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10 GbE的关键驱动要素之一就是对链接合并通信协议的使用加以限制，以便将多重的1GbE链接合并起来。LAG通常是在现有以太网络技术的速度与下一阶段以太网络技术的更高速度，对两者之间所存在的落差作为桥接之用的过渡阶段。10GbE与前一代的以太网络共同分享了许多的相同点，但是也有着一些关键性的差异。就10 GbE标准的本身而言，许多的差异是与传输媒体有关的，但是为了要达到真正的10 GbE效能，系统必须要设定为能够对整个网络都支持10 GbE。
10 Gigabit以太网络的需求
目前数据中心正在准备从1 Gigabit以太网络（GbE）大量转换为10 Gigabit 以太网络（10 GbE）。这样的转换是为了要配合市场对于较高速以太网络使用上的需要，而这些需要是来自于几个不同的方向：
● 不断增加的网络流量～也就是数据交流的数量与大小，而其部分原因是来自于因特网与个人联机的增加。
● 数据密集（data-intensive）应用领域的成长，像是网格运算（grid computing）与丛集运算（cluster computing）等。
● 透过网络提供的服务，像是随选视频（On Demand Viewing）、IPTV、宽带与视讯串流。
● 家庭与企业用户所需带宽的增加
● 现有通信协议的限制，像是链接合并（LAG）会控制其成长。
10 GbE的关键驱动要素之一就是对链接合并通信协议的使用加以限制，以便将多重的1GbE链接合并起来。LAG通常是在现有以太网络技术的速度与下一阶段以太网络技术的更高速度，对两者之间所存在的落差作为桥接之用的过渡阶段。然而，这也只是一个暂时的解决方案，因为会有4个以上的实体链接将变得非常难以管理，而且需要花更多的成本来运作与维护。举例来说，在一张标准的网络适配卡（NIC）的面板上，其空间只能够提供4个联机。此外，LAG通信协议也会与每个追加的链接产生相关连的间接耗费；因此，随着每个链接被加入到LAG群组时，已经存在于群组中的每个链接，其间接耗费都会有少许的增加。10 GbE具有可以透过单一链接提供较高频宽的的优点，而且因为去除了LAG通信协议及其间接耗费，所以会有较低的延迟。另外，10 GbE提供了更大的布线范围从15公尺的同轴电缆（coax cables）到40公里的单模光纤（SMF）。
虽然像是交换器与转接器之类的10 GbE产品已经存在于市场上将近5年了─在光纤传输媒体（IEEE Std. 802.3ae）上进行10 GbE运作的标准在2002年就已经受到认可，但是仍然存在有许多阻碍，使得10 GbE无法被广泛的使用。随着对于更高频宽需求的持续增加，这些阻碍将会在未来的数年内被一一克服，使10 GbE能够被大量的平台所采用。
10 GbE具有更高的速度与更快的响应时间，可以使任何流量沉重的网络获得纾解。然而，10 GbE对于任何实质上的数据密集应用领域特别有利。例如企业金融应用、数据库与数据模型建构的仿真、天气预测、计算机辅助设计与生产、以及像是常见于计算机游戏与电影拍摄等之图形密集（graphics intensive）应用领域。GbE已经开始深入高效能运算（HPC）丛集应用领域中，而且随着成本与阻碍的降低，10 GbE也将会在这个市场中持续成长。某些更具争议性的应用也开始实用化，这其中包括了维持在10 Gb/s速度的可能性以及其它像是iSCSI等的技术，而不再只是技术上的概念，同时也有取代像是光纤信道之类现有通信协议的潜在趋势。
都会局域网络（MAN）应用领域以及长距离局域网络（LAN）应用领域也都能够因为光纤所具有的更长可使用距离而获益。举例来说，将资料中心放置于最有利地点的能力，亦即最具成本效益又能兼顾方便性的位置，好比位于主要设备之外的区域。10 GbE具有较长的可到达范围，并且可以对应到现有的SONET / SDH 10 Gb/s通讯协议，因此相当适合使用于广域网络（WAN）以及因特网存在点（POP）的应用领域上，借此实现能够以每小时兆字节（terabyte-per-hour）之速率运行的网络。
