随着人工智能、大数据、分布式储存和云服务等发展趋势日渐明朗,都要求更低的延迟来支持部署在网络边缘的实时应用程序和服务。在百行百业的数字化转型以及应对5G和IoT等服务需求,为数据中心带来了爆发式增长,同时给服务器基础设施计算节点的CPU带来了巨大的压力。在以CPU为中心的Onload模式向以数据为中心的Offload模式的转变中,服务器网卡扮演着不可或缺的角色。
近年来,行业也一直不断地推出新的网卡,满足于数据中心等场景中计算领域的最新发展趋势:接口高速化、能力并行化、资源虚拟化。由于其应用广泛,市场上出现了各种类型的网络接口卡,如千兆网卡和万兆网卡,PCI-X和PCIe网卡等。
网卡的分类
根据总线接口、传输速度、应用领域等不同,网卡可分为以下几个不同的类型。
基于协议的分类
根据传输协议的不同的,网卡可分为三种,一是以太网卡,二是FC网卡,三是IB网卡。
以太网网卡(Ethernet Adapter):使用IP协议为传输协议,一般通过光纤线缆或双绞线与以太网交换机连接。光口通过光纤线缆来进行数据传输,搭配的模块接口一般为SFP、QSFP等,对应的光纤接口为LC、SC、MPO等。电口常用的接口类型为RJ45,一般与双绞线连接,也有少量与同轴电缆连接的接口。
基于传输速度的分类
基于不同的速度,网卡有10/100Mbps自适应,1000Mbps千兆网卡、10G、25G、100G甚至更高速度的网卡。
10Mbps/100Mbps自适应卡:10Mbps和100Mbps带宽自适应网卡是目前比较流行的网卡类型。它能够自动适应两种不同带宽的网络需求。可与旧的10Mbps网络设备连接,也可应用于较新的100Mbps网络设备的连接,因此得到了用户的广泛认可。
1000Mbps网卡:此类卡可为快速以太网提供更高的带宽。千兆以太网是一种高速局域网技术,可以通过铜线提供 1Gbps 带宽。对应的网卡是千兆网卡,这种网卡的带宽也可以达到1Gbps。千兆网卡的网络接口也主要有两种,一种是普通的双绞线RJ45接口,另一种是千兆SFP/GBIC光纤接口。
10G网卡:其主流为10G以太网卡,与千兆以太网卡一样,10G以太网卡也支持单模或多模光纤。使用10G以太网卡可以让网络运营商更自由地选择数据中心的位置,并且可以同时支持80公里范围内的多个园区网络。在数据中心,可以使用低成本的多模光纤作为交换机与交换机、交换机与服务器之间的10G网络的骨干。
25G网卡:相较10G网卡而言,25G光纤网卡的更大带宽满足高性能计算集群的网络需求,在100G甚至更高速率的网络升级中,25G光纤网卡将是不可或缺的基础设施之一。在数据中心从10G/40G 升级到 25G/100G(服务器的接口是25G, 交换机间互联的接口是100G)的过程中,越来越多的人支持 25GbE,包括谷歌、微软等大型云提供商对 25G 的绝对认可。
100G网卡:随着海量数据的传输需求越来越高,服务器通常都需要安装多个网卡来满足数据处理的高需求,正是因为这种特性,促使数据中心网络从10G慢慢向100G网卡升级,甚至更高速率的发展。100G网卡具有高吞吐量、低延时的网络处理能力、辅助其CPU进行网络功能卸载的能力,可最大化地节约CPU算力同时降低其功耗。