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2400多年前的古希臘哲學家亞里士多德，曾經試想過一種神秘的物質。

在亞里士多德看來，宇宙中的物質元素除了水、火、氣、土之外，還有一種居于天空上層的以太(Ether)——肉眼不可見，但是隨處存在。

現在看起來似乎很荒唐，但是即便到了差不多2000年之后，笛卡爾、胡克、牛頓等大科學家仍紛紛以此在某些領域建立他們的科學體系。譬如胡克與牛頓這對死冤家，曾經為了光動波動爭執不已，但是雙方均堅信以太的存在。

后來電磁學說的出現，終于讓人們意識到以太并不存在。作為一個哲學概念，以太被用于物理等科學領域，本身就是荒謬的。

然而為了這個看起來簡單無比的結論，人類又付出了200年的代價。

不過，再過了200年之后，大約是上個世紀七十年代中后期，以太重回我們視野。

不同的是，這一次它加上了一個小尾巴：Ether+net=Ethernet，這就是我們現在熟知的以太網。

應用場景推動速度進步

在以太網聯盟董事會主席John D’Ambrosia先生訪華之際，我有幸得到機會采訪他，了解以太網在當今的狀況乃至未來的發展趨勢。順道說一句，D’Ambrosia先生目前也是華為公司以太網領域的首席架構師。

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以太網的技術發展是一個連續不斷的過程，在科技日新月異的今天，以太網仍是大型數據中心里應用和創新的源動力。

D’Ambrosia先生表示，在以太網誕生的前三十年里，從最早的10M到100GE，其中有六種不同的速率的接口：10M、100M、1GE、10GE、40GE、100GE。即便是在幾年之前，大家的興趣也都集中在這六種以太網速度上面。

不過最近三到五年，業界開始對最新出現的六種速率的接口產生興趣，它們的速度從2.5GE到400GE不等，分別是：2.5GE、5GE、25GE、50GE、200GE和400GE。

D’Ambrosia先生指出，這些最新的不同速度以太網出現的時間間隔非常短，應該說大型數據中心在其中起到了非常重要的作用。僅僅是2016年，業界就引入了2.5GE、5GE、25GE這三種以太網速率接口。同時，另外三種更高速率的標準也在進展中(50GE、200GE、400GE)。

目前50GE、200GE和400GE以太網標準都基于相同的56G PAM4技術，共享技術平臺，是下一代以太網的發展方向。

他認為，不同的應用驅動著以太網技術的演進與變革：數據中心推動了主要是從25GE到400GE的以太網演進;而服務提供商，尤其是電信運營商則推動了50GE、200GE和400GE的以太網發展。

至于2.5GE、5GE以太網，主要是支持企業高速率的接入入和WIFI的應用功能，25GE到50GE以太網則主要針對下一代服務器的應用——它們可以明顯降低資本性支出(CAPEX)和運營成本(OPEX)。

當然，以太網發生的變革并不僅僅局限于以上。

D’Ambrosia先生表示，新的應用仍舊在不斷催生新的以太網接口出現。譬如在車載以太網中，出現了從10M到1GE的單雙絞線需求(over single twisted pair)。在工業以太網中，也出現了10M的單雙絞線需求。

不止于此，很多場景也需要通過以太網來進行供電(PoDL)，不同的應用對以太網有著不同的需求，D’Ambrosia先生指出。

新的發展趨勢和演進

高速以太網的變化，增長并不僅僅是以10倍的速率。高速以太網的發展是一個綜合過程，不會只是推動某一個通道的速率提升，而是推動多個通道技術的發展。

譬如100G的速率，我們可以以4×25G的方式構成?，F在的單通道速度是25G，以后會達到50G甚至100G，在采用了PAM4這樣的關鍵技術之后，就能夠達到400G，從而為未來的以太網提供了低成本、大帶寬的可能。D’Ambrosia先生相信，這將是下一代以太網的方向。

PAM4的不俗之處還在于，它可以應用到不同的物理介質中。比如說電接口，它會把芯片連接在一起，或者連接芯片和光模塊;比如基于電纜的背板或者多模光纖、并行光纖和單模光纖上。

單模光纖當前可以到達2公里或10公里的程度，業界正在討論將之擴展到40公里或者80公里的可能，而所有以上的探討基本都是基于最新的PAM4技術。

我們還可以看到一些新的技術發展，比如基于接口通道化實現網絡分片的靈活以太網(Flexible Ethernet)。D’Ambrosia認為，以太網的發展大致可分為三大階段：

第一代以太網Native Ethernet誕生于1980年，基于IEEE 802.3/1的開放標準，支持多廠家的互聯互通，廣泛應用于園區、企業以及數據中心互連。之后隨著技術的逐漸成熟和完善，其進一步延伸到高性能計算、垂直行業應用、物聯網等，從而催生了業界最廣泛、強大的生態系統。

