本案例由京東云投遞并參與評選，CSDN云計(jì)算獨(dú)家全網(wǎng)首發(fā)；更多關(guān)于【云+X 案例征集】的相關(guān)信息，點(diǎn)擊了解詳情丨挖掘展現(xiàn)更多優(yōu)秀案例，為不同行業(yè)領(lǐng)域帶來啟迪，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)“云+行業(yè)”的健康發(fā)展。

隨著數(shù)字化的進(jìn)程，數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)和傳輸?shù)玫搅孙w速的發(fā)展。高帶寬的需求使得短距互聯(lián)成了系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。受損耗和串?dāng)_等因素的影響，基于銅線的電互聯(lián)的高帶寬情況下的傳輸距離受到了限制，成本也隨之上升。而且過多的電纜也會(huì)增加系統(tǒng)的重量和布線的復(fù)雜度。與電互連相比，基于多模光纖的光互連具有高帶寬、低損耗、無串?dāng)_和匹配及電磁兼容等優(yōu)勢，廣泛地應(yīng)用于機(jī)柜間、框架間和板間的高速互連。

根據(jù)Synergy第三方報(bào)告顯示，預(yù)測到2019年底之前，全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量將超過500個(gè)，屆時(shí)83%的公有云服務(wù)器和86%的公有云負(fù)載都將承載在超級數(shù)據(jù)中心，超級數(shù)據(jù)中心服務(wù)器部署量占比將從21%上升到47%，處理能力占比從39%提升到68%，流量占比從34%提升到53%。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部互聯(lián)速率上升到吉比特之后，光互聯(lián)因其帶寬、連接距離和易部署等優(yōu)勢而被大量使用。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，特別是隨著云業(yè)務(wù)的發(fā)展，東西向流量急劇增加，能占到總流量的70%左右。這就使得數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)越來越多，互聯(lián)端口的類型也越來越豐富。光模塊在數(shù)據(jù)中心的使用數(shù)量成指數(shù)增長，光互聯(lián)對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響日趨加大，在網(wǎng)絡(luò)硬件成本中的占比也相當(dāng)可觀。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的互聯(lián)示例

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)的應(yīng)用場景日益豐富，光模塊的技術(shù)方案也隨之不斷發(fā)展，從傳統(tǒng)的分立器件、化合物半導(dǎo)體芯片發(fā)展到光學(xué)集成PIC、硅基光子SiP，光互聯(lián)技術(shù)始終按照摩爾定律向高速、集成、低功耗的方向發(fā)展。下圖列出數(shù)據(jù)中心用到的模塊類型演進(jìn)路線。面對眾多的光模塊類型和互聯(lián)方案，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)需求靈活選擇，在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的同時(shí)降低綜合成本。

雖然光收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)初衷是可插拔和標(biāo)準(zhǔn)化，但是出于部署習(xí)慣和系統(tǒng)兼容性的考慮，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商往往將光模塊與設(shè)備捆綁起來提供給數(shù)據(jù)中心用戶。終端用戶只能被動(dòng)接受網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家選擇的光模塊類型和技術(shù)方案。但是隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐步增加，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變得更加復(fù)雜和多樣化，技術(shù)方案的自主和降低成本的壓力驅(qū)使我們解耦光模塊與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的綁定。更進(jìn)一步，隨著網(wǎng)絡(luò)的開放化和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的白盒化，自主引入的定制光模塊變得勢在必行。

京東云數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)實(shí)踐

統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：解決光模塊與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兼容問題，簡化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)維

作為可插拔組件，光模塊要適應(yīng)來自不同廠家的不同類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這就需要統(tǒng)一的技術(shù)指標(biāo)來實(shí)現(xiàn)最廣泛的兼容性。MSA作為業(yè)內(nèi)普遍遵循的光模塊技術(shù)規(guī)范，定義了電氣特性、連接器、管理接口及機(jī)械結(jié)構(gòu)等基本規(guī)則。但是MSA的限制相對來說比較寬松，不同的廠家在具體執(zhí)行時(shí)不盡相同。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者需要根據(jù)自身的應(yīng)用需求和運(yùn)維習(xí)慣來完善和細(xì)化技術(shù)要求，不但對光模塊提出要求，同時(shí)也對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備光端口提出技術(shù)要求。

定制化功能：光端口自適應(yīng)控制，降低故障率

作為網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)者和使用者，我們將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與光模塊結(jié)合起來，從系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)光模塊與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的動(dòng)態(tài)自動(dòng)適配。以設(shè)備端數(shù)據(jù)鏈路層幀錯(cuò)誤校驗(yàn)為判斷依據(jù)，自動(dòng)調(diào)整光模塊及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信號完整性參數(shù)，形成正向反饋機(jī)制。在不增加硬件成本的基礎(chǔ)上，降低因信號完整性失配帶來的光鏈路失效。

優(yōu)化方案：降低系統(tǒng)成本和認(rèn)證成本
a)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)部署情況，從眾多光互聯(lián)方案中靈活選擇光互聯(lián)方案，滿足應(yīng)用需求的同時(shí)最大限度降低綜合成本。以100G節(jié)點(diǎn)互聯(lián)為例，根據(jù)不同的連接場景對幾種主流方案做綜合對比，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性價(jià)比。

b)直接與模塊/設(shè)備廠家合作，充分利用廠家的技術(shù)資源，構(gòu)建光模塊功能與可靠性認(rèn)證體系，簡化供應(yīng)關(guān)系。

開放與定制化優(yōu)勢

• 光模塊與交換機(jī)解耦，自主選擇光互聯(lián)技術(shù)方案，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)迭代
• 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，解決光模塊與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兼容問題，簡化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)維
• 定制化電氣特性及管理接口，降低故障率與運(yùn)維成本
• 直接與光模塊廠家合作，引導(dǎo)技術(shù)方案，降低成本

數(shù)據(jù)中心光互連技術(shù)具有較大的潛力解決云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)所面臨的一系列問題。盡管該領(lǐng)域仍存在一系列待解決的問題，但可以預(yù)期，隨著光器件的成熟和研究的深入，低成本、低能耗、高帶寬、低時(shí)延的數(shù)據(jù)中心光互連架構(gòu)將有力推動(dòng)云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。

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總結(jié)

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