10 GbE是什么以及不是什么
就许多方面来说，10 GbE是由前一代以太网络速度所直接延伸而来，因此它可以完全反向兼容于前一代的以太网络。它保留了以太网络的关键架构；媒体存取控制（MAC）通讯协议、以太网络框架（frame）格式、以及最小与最大的框架大小。
图1: 10GbE 与OSI层级模型的关连性
然而，也有一些关键性的差异存在，其主要是牵涉到在开放系统互连（OSI）层级模型（图1）里的实体层（PHY）部分。当相同的MAC与RS被使用于所有的10 GbE 装置时，其用来连结网络传输媒体的PHY是不相同的。此外，不同于前一代的以太网络速度，10 GbE只会以全双工模式运作。交换式以太网络的使用在市场上成长至1999年时，支持半双工模式的运作就已经被认为是10 GbE发展上的负担。
原始的10 GbE标准（IEEE Std. 802.3ae-2002）针对多重模式光纤（MMF）以及SMF的传输媒体规范出用以连结的不同PHYs。自从原始标准认可之后，有许多新的10 GbE修订标准被发展出来或是开始要发展。在2004年的时候，IEEE Std. 802.3ak-2004规范出用以在15公尺的同轴电缆上传送10 GbE信号的10GBASE-CX4 PHY，以便让可到达范围较短的应用领域可以使用。到了2006时，有两个新的PHYs加入（10GBASE-T与 10GBASE-LRM），而另外两个则会在2007年加入（10GBASE-KR 与 10GBASE-KX4）。新的PHYs能够因应市场上不断扩充的10 GbE需求。
下表中（表）所示为采用不同传输媒体的10 GbE标准以及草案标准。
表: 10 GbE标准以及草案标准
即使已经存在数年之久，10 GbE光纤解决方案的成本以及10 GbE同轴电缆解决方案的较短可到达范围仍然限制了10 GbE的广泛应用。随着技术的成熟，光纤解决方案的成本与电源持续地降低，但是却欠缺一个可以让10 GbE在无遮蔽双绞（UTP）铜缆在线运作的标准，以便让10 GbE可以在对此极为需要的应用领域中使用。随着10GBASE-T标准（IEEE Std. 802.3anTM-2006）在2006年6月被认可，UTP解决方案的欠缺得以被补足，市场上也因此开始能够看到低成本的10 GbE 铜制PHY出现。
对于10GBASE-T标准，有一些关于它的常见错误认知。对于自动协商（auto-negotiation）的支持度存在有许多的混淆，不过10GBASE-T标准确实支持自动协商。自动协商的特点将使执行者得以设计能够在更大范围的速度与媒体上运作的PHY设备。虽然自动协商具有反向兼容于较低速度的能力，但是要让10GBASE-T系统能够支持以10 Mb/s运作是不太可能的，这是由于变压器的需求所造成的。
另一个常见的错误认知是关于对CAT-5缆线的支援。CAT-5以及CAT-5e缆线并没有被列入IEEE Std. 802.3an所支持的媒体当中，这是因为对于10GBASE-T的效能需求已经远超过这些缆线的既定效能。在10GBASE-T标准中要求能够支持CAT-6、CAT-6A、以及CAT-7缆线。对于电信产业协会（Telecommunications Industry Association, TIA -www.tiaonline.org）在电信系统公告155（TSB-155）中所提到应该要能支持高达55公尺的可到达范围，现有的CAT-6设置是可以符合这项需求的。CAT-6A以及CAT-7则可以支持高达100公尺的可到达范围。CAT-6A以及CAT-7的最主要差别是在于CAT-6A为无遮蔽缆线（unshielded cable），而CAT-7则是有遮蔽（shielded）。
从广泛的层面来考虑时，最理想交互连结的方式乃是以所需要的可到达范围来加以决定的。举例来说，10GBASE-CX4为短运送距离的应用领域提供了一个具有低成本与较高效能的解决方案。对于数据密集应用领域的用户而言，它也被视为一种高效能的互连方式，同时也可以做为在储存局域网络（SANs）中，具有专利之结构的替代方案。
