发掘800G以太网的潜力
什么是 800G 以太网？
800G以太网是一种用于数据传输和通信网络的高速以太网技术，可提供每秒800千兆位（800Gbps）的数据传输速率。
800G 以太网的速度是上一代 400G 以太网的两倍，可提供更大的带宽，主要用于大型数据中心、云环境和高带宽应用。它可以为这些场景提供更高的速率、更大的吞吐量和更好的网络性能，支持更快、更高效的数据通信。
800G 以太网采用 8 个通道，每个通道的传输速率为 100Gbps。这使 PAM4 的速度从上一代的 50Gbps 翻倍到 100Gbps。
800GbE 规范引入了新的媒体访问控制 (MAC) 和物理编码子层 (PCS)。它本质上重用了IEEE 802.3bs标准中的两组现有 400GbE 逻辑，并进行了一些修改，以在八个物理 106Gb/s 通道上分配数据。由于重用了 PCS，因此保留了标准 RS(544, 514) 前向纠错，以便轻松兼容现有的物理层规范。
实现800G以太网通常需要先进的网络硬件，并且通常采用低功耗设计以提高能源效率。
电气电子工程师协会 (IEEE)负责800G 以太网标准化，这有助于确保不同供应商设备之间的互操作性。
为什么我们需要 800G 以太网？
最直接的答案是应对数据爆炸。谈到训练大规模AI模型，公开数据显示，从GPT-1到GPT-4，模型参数数量已从1.1亿增长到5000亿，甚至可能超过万亿。据研究公司TrendForce称，GPT-3.5大型模型需要20,000个GPU来利用NVIDIA A100显卡的处理能力来处理训练数据。
因此，在超算集群的算力中心，先进芯片和先进算力并不对等，算力芯片只提供算力，先进算力其实遵循着“木桶效应”，算力、存储和网络传输三个核心环节，一个短板，整个系统的性能就会出现巨大的下滑。这也是为什么云服务商都在积极部署800G以太网的原因。
800 Gb/s 以太网规格
架构概述
800 Gb/s 以太网技术设计为使用 8 个 106 Gb/s 通道和 2xClause 119 PCS (400G) 的接口，用于连接以 800 Gb/s 运行的单个 MAC。下图说明了高级架构。可以使用两个 400G PMD（例如 2x400GBASE-DR4 模块）形成 800G 接口，尽管需要进行偏差管理才能保持在规范范围内。该架构还可以支持较慢的接口，例如 8×106.25G 或更慢的选项，但主要重点是使用 8×106.25G。
利用现有标准
800 Gb/s 的容量可通过利用两个集成前向纠错 (FEC) 的 400 Gb/s 物理编码子层 (PCS) 实现，支持 8 条 106.25G 通道。400 Gb/s 的 IEEE 802.3 标准采用多通道分布 (MLD) 将数据从单个媒体访问控制 (MAC) 通道分配到 16 个 PCS 通道。在此 800G 标准中，将使用扩展到 800 Gb/s 的 MAC 以及两个经过修改的 400 Gb/s PCS 来驱动 8x100G 通道。这将产生总共 32 个 PCS 通道（400G 标准的 2×16），所有通道均配备 RS(544,514) FEC，如 400G 标准中所述。
MLD 条带化技术的一个重要方面是为每个虚拟通道实施唯一的对齐标记 (AM)。对于 400 Gb/s，每 163,840 x 257b 块将 AM 插入到条带化数据流中。这种做法将继续在 800 Gb/s 上进行，每个 400G 流的间距相同；但是，插入的 AM 数量将是原来的两倍，并且 AM 需要修改以确保 800 Gb/s 流的一致性，并防止配置错误的 400 Gb/s 端口与 800 Gb/s 流同步。芯片到模块 (C2M) 和芯片到芯片 (C2C) 接口采用 802.3ck 标准，每通道运行速度为 106.25G。
