自從 IEEE 802.3ae 標準于 2002 年中獲得批準以來，萬兆以太網端口的售貨量已經從每季度幾百個端口增加到了每季度幾萬個端口。萬兆以太網的部署量之所以會出現如此快速的增長，主要源自于下列因素：

萬兆以太網每端口價格的大幅降低——目前，萬兆以太網的價格還不到 2002 年中時的五分之一。因此，在智能模塊化交換機中，萬兆以太網目前的性價比（包括光纖成本）已經與基于光纖的千兆以太網相差無幾。

新型光纖擴大了萬兆以太網的部署范圍——目前，新型光纖的出現讓萬兆以太網可以部署到從數據中心到配線間的任何環境之中，而且可以延用現有的光纖布線。

帶寬持續增長——首先，千兆以太網到桌面的部署量已經在 2004 年底之前達到了每季度數百萬個端口。如此廣泛的部署大大提高了網絡其他部分的超額使用率。萬兆以太網有助于將超額使用率降低到了網絡設計最佳實踐所要求的水平。其次，服務器適配器和 PIC 總線技術的發展使得服務器能夠生成超過 7Gbps 的流量，這提高了為服務器使用萬兆以太網連接的需求。最后，新型應用在企業園區、數據中心內部和數據中心之間，都催生了對于萬兆以太網性能的要求。以下章節將會詳細介紹這些應用。

因為萬兆以太網仍然屬于以太網，所以它可以充分利用經過多年發展的以太網技術，簡化向這種更高速技術的遷移過程。與此前的快速以太網和千兆以太網一樣，萬兆以太網采用了 IEEE 802.3 以太網 MAC協議、以太網幀格式和幀尺寸。它支持標準的以太網服務，例如 802.3ad 鏈路匯聚，最多可以將 8 個萬兆以太網鏈路匯聚到一個虛擬的 80Gbps 連接上。因為萬兆以太網也是全雙工的點對點技術，它可以在不導致數據包沖突的情況下，同時支持來自于鏈路兩端的流量。因此，它不存在固有的距離限制。最大鏈路距離取決于傳輸機制和傳輸介質光纖，而不取決于以太網沖突域的范圍大小。

萬兆以太網的物理層接口通常使用下列命名規范：前綴 = “10GBASE-” = 10Gbps 基帶通信；首個后綴= 介質類型或者波長（如果介質類型是光纖的話）；第二個后綴= PHY 編碼類型；第三個后綴 = 寬波分復用（WWDM）波長或者 XAUI 通道個數。

例如，10GBASE-LX4 光傳輸模塊使用一個 1310 納米（nm）的激光束，LAN PHY（8B/10B）編碼，4個 WWDM 波長。10GBASE-SR 光傳輸模塊使用一個串行 850nm 的激光束，LAN PHY （64B/66B）編碼，1 個波長。IEEE 802.3an 任務組計劃在 2006 年的稍晚些時候，確定基于雙絞線銅纜的萬兆以太網（10GBASE-T）的標準。

在現有的從園區分發層到配線間的光纖布線中，有超過 75%都是 FDDI 級別的（62.5 微米）多模光纖（MMF）。距離要求通常超過 100 米（m）。因此，要在現有的 FDDI 級別 MMF 上為配線間部署萬兆以太網，通常需要使用 10GBASE-LX4 光傳輸模塊。

萬兆以太網可插拔接口具有多種外型，例如 XENPAK、X2 和 XFP。從部署的角度而言，這些外型之間的主要區別在于：1）某個指定外型所支持的萬兆以太網物理接口的寬度；2）物理尺寸。例如，由于空間限制，XFP 外型目前并不支持 10GBASE-LX4 和 10BASE-CX4 光傳輸模塊。只要鏈路兩端的萬兆以太網物理接口類型（例如 10GBASE-LX4 或者 10GBASE-SR）相同，不同類型的接口就能在光傳輸方面進行交互操作。

很多網絡管理人員都在考慮，是應當匯聚多條千兆以太網鏈路，還是部署一個萬兆以太網鏈路。與過去一樣，這兩種方式都各有利弊，需要根據實際情況選擇合適的方式。但是，與匯聚多條千兆以太網鏈路相比，萬兆以太網可以提供一些重要的優勢：

減少光纖使用量——一條萬兆以太網鏈路所使用的光纖束少于千兆以太網匯聚方式。后者需要為每條千兆以太網鏈路使用一個光纖束。萬兆以太網的這種優勢可以降低數據中心的布線復雜度。對于那些可能因為成本原因而無法鋪設更多光纖的園區環境，萬兆以太網能夠更加有效地使用現有的光纖布線。

為大型數據流提供更加有力的支持——由于終端設備的數據包排序要求，匯聚的千兆以太網鏈路所能支持的鏈路可能只限于 1Gbps 的數據流。相比之下，由于單個萬兆以太網鏈路具有更高的容量，所以萬兆以太網能夠更加有效地支持那些會產生多 Gb 數據流的應用。

更久的部署使用壽命——萬兆以太網能夠提供高于多個千兆以太網鏈路的可擴展性，延長部署的使用壽命。最多可以將 8 個萬兆以太網鏈路匯總到一個虛擬的 80Gbps 連接。

萬兆以太網現在可以部署在從數據中心到配線間上行鏈路的已有光纖布線之上（如圖 1 所示）。隨著終端設備連接帶寬的增加，萬兆以太網部署還可以繼續拓展到網絡核心之外，從而提升網絡的可擴展性。例如，千兆以太網到桌面的部署量已經在 2004 年底之前達到了每季度數百萬個端口。如此廣泛的部署大大提高了配線間上行鏈路的超額使用率，尤其是考慮到超過 90%的配線間流量都會以由北往南的方式流經上行鏈路。

