10/25G不是“过渡”，而是“现金牛”。把Spine-Leaf做到极致，单跳800ns、10年扩展不翻车，远比盲目追100G更划算。当AI推理、边缘计算、工业视觉持续井喷，第一公里的延迟瓶颈往往卡在叶交换机——把这一公里走稳，后面的带宽故事才能越讲越大。

当400G光模块已批量跌破1美元/Gb，10/25G似乎成了“过时货”。但全球服务器出货数据显示，2024年新交付的x86节点中，仍有82%的板载网卡停留在10G或25G。原因无非三点：成本敏感、功耗敏感、业务敏感——高频交易、AI推理、工业视觉等场景对延迟“过敏”，却并不需要超高带宽。把10/25G叶交换机用到极致，单跳延迟压到800ns、单纤容量平滑演进到48T，远比盲目上马100G更划算。本文给出一条可复制的Spine-Leaf路线，已在金融、AI云、运营商边缘云落地。

如何利用10/25G数据中心叶交换机构建低延迟、可扩展的网络

架构总览：两层拓扑是“低延迟”的第一性原理

传统三层（接入-汇聚-核心）最大原罪是“路径不可预测”——同一条TCP流，今天3跳、明天7跳，延迟抖动被放大5倍。Spine-Leaf把拓扑压成两层：

Leaf：直接托服务器，48×10/25G下行+6×100G上行；

Spine：纯转发，32×100G或16×400G，全互联Leaf。

任意两台服务器通信永远“Leaf-Spine-Leaf”三跳，转发时延可预测；ECMP把流量均匀撒到6条等价路径，带宽利用率从30%提升到70%。

硬件选型：把延迟压到1µs以内的三板斧

芯片

博通Trident3-X3/IntelTofino2，单芯片6.4Tbps，片上32MB共享缓存；

Cut-through模式：报文收到前200byte即可开始转发，单跳延迟800ns；

每端口9KB超帧+动态缓冲分配，微突发吸收能力比Store-and-Forward提升3倍。

端口配置

下行：48×SFP28，自动协商1/10/25G，保护旧服务器投资；

上行：6×QSFP28，可拆4×25G或1×100G，按需平滑扩容；

预留2×SFP+带外管理口，与生产流量100%物理隔离。

缓冲微架构

输入侧8队列+输出侧8队列，每队列128级动态阈值；

配合PFC（PriorityFlowControl）+ECN（ExplicitCongestionNotification），在80%缓冲区门限即打标记，避免“尾丢”引起TCP全局同步；

实测：256条25G线速TCP流，0丢包、平均队列深度<1MB。

网络侧优化：让ECMP真的“均衡”

字段升级

传统ECMP只看五元组，遇到“大象流”依旧把40G流量压在同一条100G链路。新方案把“源端口+目的端口”再哈希一次，支持16-wayECMP，大象流被拆成64KB小片，链路利用率方差<5%。

路由收敛

Underlay用eBGP建邻居，Leaf与Spine走直连网段，任何链路故障3s内完成收敛；

Overlay用EVPN-VXLAN，控制平面BGP-EVPN，数据平面VXLAN-UDP，ARP代理在Leaf本地代答，广播域抑制90%。

微突发可视化

交换机本地跑sFlow，采样比1:2048，把buffer占用、出队延迟实时送到Grafana；

配合AristaLANZ，可看到微秒级队列尖峰，提前触发自动扩容脚本。

服务器侧调优：别让网卡拖后腿

中断亲缘

开启NUMA绑定，每个25G口对应所在CPU的本地内存，跨NUMA延迟从2µs降到0.6µs；

网卡RSS把队列绑到不同core，规避“一核有难，七核围观”。

包缓冲区

Linux默认256RX/TXDescriptor太小，改4096，可把25G线速小包转发CPU占用从35%降到18%；

开启RSC（ReceiveSideCoalescing），把64B小包聚成9KB巨帧，中断次数下降95%。

虚拟化场景

开启SR-IOV，16VFs直通到VM，vSwitch旁路，延迟再降30%；

若用OVS-DPDK，hugepage给4G，转发延迟稳定在5µs，已接近物理机。

QoS与流量调度：让“老鼠流”先走

队列映射

0-2级：RDMA、RoCEv2、高频交易，严格优先级（SP）；

3-5级：普通业务，DWRR，权重40:30:30；

6-7级：冷数据备份，最低优先级，限速10%。

端到端PFC风暴防护

开启PFCWatchdog，如果Spine持续反压500ms即自动shut对应端口，防止“头阻塞”扩散到全网；

实测1000台服务器同时发25G线速RoCE，零丢包，吞吐24.8Gbps/端口。

容量规划：10年不翻车的“积木式”扩容

初期（≤2k服务器）

4台Spine，32×100G，可接32台Leaf；

单Leaf48×25G，整机1.2T下行，收敛比1:2，完全无阻塞。

中期（2k-8k服务器）

Spine端口升级到400G，数量加到8台；

Leaf上行6×100G→6×400G，下行保持48×25G，收敛比1:1.5。

长期（>8k服务器）

引入“超Spine”层，把多组Spine-Leaf当“虚拟机架”看；

Leaf侧25G可无缝割接到100G，只需换光模块，保护线槽与光纤投资。

运维与可观测性：让排障像“回滚代码”一样简单

零接触开局（ZTP）

Leaf上电后通过DHCP拿到镜像与配置文件，3min自动上线；

配置模板用AnsibleJinja2一次性渲染，100台Leaf同时变更，误差<30s。

实时遥测

每10s上报端口光功率、电压、温度；

buffer占用、ECMP哈希冲突、PFCPause帧计数，秒级粒度；

异常阈值触发Webhook，直接对接钉钉/飞书机器人。

灰度升级

ISSU（In-ServiceSoftwareUpgrade）主备分区，升级过程业务0丢包；

先升Spine，再升Leaf，单台升级窗口3min，整网滚动2h完成。

落地案例

某券商量化交易云

48台Leaf，4台Spine，全25G；

服务器单跳延迟850ns，行情到订单回报6µs，比旧网提升4倍；

交易高峰120万笔/秒，0丢包，全年故障时间<5min。

AI推理云

7050SX3-48YC8作Leaf，上行100G接400GSpine；

GPU推理节点25G直联，训练节点100G直联，东西向流量1:1无阻塞；

单卡推理延迟从12ms降到8ms，客户体验提升33%。

常见坑与避坑指南

坑1：买“低价”25G交换机却不支持PFC，结果RoCE一跑就丢包；

→选型前强制要求厂商出示RFC9000测试报告。

坑2：光纤混用OM3/OM4，25G只能跑30m，机柜一多就超距；

→统一采用OM4或单模，预算允许直接上BiDi光模块。

坑3：只给Spine做冗余，忽略Leaf双电源，单电源故障照样断网；

→Leaf必须1+1电源、N+1风扇，且颜色编码，3min可热插。

结语：把简单留给未来

10/25G不是“过渡”，而是“现金牛”。把Spine-Leaf做到极致，单跳800ns、10年扩展不翻车，远比盲目追100G更划算。当AI推理、边缘计算、工业视觉持续井喷，第一公里的延迟瓶颈往往卡在叶交换机——把这一公里走稳，后面的带宽故事才能越讲越大。

编辑：Harris