对于需要较长运送距离的网络像是MAN以及WAN等，10 GbE具有高达40公里的可到达范围能力。对于像是远距工作（telecommuting）、视频会议（video conferencing）、数据采矿（data mining）以及在线调查（online research）等的应用领域，这项特性可以提供极大的潜在优点，换句话说就是可以提供更快速以及更有效率的存取。在WAN应用领域中，10 GbE可以用超越世界记录的时间来完成以兆字节计算之数据量的传送，借此将全球社群连接起来。10 GbE具有能够有效的直接附属于SONET / SDH核心网络上，或是透过未使用的波长（aka dark lambda）来传送的能力，可以把用于全球联机的通信协议转译需求最小化甚至去除掉。
要达到10 GbE速度的需求为何？
想要运用10 GbE达到真正10 Gb/s的速度，所需要的绝不仅只是选择正确的媒体。10 GbE系统的信息通过量大部分必须发生在基础架构（像是路由器与交换器）以及端点（endpoints）（主要服务器、设备、以及网络储存设备）上。
要达成这些需求，必须要先能够符合数个技术方面与经济方面的考虑。更昂贵与具有更高效能的系统必须要能够与网络的信息通过量同步增加，然而因为设计上的限制所致，内存子系统在实体上是无法跟上其增加速度的。而这正意味着延迟将会增加，因为当内存忙着以较低的速度将数据从网络移向等待中的应用装置时，处理器必须等待超过上百个闲置周期。内存子系统以及处理器必须确实的被网络频宽占满，如此业界才能找出抒解其瓶颈的方法。目前被设计用以处理重要的实时交易以及频宽密集之应用领域像是电子商务（e-Commerce）、 医疗用影像处理和大量数据之储存的系统，这样的不一致将会对其效能造成冲击。
要解决此瓶颈难题的最适方法之一，就是使用TCP/IP主机硬件卸载（TCP/IP host hardware offload）解决方案。主机硬件卸载控制器，例如由Tehuti Networks公司所生产的（图2与图3）─可以通过将系统处理封包的能力予以最佳化，来减少系统被占满的状况发生。从电线到应用装置，加速器技术的应用明显提升了企业平台在网络通讯上的速度，这是通过如下的措施来达成的：降低延迟、将功能重新分配给能够把每件任务处理得较为完善的组件、以及使用额外的加强功能以适当的改善服务器系统信息通过量。这使得服务器得以将效能与低电源维持在最佳的平衡状态，同时又只需要最小的电路板空间；因此也得以降低设备的拥有总成本（TCO）。
图2: 利用主机硬件卸载（HHO）纾解CPU周期
此外，使用的接口也是一个重要的考虑点。举例来说，在目前的Intel服务器架构中，64位的PCI-X总线已经能够以multi-gigabit的范围将数据送出，然而新的PCI Express架构却可以轻易的处理10 GbE。
在10 GbE之后，接着会是什么？
虽然业界已经处于准备要将10 GbE予以大量普及的阵痛期当中，然而历史也告诉业界，应该是要开始思考如何实现更高速以太网络的时候了。前文所述的考虑只会更形加剧，而随着市场往前看到在10 GbE之后的下一个速度世代，新的考虑又得要加进来。有些人预测到了2012年的时候，下一代更高速以太网络的使用将可以反映出10 GbE的状况，同时可以将前500大高速运算网站（supercomputing site）的主要互连分享掉达到近乎50％的程度。在2006年的7月，在IEEE 802.3中曾经有提出需求（Call for Interest, CFI）要成立一个更高速研究小组（HSSG），此将会使得下一代更高速以太网络的标准在2009年到2010年期间的某个时间点获得认可。
图3: 图中所示为挂载于网络适配卡上的10 GbE主机硬件卸载控制器，它可以藉由将系统处理封包能力予以最佳化而降低延迟。
总结
10GbE与前一代的以太网络共同分享了许多的相同点，但是也有着一些关键性的差异。就10 GbE标准的本身而言，许多的差异是与传输媒体有关的，但是为了要达到真正的10 GbE效能，系统必须要设定为能够对整个网络都支持10 GbE。这包括了如下的每一件事情：透过硬件的协助来改善TCP/IP的处理，以使得CPU能够有较多的周期可以用来做应用程序的处理；确定正确的接口（例如：PCI Express）被安装在正确的位置；在内存子系统上装有不会对系统效能造成限制的芯片组。在这些议题中，目前有许多都已经获得解决了，而在不久的将来，可以预期市场将能够享受到真正的10 GbE效能以及其所有的优点。