800G以太网网络时间表
800G以太网的发展建立在上一代400G以太网的基础上，近年来IEEE（电气电子工程师协会）、OIF（光网络互联论坛）等标准组织相继制定了400G网络的标准，为800G的发展奠定了基础。
2022 年：首款 51.2T 交换芯片发布
2022年，随着首款51.2T交换芯片的发布，网络行业迎来了重要的里程碑。这些交换芯片将支持64个800Gb/s端口，标志着800G以太网发展成为实际的硬件。与此同时，首批800G光模块的验证也在此期间开始。
2023年：标准发布和开发验证
2023年，标准组织取得了重大进展。首先，IEEE发布了IEEE 802.3df标准的第一版，该标准定义了800G以太网的物理层规范。与此同时，OIF还发布了224 Gb/s标准，为800G和1.6T系统构建112 Gb/s和224 Gb/s通道提供了指导方针。
物理层标准将于 2024-2026 年完成
未来两年，标准组织预计将继续努力，最终确定 800G 以太网的物理层标准。这将涉及进一步完善和测试规范，以确保网络设备的互操作性和性能。
800G以太网的多种应用场景
数据中心
- AI数据中心：人工智能训练需要大量的数据传输和计算能力，高速以太网技术可以连接GPU集群和数据存储，支持深度学习模型的训练和AI推理。
- 超高密度数据存储：数据中心需要大容量存储和快速数据传输来满足不断增长的数据需求。800G 以太网可以连接存储服务器，实现超高密度数据存储。例如，大型社交媒体公司可以利用这些技术来管理用户上传的大量照片和视频。
- 虚拟化和容器化：虚拟化和容器化等技术需要快速的数据传输，以便在不同的虚拟机或容器之间共享资源。800G 以太网可以为虚拟机迁移和容器通信提供高带宽。例如，云服务提供商可以使用这些技术来支持客户的虚拟化工作负载。
云计算
- 弹性计算资源：云计算提供弹性计算资源的能力，因此需要高速网络连接。800G以太网可以促进云计算用户之间的快速数据传输。例如，科研机构可以利用这些连接在云端运行复杂的模拟和数据分析任务。
- 云存储和备份：云存储和备份服务需要大容量和高速传输来确保数据的安全性和可用性。高速以太网技术可以连接云存储设备和数据备份服务器。例如，企业可以使用它们来备份关键业务数据。
高性能计算
科学计算、计算模型训练等高性能计算应用需要高速的数据传输和处理能力。800G 网络可提高数据传输速度和网络性能，以执行高性能计算任务。这对于涉及处理复杂计算的科学研究、大数据分析和智能计算训练等应用至关重要。800G 以太网的引入将进一步推动高性能计算的创新和发展。
大数据
- 数据传输和分析：大数据分析需要广泛的数据传输和处理能力。800G 以太网可以将大规模数据集从源传输到分析平台，从而加速数据处理。例如，医疗保健组织可以使用这些网络分析大量患者医疗记录，从而改善诊断和治疗。
- 实时数据流：实时数据流需要极低的数据传输延迟。高速以太网技术可以支持实时数据流应用，例如金融交易监控和智能城市监控。例如，金融机构可以使用它们来监控和分析大量交易数据以检测潜在的欺诈行为。
物联网
800G以太网可以连接更多的物联网设备和传感器，实现大规模设备互联，物联网解决方案将具有更高的可扩展性和能力，促进智慧城市、智能交通、智能制造等领域的创新应用。
自动驾驶仪
- 高清地图和传感器数据：自动驾驶汽车需要高分辨率地图和传感器数据来实现精确定位和环境感知。800G 以太网技术将传输这些大规模数据，增强自动驾驶的安全性和可靠性。
- 车辆通信：车辆与基础设施之间的通信是自动驾驶的关键。高速以太网将支持车辆之间的实时通信，有助于防止碰撞并提高交通效率。
综上所述，800G网络对于推动创新应用、加速数字化转型、推动技术进步具有举足轻重的作用。
