隨著近年來大型資料中心紛紛朝向雲端運算發展,隨之因應物聯網(Internet of Things,IoT)、大數據(Big Data)等應用興起,多數骨幹網路已隨之提升至40Gbps的傳輸速率,以確保龐大資料量的存取不致出現瓶頸。
然而對台灣為數眾多的中小企業而言,IT基礎架構規模不大,應用服務亦較單純,1Gbps乙太網路連線頻寬往往即已足夠,除非外在市場條件的誘因,或確有拓展營運商機的需求,才可能開始評估提升傳輸速率。
兩年前(2013年),瀚錸科技率先開始在台灣推動8個連接埠、可簡單應用的10G乙太網路(Gigabit Ethernet,GbE)交換器Netgear XS708E,並逐漸受到中小企業青睞。Netgear總代理瀚錸科技總經理許勝雄指出,其實不是只有大型企業營運會產生龐大的資料量,多數中小企業同樣面臨資料量暴增的問題,伺服器的前端(Front-End)應用,1Gbps確實足夠,但後端(Back-End)為了滿足大量資料的存取,過去是以光纖介質為主,近年來則陸續轉換為IP-SAN架構,而Netgear的10GbE交換器不僅價格較低,且同樣可提供穩定、低延遲的傳輸能力,因而獲得中小企業陸續導入建置。
半導體製程持續進步,加上全球企業對於傳輸頻寬需求量的增長,使得交換器廠商採購10GbE晶片成本降低,設備的價格自然不再高不可攀,讓預算不多的中小企業亦可負擔。勤紘科技專案管理室產品經理丁弘培引述市場調查機構數據,若把1GbE、10GbE、40GbE介面的交換器加總來看,去年1GbE出貨量大約七成,10GbE出貨量只有二成;今年的10GbE出貨量已成長至逼近1GbE,預期明年開始將正式成為最大宗。至於40GbE,目前仍需搭配特定應用銷售,建置量較少。
物聯網應用落實 大資料量傳輸衝擊頻寬
網路傳輸速率得以倍數成長,原因莫過於背後的應用需求驅動,促使產業發展。許勝雄以今年相當受到全球關注的物聯網舉例,其實應用的概念早在1998年就已經被提出,讓所有的裝置都可以連線上網,目的是為了遠端控制、記錄數據。只是以當時的IT技術實踐,必須要架設TCP/IP網路環境,管理的複雜度與建置成本均過高,導致始終未能被市場接受。如今不僅雲端運算、大數據分析應用興起,端點裝置的行動化能力亦相當普及,才讓物聯網的概念得以開始被落實。
「在物聯網趨勢下,不論是智慧家庭、工業4.0、智慧零售4.0等發展,網路均佔有相當重要的角色。而且勢必要有雲端資料中心存放檔案,進而運用大數據分析,創造更多潛在商機。」許勝雄說。Netgear之所以不遺餘力推動10GbE,主要即是著眼於物聯網的應用下,以前的企業用戶大多只要小機房即可滿足營運所需,但如今資料中心可說是不可或缺的建置,因為前端裝置所產生的大量資料需統一回傳至雲端平台,首先面臨的是儲存壓力,勢必需要較以往更龐大的儲存裝置,若考量預算成本,大多企業會選用NAS,而儲存設備與伺服器之間的傳輸,勢必要提升至10GbE,才足以因應TB(TeraByte)等級的資料量存取。
10GbE打通TB等級資料量的存取
從今年陸續導入10Gbps交換器建置的需求來看,丁弘培觀察,企業日常營運所需的資訊系統眾多,例如常見的ERP、CRM、業務管理系統等,再加上飯店、學校等特定產業可能還會有特定用途的系統,例如相當耗用頻寬的視訊服務被廣泛應用,如此一來,在私有雲環境勢必將需要擴充核心網路(Core Network)頻寬來協助順暢地傳輸。
友訊科技D-Link產品暨推廣部產品專員范莉芳亦指出,企業內部應用服務日漸增多,例如影音串流系統,現行1Gbps環境已不足以因應,才開始往10Gbps發展,導入建置的應用主要從伺服器群(Server Farm)環境切入。另一方面,范莉芳認為,現今出貨的伺服器、儲存設備大多已內建10Gbps介面,且不再僅提供光纖連接埠,更多是銅線介質,逐漸使得售價較光纖連接埠低的10GbE交換器成為主流。當然建置成本可說是企業用戶重要的考量點,傳輸頻寬愈大,自然需要付出愈高額的費用,但如今10GbE周邊設備的價格均大幅下降,可說是導入建置相當大的誘因。
不同產業特性,應用需求亦不盡相同。HP網路設備事業處副總經理許佳樹以自家製造業客戶為例,最常見會採購10Gbps的需求,主要是為了擴充廠房,同時導入建置新興應用系統,大數據即是眾所矚目的焦點。他進一步提到,為了要讓生產線量率得以提升,勢必需要資料來輔助執行多樣化的分析,過去每日收取的Log檔案主要為txt格式,儲存總量單位是以GB(GigaByte)計算,如今為了要執行更多面向的分析,自然需收取更多資料,每日的資料量已增長到TB等級,當資料量變大,骨幹網路也必須隨之提升,否則無法因應。再加上新與舊技術的採購成本差異持續縮小,自然會選購搭載了較新技術的設備。
10GBASE-T突破延遲、電力瓶頸 為交換器主流介面
至於10GbE網路規劃與佈線方式,丁弘培認為,即類似過去1GbE、或是更早期10/100MB的升級模式,複雜度不高,傳輸線材換成RJ45接頭的Cat 6a即可運行。許勝雄指出,符合IEEE 802.3an-2006標準規格介面10GBASE-T的線材可選用Cat 6a或Cat 7,兩者的佈線距離均可達到100公尺,通常只要選用價格較低的Cat 6a即可。
但為什麼10GBASE-T標準自2006年被制定後,直到近年才開始受到關注?許勝雄進一步說明,其實過去提及10Gbps,直覺會聯想到光纖(Fiber),而非無遮蔽式雙絞線(Unshielded Twisted-Pair,UTP)雙絞線,原因是當採用採用銅線進行高頻傳輸時,勢必會遇到干擾問題;其次是光纖傳輸延遲性相當低,約為2.5ms,但初期研發的10GBASE-T晶片始終遠高於此,直到兩年前(2013年)技術進展至小於3.5ms,已相當接近光纖延遲時間,於是10GBASE-T才被廣為運用。
此外,光纖線路不論傳輸速度快或慢,電力消耗均一致,但運用銅線傳輸10GbE,且長達100公尺距離,若以過去的晶片技術往往需要大量電力支持,如今新的晶片已可降低。主要來自半導體製程日漸進步,晶片不僅愈來愈小,同時可讓電力消耗降低,許勝雄以24個連接埠的交換器舉例,耗電量約55瓦。
銅線運用於10GbE傳輸已有長足的進步,相較於佈線、修復、耗材等成本皆高的光纖介質,價格與穩定度皆已發展至成熟階段,正可協助中小企業緩解網路傳輸瓶頸,利用新興IT趨勢開拓新商機。