10 Gigabit以太网络的需求
目前数据中心正在准备从1 Gigabit以太网络（GbE）大量转换为10 Gigabit 以太网络（10 GbE）。这样的转换是为了要配合市场对于较高速以太网络使用上的需要，而这些需要是来自于几个不同的方向：
● 不断增加的网络流量～也就是数据交流的数量与大小，而其部分原因是来自于因特网与个人联机的增加。
● 数据密集（data-intensive）应用领域的成长，像是网格运算（grid computing）与丛集运算（cluster computing）等。
● 透过网络提供的服务，像是随选视频（On Demand Viewing）、IPTV、宽带与视讯串流。
● 家庭与企业用户所需带宽的增加
● 现有通信协议的限制，像是链接合并（LAG）会控制其成长。
10 GbE的关键驱动要素之一就是对链接合并通信协议的使用加以限制，以便将多重的1GbE链接合并起来。LAG通常是在现有以太网络技术的速度与下一阶段以太网络技术的更高速度，对两者之间所存在的落差作为桥接之用的过渡阶段。然而，这也只是一个暂时的解决方案，因为会有4个以上的实体链接将变得非常难以管理，而且需要花更多的成本来运作与维护。举例来说，在一张标准的网络适配卡（NIC）的面板上，其空间只能够提供4个联机。此外，LAG通信协议也会与每个追加的链接产生相关连的间接耗费；因此，随着每个链接被加入到LAG群组时，已经存在于群组中的每个链接，其间接耗费都会有少许的增加。10 GbE具有可以透过单一链接提供较高频宽的的优点，而且因为去除了LAG通信协议及其间接耗费，所以会有较低的延迟。另外，10 GbE提供了更大的布线范围从15公尺的同轴电缆（coax cables）到40公里的单模光纤（SMF）。
虽然像是交换器与转接器之类的10 GbE产品已经存在于市场上将近5年了─在光纤传输媒体（IEEE Std. 802.3ae）上进行10 GbE运作的标准在2002年就已经受到认可，但是仍然存在有许多阻碍，使得10 GbE无法被广泛的使用。随着对于更高频宽需求的持续增加，这些阻碍将会在未来的数年内被一一克服，使10 GbE能够被大量的平台所采用。
10 GbE具有更高的速度与更快的响应时间，可以使任何流量沉重的网络获得纾解。然而，10 GbE对于任何实质上的数据密集应用领域特别有利。例如企业金融应用、数据库与数据模型建构的仿真、天气预测、计算机辅助设计与生产、以及像是常见于计算机游戏与电影拍摄等之图形密集（graphics intensive）应用领域。GbE已经开始深入高效能运算（HPC）丛集应用领域中，而且随着成本与阻碍的降低，10 GbE也将会在这个市场中持续成长。某些更具争议性的应用也开始实用化，这其中包括了维持在10 Gb/s速度的可能性以及其它像是iSCSI等的技术，而不再只是技术上的概念，同时也有取代像是光纤信道之类现有通信协议的潜在趋势。
都会局域网络（MAN）应用领域以及长距离局域网络（LAN）应用领域也都能够因为光纤所具有的更长可使用距离而获益。举例来说，将资料中心放置于最有利地点的能力，亦即最具成本效益又能兼顾方便性的位置，好比位于主要设备之外的区域。10 GbE具有较长的可到达范围，并且可以对应到现有的SONET / SDH 10 Gb/s通讯协议，因此相当适合使用于广域网络（WAN）以及因特网存在点（POP）的应用领域上，借此实现能够以每小时兆字节（terabyte-per-hour）之速率运行的网络。
10 GbE是什么以及不是什么
就许多方面来说，10 GbE是由前一代以太网络速度所直接延伸而来，因此它可以完全反向兼容于前一代的以太网络。它保留了以太网络的关键架构；媒体存取控制（MAC）通讯协议、以太网络框架（frame）格式、以及最小与最大的框架大小。
