IEEE P802.3ba, standard pro přenos dat přes 100 Gigabit Ethernet (100GbE), byl vyvinut v letech 2007 až 2010 [3], ale rozšířil se až v roce 2018 [5]. Proč v roce 2018 a ne dříve? A proč hned houfně? Má to minimálně pět důvodů...
IEEE P802.3ba byl vyvinut především pro potřeby datových center a potřeby výměnných bodů internetového provozu (mezi nezávislými operátory); a také zajistit nepřetržitý provoz webových služeb náročných na zdroje, jako jsou portály s velkým množstvím videoobsahu (například YouTube); a pro vysoce výkonné výpočty. [3] Běžní uživatelé internetu také přispívají ke změně požadavků na šířku pásma: Mnoho lidí má digitální fotoaparáty a lidé chtějí obsah, který zachytí, streamovat přes internet. Že. Objem obsahu kolujícího na internetu se postupem času zvětšuje a zvětšuje. Jak na profesionální, tak na spotřebitelské úrovni. Ve všech těchto případech při přenosu dat z jedné domény do druhé celková propustnost klíčových síťových uzlů dlouhodobě překračuje možnosti 10GbE portů. [1] To je důvod pro vznik nového standardu: 100GbE.
Velká datová centra a poskytovatelé cloudových služeb již 100GbE aktivně využívají a během několika let plánují postupný přechod na 200GbE a 400GbE. Už se přitom dívají na rychlosti přesahující terabit. [6] I když někteří velcí dodavatelé přecházejí na 100GbE teprve minulý rok (například Microsoft Azure). Datová centra provozující vysoce výkonnou výpočetní techniku pro finanční služby, vládní platformy, ropné a plynárenské platformy a utility se také začala přesouvat na 100GbE. [5]
V podnikových datových centrech je poptávka po šířce pásma poněkud nižší: teprve nedávno se zde 10GbE stalo spíše nutností než luxusem. Vzhledem k tomu, že míra spotřeby provozu roste stále rychleji, je pochybné, že 10GbE bude žít v podnikových datových centrech alespoň 10 nebo dokonce 5 let. Místo toho uvidíme rychlý přechod na 25GbE a ještě rychlejší přechod na 100GbE. [6] Protože, jak poznamenávají analytici Intelu, intenzita provozu uvnitř datového centra se každoročně zvyšuje o 25 %. [5]
Analytici společností Dell a Hewlett Packard uvádějí [4], že rok 2018 je rokem 100GbE pro datová centra. Ještě v srpnu 2018 byly dodávky zařízení 100GbE dvakrát vyšší než dodávky za celý rok 2017. A tempo dodávek se stále zrychluje, protože datová centra se začínají houfně vzdalovat od 40GbE. Očekává se, že do roku 2022 bude ročně dodáváno 19,4 milionu 100GbE portů (pro srovnání v roce 2017 to bylo 4,6 milionu). [4] Pokud jde o náklady, v roce 2017 bylo vynaloženo 100 miliard USD na 7GbE porty a v roce 2020 bude podle prognóz utraceno asi 20 miliard USD (viz obr. 1). [1]
Obrázek 1. Statistiky a prognózy poptávky po síťových zařízeních
Proč teď? 100GbE není úplně nová technologie, tak proč je kolem toho teď takový humbuk?
1) Protože tato technologie dospěla a zlevnila. Bylo to v roce 2018, kdy jsme překročili hranici, kdy se používání platforem se 100gigabitovými porty v datovém centru stalo nákladově efektivnější než „skládání“ několika 10gigabitových platforem. Příklad: Ciena 5170 (viz obrázek 2) je kompaktní platforma, která poskytuje souhrnnou propustnost 800GbE (4x100GbE, 40x10GbE). Pokud je k zajištění potřebné propustnosti vyžadováno více 10gigabitových portů, pak náklady na další hardware, další prostor, nadměrnou spotřebu energie, průběžnou údržbu, další náhradní díly a další chladicí systémy tvoří celkem slušnou sumu. [1] Například specialisté společnosti Hewlett Packard při analýze potenciálních výhod přechodu z 10GbE na 100GbE došli k následujícím číslům: vyšší výkon (56 %), nižší celkové náklady (27 %), nižší spotřeba energie (31 %), zjednodušení kabelových spojů (o 38 %). [5]
Obrázek 2. Ciena 5170: příklad platformy se 100 gigabitovými porty
2) Juniper a Cisco konečně vytvořili vlastní ASIC pro 100GbE přepínače. [5] Což je výmluvné potvrzení faktu, že technologie 100GbE je skutečně vyspělá. Faktem je, že nákladově efektivní je vytvářet čipy ASIC pouze tehdy, když za prvé logika na nich implementovaná nevyžaduje v dohledné době změny a za druhé, když se vyrábí velké množství stejných čipů. Juniper a Cisco by tyto ASIC nevyráběly, aniž by si byly jisty vyspělostí 100GbE.