推出 Asterfusion 800G 超级以太网交换机
推出速度和效率巅峰的 Asterfusion 800G 超级以太网交换机！这款交换机采用尖端的Marvell Teralynx 10 51.2 交换芯片，可提供闪电般的性能，800GE 端口的端口到端口延迟低于 560ns。享受最佳的交货时间和价格，同时利用市场领先的 SONiC 企业分销AsterNOS的强大功能。以下是其出色的硬件和软件功能：
强调
- 51.2T 交换机，2RU 内有 64x800G OSFP 或 128x400G/512x100G
- 全球速度最快的交换机，800GE 端口的端口到端口延迟低于 560 纳秒
- 满流量负载下，64x800G SR8 端口的最大 TDP 为 2200W
- 200+MB 的大型片上缓冲区可实现更好的 ROCE（基于融合以太网的 RDMA）性能
- 10ns PTP 和 SyncE 性能支持严格同步的 AI 并行计算
- 先进的 INT（带内网络遥测）用于数据包延迟、丢包和路径遍历，从而实现更先进的拥塞控制算法
- 基于 SONIC 的开放式 AsterNOS，具有最佳 SAI 支持，更加强大和可靠。
- 与所有领先供应商的异构 GPU 和 SmartNIC 兼容
- 线速可编程性，支持不断发展的 UEC（超级以太网联盟）标准
Asterfusion 800G 以太网交换机硬件亮点：
- OSFP800 交换机端口，每个支持 1 x 800 GbE（100G PAM4），或通过分支电缆支持 2 x 400G GbE、4x 200 GbE 或 8 x 100 GbE。
- 512 x 112G 长距离 (LR) 一流 SerDes，通过光学模块/分路器支持 64x800G、128x400G 或 512x100G 接口
- 高达 14.4Bpps 的 L2/L3 全线速转发
- 根据流/数据包平衡负载，防止拥塞并确保有效利用可用带宽
- 前面板上有另外两个 10G SFP+ 端口用于网络遥测管理
- 每个 OSFP800 端口的功率预算高达 24 W。
- 采用 Marvell Teralynx10 交换系列硅片。[为 800GE 端口提供业界最低的端到端延迟（低于 560ns）；经过验证的、强大的 112G Serdes，具有业界最低的误码率 (BER)。；全面的数据中心功能集：包括 IP 转发、隧道、丰富的 QoS 和强大的 RDMA。；可编程转发：提供可置换的灵活转发，使运营商能够随着网络需求的发展而编写新的数据包转发协议，而不会影响吞吐量、延迟或功率；广泛的实时网络遥测，包括 P4 带内网络遥测 (INT)。高级共享缓冲： 200+ MB 片上缓冲区，由每个端口动态共享，确保卓越的网络质量和更少的数据包丢失]
- Intel Xeon 8 核 CPU，具有线速可编程性，可通过软件升级实现未来的网络协议
- 具有 LAN 串行支持的 BMC 模块
- 支持前后气流的热/冷通道
- 2 RU 尺寸
- 热插拔、负载共享、冗余 3200W AC PSU。
- 3+1 热插拔风扇
- 预装开放网络安装环境 (ONIE) 的硬件交换机
- 使用 Asterfusion Enterprise SONiC Distribution (AsterNOS) 进行硬件交换机预加载
Asterfusion 企业版 SONiC- AsterNOS
想象一下这样一个世界：网络基础设施不再是障碍，而是一条高速公路。这就是 Asterfusion 正在构建的世界，一次构建一个网络交换机。当其他白盒供应商让您自己拼凑解决方案时，Asterfusion 会预安装其企业版 SONiC，为您提供一站式、交钥匙解决方案。
