Vliv Ethernetu na sítě v roce 2020

Překlad článku byl připraven speciálně pro studenty kurzu "Síťový inženýr". Přihlašování do kurzu je již otevřeno.

NÁVRAT DO BUDOUCNOSTI S JEDNOPÁROVÝM ETHERNETEM 10 MB/S – PETER JONES, ETHERNET ALLIANCE A CISCO

Možná je to těžko uvěřitelné, ale 10Mbps Ethernet se v našem oboru opět stává velmi oblíbeným tématem. Lidé se mě ptají: "Proč se vracíme do 1980. let?" Existuje jednoduchá odpověď a pro nás, kteří v té době pracovali v oboru, je známá. V té době, než se Ethernet stal všudypřítomným, byly sítě jako na divokém západě. Každý z nich měl své vlastní protokoly, fyzické vrstvy, konektory atd. Od té doby však IT soustředilo základní sadu technologií na Ethernet, který zajišťuje bezproblémovou komunikaci pro miliardy lidí.

Když se podívám na strop ve své kanceláři, vidím bezdrátové přístupové body, které se připojují k Ethernetu. Uvidím také indikátory, teplotní čidla, HVAC zařízení, výstupní osvětlení a mnoho dalších typů zařízení, která toto zase nedělají. Svět „Operational Technology“ vypadá jako IT v 90. letech s tak širokou škálou fyzických vrstev a protokolů, že se zdá, jako by si každý vymyslel svůj vlastní (zde je spojení).

Peter Jones, vážený inženýr, Cisco

10 Mbps Single Pair Ethernet (10SPE) byl schválen IEEE v listopadu 2019 a přidal dvě nové specifikace fyzické vrstvy pro podporu dat a napájení přes 1000 m jednoho krouceného párového měděného kabelu, stejně jako vícelinkové připojení s 8 uzly nad 25. m kabel.. Díky těmto vlastnostem je jedinečně vhodný pro umožnění Ethernetu v budovách a sítích průmyslové automatizace. Projekt Advanced Physical Layer (APL) je založen na 10SPE pro aplikace v nebezpečných polohách.

10SPE byl vyvinut, aby vyhovoval potřebám uživatelů v oblasti automatizace budov a průmyslové automatizace a zjednodušil a urychlil přechod na Ethernet. Díky tomu je přijetí stávajících síťových protokolů a služeb snadno řešitelným problémem, což umožňuje světu OT těžit z 30 let inovací IT. Průmysl má nyní příležitost vybudovat jedinou společnou síťovou infrastrukturu pro zařízení.

Když ethernet slaví 40. narozeniny, už od prvních dnů jsem byl nadšený z rychlosti.

ETHERNET: GLOBÁLNÍ TECHNOLOGIE PŘIPOJENÍ – NATHAN TRACY, ETHERNET ALLIANCE A TE CONNECTIVITY

Rok 2020 přinese další evoluční krok v růstu a dominanci Ethernetu jako globální komunikační technologie. Stejná základní technologie, která před 40 lety poskytovala nákladově efektivní LAN komunikaci v kancelářském sektoru, si stále nachází cestu na nové trhy, protože každý chce těžit z nákladů, výkonu a flexibility, které Ethernet nabízí.

Mezi nové aplikace, které budou v roce 2020 vyvíjet ethernetová řešení, patří kabelové ethernetové sítě v obytných a užitkových vozidlech s rychlostí vyšší než 10 Gb/s, stejně jako vývoj optických ethernetových sítí pro dopravní průmysl. Většina si již uvědomuje vývoj autonomních vozidel a jejich požadavky. Senzory, kamery a řídicí systémy, které umožní takový inženýrský zázrak, však budou vyžadovat také vysoce výkonnou ethernetovou síť k ochraně cestujících, která může také poskytovat všechny síťové výhody individuálního ovládání klimatizace a samostatné audio a video zábavy. Síť musí zároveň zajistit, že provoz související se zabezpečením bude upřednostňován před provozem souvisejícím s pohodlím a zábavou..

Nathan Tracey, manažer pro průmyslové standardy, TE Connectivity

U průmyslových, komerčních, automobilových a domácích aplikací uvidíme rozšíření uváděného výkonu Power over Ethernet (PoE), protože nové možnosti PoE budou zdokumentovány a uvedeny na trh pro širokou škálu nových aplikací a systémů – od chytrých budov až po spotřebičů a internetu věcí, senzorů a ovládacích prvků. Aby bylo zajištěno, že produkty PoE, které splňují tyto úrovně výkonu, byly testovány certifikovanými laboratořemi třetích stran, zahájí Ethernet Alliance další fázi svého certifikačního programu PoE. Další oblastí rychlého přijetí nové ethernetové technologie jsou aplikace pro připojení našich domácností a podniků k hlavní síti prostřednictvím vývoje technologie pasivní optické sítě (PON) nové generace, která bude poskytovat souhrnné rychlosti 50 Gb/s napříč sítěmi. dosahující alespoň 50 km.

