2400多年前的古希腊哲学家亚里士多德，曾经试想过一种神秘的物质。
在亚里士多德看来，宇宙中的物质元素除了水、火、气、土之外，还有一种居于天空上层的以太（Ether）——肉眼不可见，但是随处存在。
现在看起来似乎很荒唐，但是即便到了差不多2000年之后，笛卡尔、胡克、牛顿等大科学家仍纷纷以此在某些领域建立他们的科学体系。譬如胡克与牛顿这对死冤家，曾经为了光动波动争执不已，但是双方均坚信以太的存在。
后来电磁学说的出现，终于让人们意识到以太并不存在。作为一个哲学概念，以太被用于物理等科学领域，本身就是荒谬的。
然而为了这个看起来简单无比的结论，人类又付出了200年的代价。
不过，再过了200年之后，大约是上个世纪七十年代中后期，以太重回我们视野。
不同的是，这一次它加上了一个小尾巴：Ether+net=Ethernet，这就是我们现在熟知的以太网。
应用场景推动速度进步
在以太网联盟董事会主席John D’Ambrosia先生访华之际，我有幸得到机会采访他，了解以太网在当今的状况乃至未来的发展趋势。顺道说一句，D’Ambrosia先生目前也是华为公司以太网领域的首席架构师。
以太网的技术发展是一个连续不断的过程，在科技日新月异的今天，以太网仍是大型数据中心里应用和创新的源动力。
D’Ambrosia先生表示，在以太网诞生的前三十年里，从最早的10M到100GE，其中有六种不同的速率的接口：10M、100M、1GE、10GE、40GE、100GE。即便是在几年之前，大家的兴趣也都集中在这六种以太网速度上面。
不过最近三到五年，业界开始对最新出现的六种速率的接口产生兴趣，它们的速度从2.5GE到400GE不等，分别是：2.5GE、5GE、25GE、50GE、200GE和400GE。
D’Ambrosia先生指出，这些最新的不同速度以太网出现的时间间隔非常短，应该说大型数据中心在其中起到了非常重要的作用。仅仅是2016年，业界就引入了2.5GE、5GE、25GE这三种以太网速率接口。同时，另外三种更高速率的标准也在进展中（50GE、200GE、400GE）。
目前50GE、200GE和400GE以太网标准都基于相同的56G PAM4技术，共享技术平台，是下一代以太网的发展方向。
他认为，不同的应用驱动着以太网技术的演进与变革：数据中心推动了主要是从25GE到400GE的以太网演进；而服务提供商，尤其是电信运营商则推动了50GE、200GE和400GE的以太网发展。
至于2.5GE、5GE以太网，主要是支持企业高速率的接入入和WIFI的应用功能，25GE到50GE以太网则主要针对下一代服务器的应用——它们可以明显降低资本性支出（CAPEX）和运营成本（OPEX）。
当然，以太网发生的变革并不仅仅局限于以上。
D’Ambrosia先生表示，新的应用仍旧在不断催生新的以太网接口出现。譬如在车载以太网中，出现了从10M到1GE的单双绞线需求（over single twisted pair）。在工业以太网中，也出现了10M的单双绞线需求。[※:以下全部图片均可以点击放大观看]
不止于此，很多场景也需要通过以太网来进行供电（PoDL），不同的应用对以太网有着不同的需求，D’Ambrosia先生指出。
新的发展趋势和演进
高速以太网的变化，增长并不仅仅是以10倍的速率。高速以太网的发展是一个综合过程，不会只是推动某一个通道的速率提升，而是推动多个通道技术的发展。
譬如100G的速率，我们可以以4×25G的方式构成。现在的单通道速度是25G，以后会达到50G甚至100G，在采用了PAM4这样的关键技术之后，就能够达到400G，从而为未来的以太网提供了低成本、大带宽的可能。D’Ambrosia先生相信，这将是下一代以太网的方向。
PAM4的不俗之处还在于，它可以应用到不同的物理介质中。比如说电接口，它会把芯片连接在一起，或者连接芯片和光模块；比如基于电缆的背板或者多模光纤、并行光纤和单模光纤上。
单模光纤当前可以到达2公里或10公里的程度，业界正在讨论将之扩展到40公里或者80公里的可能，而所有以上的探讨基本都是基于最新的PAM4技术。
我们还可以看到一些新的技术发展，比如基于接口通道化实现网络分片的灵活以太网（Flexible Ethernet）。D’Ambrosia认为，以太网的发展大致可分为三大阶段：
第一代以太网Native Ethernet诞生于1980年，基于IEEE 802.3/1的开放标准，支持多厂家的互联互通，广泛应用于园区、企业以及数据中心互连。之后随着技术的逐渐成熟和完善，其进一步延伸到高性能计算、垂直行业应用、物联网等，从而催生了业界最广泛、强大的生态系统。