第二代是電信以太網(Carrier Ethernet)從2000年開始發展一直沿用到現在，主要面向運營商網絡，廣泛應用于電信級城域網、3G/4G移動承載網、專線接入等，具備了QoS/QoE保障、OAM、保護倒換和高性能時鐘等電信級功能，使能運營商網絡可以基于以太網技術構建低成本、高可靠的網絡，并降低運行維護成本。

第三代是靈活以太網(Flexible Ethernet)從2015年開始起步，面向云服務、5G網絡分片、VR/AR及uHD視頻等時延敏感業務需求，通過接口技術創新實現向高速大容量端口400GE、1TE端口等演進。“靈活以太網將成為未來全IP網絡的基礎”，D’Ambrosia強調道。

在運營商網絡中，靈活以太網可以提供網絡分片、子接口隔離等功能，支持基于業務體驗的未來網絡架構，可以實現帶寬按需分配，通過專用硬管道來保證服務質量和安全，提供低延時的解決方案，同時與SDN技術的融合，支撐未來的VR、5G等業務發展。

基于靈活以太網技術，我們還可以創造一個鏈路，把多個接口組合在一起，以更高的速度運行，提供大帶寬。譬如200GE的鏈路，我們可以通過兩個100GE的鏈路捆綁在一起加以實現。

靈活以太網的優勢在于，它不僅可以通過捆綁來達到更快的鏈路，同時也可以通過分片的方式，通道化地實現25G、50G和75G的鏈路。

藉此，靈活以太網可以進一步保證服務的質量和安全，提供低延時的解決方案，也可以將之與SDN等技術進行結合，在實際的網絡中構建出端到端的硬通道。

D’Ambrosia先生認為，所有的技術需要綜合在一起，實現高速度接口的同時，保障足夠的靈活性。與此同時，這種靈活性又使得以太網能夠不斷補充一些新的功能，這就是未來的網絡，而目前我們已經開始了這樣的發展趨勢和演進。

當談及高性能計算的時候，很多人會想到Infiniband，認為該技術在高性能計算領域占據著主導或者統治的地位。事實上，在學術研究以及對高性能計算要求較低的領域，Infiniband確實處于主導，但是在其他領域內，以太網其實才是霸主。譬如10GE的工業領域，以太網占到了多達80%的市場份額。

以太網的「交響樂團」

D’Ambrosia先生認為，以太網的技術發展，從來是以應用需求為驅動。低成本是必須的，但是其他包括安全穩定等，也同樣不可或缺，希望未來的以太網能更好地適用于多源供應商，并且在互操作性方面有很好的表現。

業界同時還在考慮，未來的通信方式將會發生何種轉變，以太網如何對之提供持續的支持。比如到2025年，由于連接數的急劇增長，整個網絡可能出現巨大的變革，那么以太網如何通過可擴展的支持，給企業和個人帶去安全、穩定、低延時、低成本的網絡環境。

在過去的十年內，以太網聯盟一直積極推動著技術的發展和應用，這是一個最終用戶、系統供應商、組建供應商和學術界共同參與的全球化以太網產業推廣組織。其中包括華為，以及英特爾、戴爾、思科等業界知名公司。

D’Ambrosia先生表示，華為有一個很大的標準化團隊。根據他自己的感覺，從來沒有看到哪個公司有這么大的投入。Ambrosia先生本人是2015年12月加入華為，當時他主要負責200GE和400GE的標準工作，同時也參與和領導組織了50GE，包括下一代100GE、200GE項目的工作。

對于以太網聯盟這樣的組織來說，它基于全球的標準體系，在整個生態系統中，每個成員都起著一分子的作用。從長期的角度來說，D’Ambrosia先生和以太網聯盟代表著802.3標準的一群人。開放的以太網標準與其他組織也不斷地交互，而作為網絡領域的頂尖廠商，華為參與了所有的這些組織，并在其中發揮著巨大的作用。

據悉，關于50GE的標準，業界已經啟動了802.3cd項目，計劃在2018年完成標準制定和正式發布。200GE、400GE 802.3bs標準已經按照計劃啟動Sponsor Ballot投票，計劃在2017年3月完成。現在400GE標準進展正常，業界希望盡快完成。

數據中心從來都是以太網市場中非常重要的一部分，但它并非全部。

D’Ambrosia先生表示，在包括航空、交通、醫療、工業以及汽車等在內的諸多領域，同樣是以太網的陣地。與之對應，這些事情不是某一個供應商就能夠做好的，需要電信運營商、服務提供商、設備制造商、最終用戶等多方面共同參與進來，才能推進產業的進步和發展。

正如交響樂的演奏一樣，它不可能由一個人來完成，而是需要整個樂隊的所有成員齊心協力才能夠完成。

【本文為51CTO專欄“胖頭陀”原創稿件，轉載請聯系原作者(微信號：it-observer)】