图1: 10GbE 与OSI层级模型的关连性
然而，也有一些关键性的差异存在，其主要是牵涉到在开放系统互连（OSI）层级模型（图1）里的实体层（PHY）部分。当相同的MAC与RS被使用于所有的10 GbE 装置时，其用来连结网络传输媒体的PHY是不相同的。此外，不同于前一代的以太网络速度，10 GbE只会以全双工模式运作。交换式以太网络的使用在市场上成长至1999年时，支持半双工模式的运作就已经被认为是10 GbE发展上的负担。
原始的10 GbE标准（IEEE Std. 802.3ae-2002）针对多重模式光纤（MMF）以及SMF的传输媒体规范出用以连结的不同PHYs。自从原始标准认可之后，有许多新的10 GbE修订标准被发展出来或是开始要发展。在2004年的时候，IEEE Std. 802.3ak-2004规范出用以在15公尺的同轴电缆上传送10 GbE信号的10GBASE-CX4 PHY，以便让可到达范围较短的应用领域可以使用。到了2006时，有两个新的PHYs加入（10GBASE-T与 10GBASE-LRM），而另外两个则会在2007年加入（10GBASE-KR 与 10GBASE-KX4）。新的PHYs能够因应市场上不断扩充的10 GbE需求。
下表中（表）所示为采用不同传输媒体的10 GbE标准以及草案标准。
表: 10 GbE标准以及草案标准
即使已经存在数年之久，10 GbE光纤解决方案的成本以及10 GbE同轴电缆解决方案的较短可到达范围仍然限制了10 GbE的广泛应用。随着技术的成熟，光纤解决方案的成本与电源持续地降低，但是却欠缺一个可以让10 GbE在无遮蔽双绞（UTP）铜缆在线运作的标准，以便让10 GbE可以在对此极为需要的应用领域中使用。随着10GBASE-T标准（IEEE Std. 802.3anTM-2006）在2006年6月被认可，UTP解决方案的欠缺得以被补足，市场上也因此开始能够看到低成本的10 GbE 铜制PHY出现。
对于10GBASE-T标准，有一些关于它的常见错误认知。对于自动协商（auto-negotiation）的支持度存在有许多的混淆，不过10GBASE-T标准确实支持自动协商。自动协商的特点将使执行者得以设计能够在更大范围的速度与媒体上运作的PHY设备。虽然自动协商具有反向兼容于较低速度的能力，但是要让10GBASE-T系统能够支持以10 Mb/s运作是不太可能的，这是由于变压器的需求所造成的。
另一个常见的错误认知是关于对CAT-5缆线的支援。CAT-5以及CAT-5e缆线并没有被列入IEEE Std. 802.3an所支持的媒体当中，这是因为对于10GBASE-T的效能需求已经远超过这些缆线的既定效能。在10GBASE-T标准中要求能够支持CAT-6、CAT-6A、以及CAT-7缆线。对于电信产业协会（Telecommunications Industry Association, TIA -www.tiaonline.org）在电信系统公告155（TSB-155）中所提到应该要能支持高达55公尺的可到达范围，现有的CAT-6设置是可以符合这项需求的。CAT-6A以及CAT-7则可以支持高达100公尺的可到达范围。CAT-6A以及CAT-7的最主要差别是在于CAT-6A为无遮蔽缆线（unshielded cable），而CAT-7则是有遮蔽（shielded）。
从广泛的层面来考虑时，最理想交互连结的方式乃是以所需要的可到达范围来加以决定的。举例来说，10GBASE-CX4为短运送距离的应用领域提供了一个具有低成本与较高效能的解决方案。对于数据密集应用领域的用户而言，它也被视为一种高效能的互连方式，同时也可以做为在储存局域网络（SANs）中，具有专利之结构的替代方案。