我们并非一夜之间就取得了这样的成就。自 2017 年以来，我们由 100 多名 SONiC 研发专家组成的专业团队一直专注于一项使命：打造世界上最好的SONiC 企业网络操作系统(NOS)。最终成果是 AsterNOS，这是一款强大的操作系统，专为我们自己的一系列校园和数据中心交换机量身定制，从 1G 一直到 800G。
但兼容性是关键。这就是 AsterNOS 能与所有主流行业芯片完美兼容的原因。我们谈论的不仅仅是最低限度的兼容性——我们的商业 NOS 在功能开发和坚如磐石的稳定性方面都胜过社区版本。此外，我们的顶级支持团队随时准备介入并保持您的网络正常运行。
实践才是真理。在过去的 7 年里，Asterfusion 的 SONiC 企业解决方案在公共云、电信运营商、大型互联网公司、私有云和企业网络的战壕中经过了实战考验。我们已经学到了一些如何让现代网络以光速运行的知识。
软件亮点
- 预装的AsterNOS是SONiC的企业版，以SAI为内核
- 集成丰富的L2/L3网络特性，完整支持网络虚拟化、QoS策略等服务
- 先进的功能容器化和事件驱动的系统架构，加速网络服务开发/定制
- 提供开放的REST API接口，可供云管理平台等第三方应用集中管理和调用
- 为传统网络工程师提供KLISH命令行
说到现代 AIDC，AsterNOS 是从头开始构建的，旨在处理未来苛刻的工作负载，例如生成式 AI。我们的精简设计简化了最强大的以太网基础设施的管理和监控，因此您可以专注于最重要的事情 – 为您的用户提供令人难以置信的体验。借助自适应路由和 RoCE 拥塞控制，Asterfusion SONiC 可以像精心调校的管弦乐队一样优化流量，确保您的工作负载发挥最佳性能。
超低延迟网络
- 无与伦比的速度：采用 Marvell Teralynx10 芯片，这是世界上最快的交换机，800GE 端口的端口到端口延迟低于 560ns。非常适合对延迟敏感的应用程序，例如 AI/ML、HPC 和 NVME。
- 增强性能：RDMA 支持直接内存访问，将延迟性能提高到微秒级。
无损网络
- 零数据包丢失：ROCEv2 可确保微秒级低延迟、高吞吐量和接近零数据包丢失，开启人工智能驱动的网络性能和可靠性时代。
- 高级拥塞控制：受益于丰富的 QoS 功能，包括 ECN、PFC、DCBX、QCN、DCQCN 和 DCTCP，适用于大规模 RDMA 部署。
- 智能网络遥测 (INT)：监控数据包延迟、丢失和路径遍历，以实现高级拥塞控制算法。
高可靠网络
- 强大的负载平衡和冗余：最多 8192 条等价多路径 (ECMP) 路由。
- 无缝连接：BGP 多宿主，用于多个服务器连接，具有自动负载平衡和故障转移功能。
- 主动/主动多路径：多机箱链路聚合组 (MC-LAG)，实现卓越的 L2 多路径。
- 快速故障转移：仅需 50 毫秒即可实现 BGP 和 OSPF 的 BFD。
时间敏感网络
- 精确同步：实现 10ns PTP 和 SyncE 性能，这对于同步 AI 并行计算至关重要。
- 自动化运维网络
- 操作轻松：与Python和Ansible集成，支持自动化操作和维护。
- 零接触配置 (ZTP)：自动获取和加载部署文件，简化设备设置。
开放网络
- 开放企业 SONiC 分发：AsterNOS 提供最佳的 SAI 支持，确保强大而可靠的性能。
- 面向未来：线速可编程，支持不断发展的 UEC（超级以太网联盟）标准。
Asterfusion 800G AI网络解决方案
采用 NVIDIA DGX SuperPOD 的 RoCEv2 AI 解决方案
通过 Asterfusion 800G 超级以太网交换机体验网络的未来——速度与可靠性和创新相结合。