Na trh také přijdou nové vyšší přenosové rychlosti Ethernetu, aby vyhovovaly potřebám nových aplikací náročných na video, které jsou dostupné prostřednictvím cloudových sítí. Aby se vyrovnali datovým rychlostem, jako je 100 Gb/s, 200 Gb/s a 400 Gb/s, technologové vyvíjejí nové materiály a nové architektury, které umožní těmto rychlostem jít nad rámec toho, co v minulosti nebylo možné. S využitím výkonných modelovacích nástrojů a na základě minulých zkušeností, ale s novými materiály, uvidíme ethernetové vybavení, optické moduly, konektory a kabely, které umožní provozovatelům hyperscale nebo cloudových datových center škálovat na novou úroveň výkonu a poskytovat nové služby.

Rok 2020 bude nejen rokem, kdy IEEE 802.3 oslaví 40. narozeniny, ale také rokem pokračující expanze a růstu ethernetových aplikací nové generace, výkonu a datových rychlostí.

ETHERNET BUDE NADÁLE EXPANDOVAT NA NOVÉ TRHY – JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE A HG GENUINE USA

V roce 2020 bude Ethernet pokračovat v expanzi na nové trhy a aplikace. Ethernet postupně nahrazuje mnoho alternativních specializovaných protokolů díky svým mnoha výhodám a rozsahu úspor. A protože požadavky na šířku pásma stále exponenciálně rostou, musel se Ethernet nejen zrychlit, ale také přejít ke složitějším modulačním formátům a větší paralelizaci. Místo bitů za sekundu nyní mluvíme o přenosové rychlosti; sériové kanály jsou nyní N-sériové kanály s vestavěnými značkami snímků pro zajištění zarovnání. Pokud ustoupíme a podíváme se na celkový obrázek, Ethernet se vyvinul z komunikačního spojení point-to-point na základ distribuovaných počítačových sítí kdekoli..

Jim Theodoras, viceprezident pro výzkum a vývoj, HG Genuine USA

Podrobněji, rok 2020 bude dalším milníkem pro Ethernet s uvedením produktové řady 112 Gbps. Přestože 100gigabitový Ethernet není novinkou, dosažení této rychlosti na sériových linkách nejen zpřístupňuje třetí generaci cenově optimalizovaných 100gigabitových ethernetových produktů, ale umožňuje také druhou generaci 400gigabitového Ethernetu a prvních 800 gigabitů za sekundu. V ethernetovém ekosystému bude muset vše poskočit kupředu, aby fungovalo rychleji, širší a ve složitějších modulačních formátech. Začne se dodávat první generace 400gigabitových klientských optických transceiverů založených na 8x28Gbaud PAM4. Zároveň budou předvedeni první 800 Gigabit/s klienti v 8x100 Gigabit Ethernet a 2x400 Gigabit Ethernet. Příslib levnějších sériových spojů v podobě 400G-ZR se konečně naplní.

Protože většina optických transceiverů a aktivních optických kabelů je spotřebována v lokálních sítích, má smysl pouze minimalizovat režii a přímo připojit optiku ke křemíkovým integrovaným obvodům uvnitř těchto vláken. Společná optika ještě zdaleka není připravena na výrobu, ale do roku 2020 se bude kritická práce odehrávat v zákulisí, protože ethernetový průmysl přesouvá své technické svaly i prostředky na vývoj směrem k integraci optické komunikace přímo do křemíkové matrice.

ETHERNETOVÝ EKOSYSTÉM A CLOUDOVÉ STROJOVÉ UČENÍ – ROB STONE, ETHERNET ALIANCE A BROADCOM

Růst globální kapacity sítě ve všech sektorech byl tradičně řízen dvěma hlavními faktory; přidávání uživatelů a přidávání nových aplikací. Zatímco počet uživatelů neustále roste, je zakrnělý požadavky na šířku pásma poháněnými novými aplikacemi, které v konečném důsledku vyžadují použití nových síťových technologií k uspokojení poptávky. Jednou takovou třídou aplikací, která v posledních letech řídí exponenciální růst, je umělá inteligence a strojové učení (ML), zejména konvoluční hluboké neuronové sítě.

Nasazení systému ML zahrnuje dvě fáze. Za prvé, modely neuronových sítí je třeba trénovat pomocí trénovacích datových sad. Jakmile se zjistí, že trénované modely jsou dostatečně přesné, jsou předány inferenčním strojům, kde koncové aplikace mohou použít trénovaný model k předpovídání (nebo „odvozování“) výsledků podle klasifikace externích dat nebo dotazů..