对于需要较长运送距离的网络像是MAN以及WAN等，10 GbE具有高达40公里的可到达范围能力。对于像是远距工作（telecommuting）、视频会议（video conferencing）、数据采矿（data mining）以及在线调查（online research）等的应用领域，这项特性可以提供极大的潜在优点，换句话说就是可以提供更快速以及更有效率的存取。在WAN应用领域中，10 GbE可以用超越世界记录的时间来完成以兆字节计算之数据量的传送，借此将全球社群连接起来。10 GbE具有能够有效的直接附属于SONET / SDH核心网络上，或是透过未使用的波长（aka dark lambda）来传送的能力，可以把用于全球联机的通信协议转译需求最小化甚至去除掉。
要达到10 GbE速度的需求为何？
想要运用10 GbE达到真正10 Gb/s的速度，所需要的绝不仅只是选择正确的媒体。10 GbE系统的信息通过量大部分必须发生在基础架构（像是路由器与交换器）以及端点（endpoints）（主要服务器、设备、以及网络储存设备）上。
要达成这些需求，必须要先能够符合数个技术方面与经济方面的考虑。更昂贵与具有更高效能的系统必须要能够与网络的信息通过量同步增加，然而因为设计上的限制所致，内存子系统在实体上是无法跟上其增加速度的。而这正意味着延迟将会增加，因为当内存忙着以较低的速度将数据从网络移向等待中的应用装置时，处理器必须等待超过上百个闲置周期。内存子系统以及处理器必须确实的被网络频宽占满，如此业界才能找出抒解其瓶颈的方法。目前被设计用以处理重要的实时交易以及频宽密集之应用领域像是电子商务（e-Commerce）、 医疗用影像处理和大量数据之储存的系统，这样的不一致将会对其效能造成冲击。
要解决此瓶颈难题的最适方法之一，就是使用TCP/IP主机硬件卸载（TCP/IP host hardware offload）解决方案。主机硬件卸载控制器，例如由Tehuti Networks公司所生产的（图2与图3）─可以通过将系统处理封包的能力予以最佳化，来减少系统被占满的状况发生。从电线到应用装置，加速器技术的应用明显提升了企业平台在网络通讯上的速度，这是通过如下的措施来达成的：降低延迟、将功能重新分配给能够把每件任务处理得较为完善的组件、以及使用额外的加强功能以适当的改善服务器系统信息通过量。这使得服务器得以将效能与低电源维持在最佳的平衡状态，同时又只需要最小的电路板空间；因此也得以降低设备的拥有总成本（TCO）。
图2: 利用主机硬件卸载（HHO）纾解CPU周期
此外，使用的接口也是一个重要的考虑点。举例来说，在目前的Intel服务器架构中，64位的PCI-X总线已经能够以multi-gigabit的范围将数据送出，然而新的PCI Express架构却可以轻易的处理10 GbE。
在10 GbE之后，接着会是什么？
虽然业界已经处于准备要将10 GbE予以大量普及的阵痛期当中，然而历史也告诉业界，应该是要开始思考如何实现更高速以太网络的时候了。前文所述的考虑只会更形加剧，而随着市场往前看到在10 GbE之后的下一个速度世代，新的考虑又得要加进来。有些人预测到了2012年的时候，下一代更高速以太网络的使用将可以反映出10 GbE的状况，同时可以将前500大高速运算网站（supercomputing site）的主要互连分享掉达到近乎50％的程度。在2006年的7月，在IEEE 802.3中曾经有提出需求（Call for Interest, CFI）要成立一个更高速研究小组（HSSG），此将会使得下一代更高速以太网络的标准在2009年到2010年期间的某个时间点获得认可。
图3: 图中所示为挂载于网络适配卡上的10 GbE主机硬件卸载控制器，它可以藉由将系统处理封包能力予以最佳化而降低延迟。
总结
10GbE与前一代的以太网络共同分享了许多的相同点，但是也有着一些关键性的差异。就10 GbE标准的本身而言，许多的差异是与传输媒体有关的，但是为了要达到真正的10 GbE效能，系统必须要设定为能够对整个网络都支持10 GbE。这包括了如下的每一件事情：透过硬件的协助来改善TCP/IP的处理，以使得CPU能够有较多的周期可以用来做应用程序的处理；确定正确的接口（例如：PCI Express）被安装在正确的位置；在内存子系统上装有不会对系统效能造成限制的芯片组。在这些议题中，目前有许多都已经获得解决了，而在不久的将来，可以预期市场将能够享受到真正的10 GbE效能以及其所有的优点。