付都能很好地完成，但截止目前可批量交付的芯片玩家卻只有一家，期待更多的廠商關(guān)注。

    郭總認(rèn)為再下一步，將會部署400G DR4及FR4，在DR4方案更看好硅光，并期待硅光800G CPO。從當(dāng)前400G，800G相關(guān)的模塊MSA來看，更多的是基于電信號112G以上的，對于400G郭總認(rèn)為4通道從成本、失效率等角度來講依然更低，所以更期待基于Q112的相關(guān)產(chǎn)品。

    下一代到底是可插拔還是CPO？從郭總的角度，百度在去年于對400G做過評估，發(fā)現(xiàn)400G的成本遠(yuǎn)高于100G單G的成本，而且功耗更大，400G網(wǎng)絡(luò)要想做到批量部署，需要和當(dāng)前100G網(wǎng)絡(luò)單G成本對齊。另外，從目前技術(shù)和市場看，200Gbps/Lane 可插拔模塊可以支持，但200Gbps/Lane +是否適合可插拔的方式，有待業(yè)界進(jìn)一步探討。 CPO的優(yōu)勢完全可以解決這些痛點(diǎn)嗎？CPO的優(yōu)勢如低功耗、高密度、低成本、信號完整性等等，但同樣面臨自己的問題，如封裝、運(yùn)維、熱管理、I/O怎么做，生態(tài)是否成熟？
 
    流量激增，網(wǎng)絡(luò)的變化也在影響成本的變化，早期部署40G模塊時，模塊成本占比約30%；而到了400G時，成本激增到70%。同時功耗也是在整機(jī)的占比也隨著速率的提升在增加。

   談到DCN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的變化趨勢，郭總表示以前是商用設(shè)備為主，功能更完善，系統(tǒng)更復(fù)雜一些。下一步會把控制面和管理面分離，控制面可以具備全局的視野對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管控，弱化交換機(jī)的功能加速白盒設(shè)備，也可以跟上互聯(lián)網(wǎng)對于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)迭代的時間點(diǎn)。

四、數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)組網(wǎng)規(guī)模、運(yùn)維模式的變化趨勢
   對于下一代DCN光互聯(lián)組網(wǎng)規(guī)模變化，郭總表示：以前主要以典型clos架構(gòu)為主，未來則是多平面，以解決跨集群帶寬的問題，也可以做到橫向延伸。未來從leaf、spine到DC層級會采用25.6T或者是51.2T單芯片的設(shè)備；在TOR這一層采用的是8.0T或者是12.8T單芯片的設(shè)備；對于TOR和服務(wù)器互聯(lián)來說，我們有存儲POD和AI POD，所以希望網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對比較靈活，可以有50G、100G、200G、400G的接入，分POD去部署。在交換機(jī)上連會考慮400G SR8、DR4以及FR4。

    對于下一代DCN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維。郭總表示百度100G也部署了好幾年，對于早期來說能監(jiān)控的參數(shù)只有DDM的參數(shù)，如溫度、電壓、電流、Tx Power&Rx Power，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。從400G開始，我們會加大DCN光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的情況。我們從兩方面著手：一是從模塊的角度，除了目前的DDM的監(jiān)測之外，也會定制SNR、BER的監(jiān)控等等。與此同時我們會跟交換機(jī)的link特性結(jié)合起來，抖動的特性、或者CRC、丟包、時延、Fault等數(shù)據(jù)。兩部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)合，同時建立生命周期管理模型，期望達(dá)到端到端自動優(yōu)化的功能，同時可以做到主動觸發(fā)。我們便有了提前預(yù)知、預(yù)判的能力，提前對光模塊進(jìn)行更換。