3) Protože Broadcom, Cavium a Mellanox Technologie začaly chrlit procesory s podporou 100GbE a tyto procesory se již používají ve switchích od výrobců jako Dell, Hewlett Packard, Huawei Technologies, Lenovo Group atd. [5]
4) Protože servery umístěné v serverových stojanech jsou stále častěji vybaveny nejnovějšími síťovými adaptéry Intel (viz obrázek 3), se dvěma 25gigabitovými porty a někdy dokonce konvergovanými síťovými adaptéry se dvěma 40gigabitovými porty (XXV710 a XL710). {Obrázek 3. Nejnovější síťové karty Intel: XXV710 a XL710}
5) Protože zařízení 100GbE je zpětně kompatibilní, což zjednodušuje nasazení: můžete znovu použít již vedené kabely (stačí k nim připojit nový transceiver).
Dostupnost 100GbE nás navíc připravuje na nové technologie jako „NVMe over Fabrics“ (například Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD; viz obr. 4) [8, 10], „Storage Area Network“ (SAN ) / „Software Defined Storage“ (viz obr. 5) [7], RDMA [11], které by bez 100GbE nemohly plně využít svůj potenciál.
Obrázek 4. Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD
Obrázek 5. „Storage Area Network“ (SAN) / „Software Defined Storage“
Nakonec jako exotický příklad praktické poptávky po využití 100GbE a souvisejících vysokorychlostních technologií můžeme uvést vědecký cloud University of Cambridge (viz obr. 6), který je postaven na bázi 100GbE (Spectrum SN2700 Ethernet switche) - aby mimo jiné zajistily efektivní provoz distribuovaného diskového úložiště NexentaEdge SDS, které může snadno přetížit 10/40GbE síť. [2] Tyto vysoce výkonné vědecké cloudy jsou nasazovány k řešení široké škály aplikovaných vědeckých problémů [9, 12]. Například lékařští vědci používají takové mraky k dešifrování lidského genomu a kanály 100GbE se používají k přenosu informací mezi univerzitními výzkumnými skupinami.
Obrázek 6. Fragment vědeckého cloudu University of Cambridge
Bibliografie
- John Hawkins. // První.
- Amit Katz. // První.
- Margaret Rose. .
- David Graves. // První.
- Mary Branscombeová. // První.
- Jarred Baker. // První.
- Tom Clark. Navrhování sítí Storage Area Networks: Praktická příručka pro implementaci sítí Fibre Channel a IP SAN. 2003. 572s.
- James O'Reilly. Síťové úložiště: Nástroje a technologie pro ukládání dat vaší společnosti // 2017. 280p.
- James Sullivan. Studentská klastrová soutěž 2017, Team University of Texas at Austin/Texas State University: Reprodukující vektorizace multitělového potenciálu Tersoff na architekturách Intel Skylake a NVIDIA V100 // Parallel Computing. v.79, 2018. s. 30-35.
- Manolis Katevenis. Další generace systémů třídy Exascale: Projekt ExaNeSt // Mikroprocesory a mikrosystémy. v.61, 2018. s. 58-71.
- Hari Subramoni. RDMA přes Ethernet: Předběžná studie // Proceedings of Workshop on High Performance Interconnects for Distributed Computing. 2009.
- Chris Broekema. Energeticky efektivní přenosy dat v radioastronomii se softwarem UDP RDMA // Počítačové systémy budoucí generace. v.79, 2018. s. 215-224.
PS. Článek byl původně publikován v .
Průzkumu se mohou zúčastnit pouze registrovaní uživatelé. , prosím.
Proč se velká datová centra začala masově přesouvat na 100GbE?
-
Vlastně se ještě nikdo nikam nezačal stěhovat...
-
Protože tato technologie dozrála a zlevnila
-
Protože Juniper a Cisco vytvořily ASIC pro 100GbE přepínače
-
Protože Broadcom, Cavium a Mellanox Technologie přidaly podporu 100GbE
-
Protože servery mají nyní 25- a 40-gigabitové porty
-
Vaše verze (napište do komentářů)
Hlasovalo 12 uživatelů. 15 uživatelů se zdrželo hlasování.
Zdroj: www.habr.com