在 20 世紀 90 年代后期，常見的做法是為桌面部署 10/100 以太網，再配以冗余千兆以太網上行鏈路。如果每臺交換機連接了 192 個用戶，那么超額使用率就約為 19:1。根據標準網絡設計最佳實踐的要求，配線間帶寬超額使用率應該介于 15:1 到 20:1 之間，因此這種做法沒有超出規定的范圍。但是，隨著千兆以太網到桌面近些年來的日益普及，這些超額使用率迅速地攀升到了 48:1，甚至 96:1。

即使配線間上行鏈路已經增加到兩個或者四個千兆以太網通道，情況也沒有得到改觀。通過為當前的交換解決方案部署萬兆以太網上行鏈路，有助于將配線間的超額使用率恢復到網絡設計最佳實踐所要求的范圍之內，并可以根據未來的需要進一步擴展帶寬容量。

利用萬兆以太網，IT 經理現在可以將他們的網絡存儲環境提升到新的水平，并利用基于以太網的網絡支持要求最嚴格的存儲解決方案，例如：

通過數據中心備份和災難恢復提高業務永續性——為了滿足嚴格的業務要求，企業一直面臨著如何開發出經濟高效、安全、可擴展的業務連續性和災難恢復策略的挑戰。企業之所以要采用城域存儲網絡，一個重要的因素是他們需要在遠程地點建立備份和遠程鏡像，以拓展已經達到容量極限的數據中心，或者集中位于多個園區或者地點的數據中心資源。萬兆以太網的遠程傳輸能力讓企業可以在相距80 公里的兩地之間提供高速的網絡連接。通過使用光學放大器和散射補償器，傳輸距離還能進一步延長。

因此，企業能夠支持在此范圍內的多個園區，實現存儲到服務器和存儲到存儲的數據傳輸。利用萬兆以太網和智能交換所提供的高帶寬、低延時和安全性，企業可以更加輕松地、在企業存儲系統的某些距離遙遠的組件之間，實現無縫的數據傳輸。圖 4 顯示了一個可以支持所有基于 IP 存儲的城域解決方案和技術的萬兆以太網基礎設施，包括網絡附加存儲（NAS）、互聯網小型計算機系統接口（iSCSI）、基于 IP 的光纖通道（FCIP）和網絡數據管理協議（NDMP）。

對于需要更高帶寬的匯聚、更遠的傳輸距離、低延時，以及支持非 IP 技術（例如光纖通道或者 IBM 的企業系統連接[ESCON]協議）的部署，密集波分復用（DWDM）能夠在城域網（MAN）中，提供高容量、獨立于協議的存儲訪問和傳輸功能。這種基于光纖的城域網的關鍵性存儲應用包括：備份、遠程鏡像、災難恢復、群集和存儲外包。同步鏡像需要極低的延時和很高的帶寬，而萬兆以太網可以提供這些要素的理想組合，滿足這種關鍵任務型的業務需求。

用于高性能數據共享和存儲整合的網絡附加存儲（NAS）——NAS 已經成為基于 IP 的存儲整合和文件共享的主流部署方式。NAS 在很多環境中得到了廣泛的應用，包括協作式工作組開發、工程設計、電子郵件、Web 服務和一般性文件服務。由于 NAS 操作系統的可定制性，NAS 文件服務器能夠極為有效地處理 I/O。這使得它很容易就會以線速占滿多個千兆以太網通道。

因此，企業迫切需要為 NAS存檔整合采用萬兆以太網，如圖 5 所示。另外，越來越多的企業需要為 NAS 文件服務器建立直接的萬兆以太網連接，以支持那些單個數據流超過 1Gbps 的高性能應用。相比之下，802.3ad 鏈路匯聚無法支持這樣的應用。

除了提供對共享文件的高性能訪問以外，萬兆以太網基礎設施還能利用多種協議，例如網絡數據管理協議（NDMP），實現服務器之間的復制和備份到磁盤等功能。

群集和網格計算旨在滿足那些需要進行大量 CPU 計算、任務處理和 I/O 傳輸的應用的要求。這些應用需要多臺服務器才能有效地完成工作負載。群集為將計算需求擴展到多臺服務器提供了一種經濟高效的方法，可以讓多個計算節點作為一個龐大的、虛擬的計算節點協同工作。群集應用可能對計算節點之間的互聯性能極為敏感，因而對于連接這些節點的網絡基礎設施提出了很高的要求。

因此，通過借助萬兆以太網的低延時特性最大限度地提高網絡性能，群集應用可以獲得有力的支持。為了最大限度地減少服務器延時和 CPU 負荷，企業開始采用一些新穎的服務器端技術，例如系統級 I/O 加速，TCP/IP 卸載引擎（TOE），以及遠程直接內存訪問（RDMA）。這些在網絡和服務器性能方面取得的重要進展，也能夠受益于廣泛部署的以太網和 IP 技術在互操作性、管理和投資保護方面提供的優勢。

由于價格、性能目標的實現，新型光纖接口對于更廣泛部署的支持，以及日益增加的新型應用不斷提高對帶寬的要求，萬兆以太網的部署量正在迅速增長。但是，萬兆以太網僅僅是一個范圍更廣泛的交換解決方案的網絡接口。成功的萬兆以太網部署還會結合一些領先的智能交換服務，例如集成化安全、高可用性、交付優化和增強的可管理性等，從而為新型應用提供必要的支持。