Rob Stone, vážený inženýr, Broadcom

Pro urychlení ML tréninkového procesu se používá paralelizace zahrnující několik samostatných tréninkových uzlů. To má za následek přísné síťové požadavky na distribuci trénovacích dat mezi uzly a také během následného trénovacího procesu, kdy se parametry vyměňují mezi uzly, aby se zlepšila přesnost modelu. Během vyvozování klade koncová aplikace důraz na rychlé vrácení výsledku, aby se minimalizovala latence viditelná pro koncového uživatele, a proto je nízká latence kritická. Z těchto důvodů nyní všichni hlavní operátoři hyperškálování nasadili svůj vlastní hardware ML a někteří nabízejí cloudové ML jako službu pro aplikace pro koncové uživatele. Konkurence mezi různými cloudovými službami ML nutí operátory nadále investovat do upgradů síťové infrastruktury, aby zůstali konkurenceschopní, což zase vede ethernetovou komunitu k tomu, aby reagovala na technologie, které podporují požadavky na zvýšenou šířku pásma, s výzvami udržení přijatelného profilu výkonu a nákladů.

Tyto interní systémy ML jsou však k ničemu, pokud nelze vstupní data shromáždit a odeslat do inferenčních enginů k předpovědi. Zařízení, jako jsou autonomní vozidla, průmyslový internet věcí a chytré domácnosti, kanceláře a města využívají rozmanitou sadu technologií konektivity, bezdrátové (osobní sítě i místní sítě nebo WiFi), kabelové včetně použití technologií Power over Ethernet a mobilní (LTE a 5G). Všechny tyto technologie využívají ekosystém Ethernetu k vytváření nákladově efektivních a vysoce interoperabilních řešení.

Nathan Tracy je v současné době členem představenstva Ethernet Alliance a v této organizaci se aktivně podílí již několik let. Je technologem v týmu System Architecture a vedoucím průmyslových standardů pro obchodní jednotku Data and Devices ve společnosti TE Connectivity, zodpovědný za vývoj standardů a spolupráci s klíčovými klienty na vytváření nových architektur systému. Nathan je také aktivním členem několika průmyslových asociací, v současnosti působí jako prezident a člen představenstva OIF a pravidelně se účastní a přispívá do IEEE 802.3 a COBO.

Jim Theodoras je členem představenstva Ethernet a viceprezidentem pro výzkum a vývoj v HG Genuine USA. Je ostříleným profesionálem v oblasti optické komunikace s prokázanými zkušenostmi ve vytváření nových toků příjmů prostřednictvím kombinace kreativity, analýzy trhu, zapojení zákazníků, týmové práce napříč funkcemi a podpory. Má více než 30 let zkušeností v elektronickém a optickém průmyslu, které pokrývají širokou škálu různých témat. Jim je bývalý prezident Ethernet Alliance a bývalý redaktor optické komunikace pro IEEE Communications Magazine. Je držitelem 20 patentů v oblasti telekomunikací a je častým přispěvatelem průmyslových publikací.

Rob Stone, správní rada Ethernet Alliance, je uznávaným inženýrem týmu Switch Architecture společnosti Broadcom, který se specializuje na propojení datových center, návrh protokolů a portů. Je aktivním účastníkem řady průmyslových organizací, včetně IEEE 802.3, COBO a dalších modulů MSA, a předsedal technické pracovní skupině MSA RCx a 25G Ethernet. Rob má více než 18 let zkušeností s uváděním komunikačních technologií na trh. Zastával technické a manažerské pozice ve společnostech Intel, Infinera, Emcore, Skorpios a Bandwidth 9.

Peter Jones je předsedou představenstva Ethernet Alliance a významným inženýrem ve skupině Cisco Enterprise Hardware. Pracuje na nových technologiích a systémových architekturách pro přepínání, směrování a bezdrátové produkty Cisco a také produkty Cisco IoT Networking. Byl klíčovou postavou ve vývoji přepínačů Catalyst 3850, Catalyst 3650 a Catalyst 9000. Kromě své role předsedy Ethernet Alliance Peter také předsedá podvýboru Ethernet Alliance Single Pair Ethernet, podílí se na IEEE 802.3, a předsedá NBASE-T Alliance.

Podle zavedené tradice čekáme na vaše komentáře a zveme všechny webinář zdarma, v rámci kterého se budeme zabývat fungováním protokolů VRRP/HSRP. Budeme analyzovat případy, kdy je nutné použít redundantní gateway protokoly, a také zkoumat rozdíly mezi protokoly a porovnávat fungování HSRP/VRRP s GLBP.

Zdroj: www.habr.com