第二代是电信以太网（Carrier Ethernet）从2000年开始发展一直沿用到现在，主要面向运营商网络，广泛应用于电信级城域网、3G/4G移动承载网、专线接入等，具备了QoS/QoE保障、OAM、保护倒换和高性能时钟等电信级功能，使能运营商网络可以基于以太网技术构建低成本、高可靠的网络，并降低运行维护成本。
第三代是灵活以太网（Flexible Ethernet）从2015年开始起步，面向云服务、5G网络分片、VR/AR及uHD视频等时延敏感业务需求，通过接口技术创新实现向高速大容量端口400GE、1TE端口等演进。“灵活以太网将成为未来全IP网络的基础”，D’Ambrosia强调道。
在运营商网络中，灵活以太网可以提供网络分片、子接口隔离等功能，支持基于业务体验的未来网络架构，可以实现带宽按需分配，通过专用硬管道来保证服务质量和安全，提供低延时的解决方案，同时与SDN技术的融合，支撑未来的VR、5G等业务发展。
基于灵活以太网技术，我们还可以创造一个链路，把多个接口组合在一起，以更高的速度运行，提供大带宽。譬如200GE的链路，我们可以通过两个100GE的链路捆绑在一起加以实现。
灵活以太网的优势在于，它不仅可以通过捆绑来达到更快的链路，同时也可以通过分片的方式，通道化地实现25G、50G和75G的链路。
藉此，灵活以太网可以进一步保证服务的质量和安全，提供低延时的解决方案，也可以将之与SDN等技术进行结合，在实际的网络中构建出端到端的硬通道。
D’Ambrosia先生认为，所有的技术需要综合在一起，实现高速度接口的同时，保障足够的灵活性。与此同时，这种灵活性又使得以太网能够不断补充一些新的功能，这就是未来的网络，而目前我们已经开始了这样的发展趋势和演进。
当谈及高性能计算的时候，很多人会想到Infiniband，认为该技术在高性能计算领域占据着主导或者统治的地位。事实上，在学术研究以及对高性能计算要求较低的领域，Infiniband确实处于主导，但是在其他领域内，以太网其实才是霸主。譬如10GE的工业领域，以太网占到了多达80%的市场份额。
以太网的「交响乐团」
D’Ambrosia先生认为，以太网的技术发展，从来是以应用需求为驱动。低成本是必须的，但是其他包括安全稳定等，也同样不可或缺，希望未来的以太网能更好地适用于多源供应商，并且在互操作性方面有很好的表现。
业界同时还在考虑，未来的通信方式将会发生何种转变，以太网如何对之提供持续的支持。比如到2025年，由于连接数的急剧增长，整个网络可能出现巨大的变革，那么以太网如何通过可扩展的支持，给企业和个人带去安全、稳定、低延时、低成本的网络环境。
在过去的十年内，以太网联盟一直积极推动着技术的发展和应用，这是一个最终用户、系统供应商、组建供应商和学术界共同参与的全球化以太网产业推广组织。其中包括华为，以及英特尔、戴尔、思科等业界知名公司。
D’Ambrosia先生表示，华为有一个很大的标准化团队。根据他自己的感觉，从来没有看到哪个公司有这么大的投入。Ambrosia先生本人是2015年12月加入华为，当时他主要负责200GE和400GE的标准工作，同时也参与和领导组织了50GE，包括下一代100GE、200GE项目的工作。
对于以太网联盟这样的组织来说，它基于全球的标准体系，在整个生态系统中，每个成员都起着一分子的作用。从长期的角度来说，D’Ambrosia先生和以太网联盟代表着802.3标准的一群人。开放的以太网标准与其他组织也不断地交互，而作为网络领域的顶尖厂商，华为参与了所有的这些组织，并在其中发挥着巨大的作用。
据悉，关于50GE的标准，业界已经启动了802.3cd项目，计划在2018年完成标准制定和正式发布。200GE、400GE 802.3bs标准已经按照计划启动Sponsor Ballot投票，计划在2017年3月完成。现在400GE标准进展正常，业界希望尽快完成。
数据中心从来都是以太网市场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、医疗、工业以及汽车等在内的诸多领域，同样是以太网的阵地。与之对应，这些事情不是某一个供应商就能够做好的，需要电信运营商、服务提供商、设备制造商、最终用户等多方面共同参与进来，才能推进产业的进步和发展。
正如交响乐的演奏一样，它不可能由一个人来完成，而是需要整个乐队的所有成员齐心协力才能够完成。
胖头陀
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