Indvirkningen af ​​Ethernet på netværk i 2020

Oversættelsen af ​​artiklen er udarbejdet specifikt til kursets studerende "Netværksingeniør". Tilmelding til kurset er nu åben.

TILBAGE TIL FREMTIDEN MED ENKELT-PAR 10MB/S ETHERNET - PETER JONES, ETHERNET ALLIANCE OG CISCO

Det kan være svært at tro, men 10Mbps Ethernet er igen ved at blive et meget populært emne i vores branche. Folk spørger mig: "Hvorfor skal vi tilbage til 1980'erne?" Der er et enkelt svar, og for os, der arbejdede i branchen på det tidspunkt, er det et velkendt svar. I den æra, før Ethernet blev allestedsnærværende, var netværk ligesom det vilde vesten. Hver havde sine egne protokoller, fysiske lag, konnektorer osv. IT har dog siden koncentreret kernesættet af teknologier mod Ethernet, som giver problemfri kommunikation til milliarder af mennesker.

Hvis jeg ser på loftet på mit kontor, ser jeg trådløse adgangspunkter, der forbinder til Ethernet. Jeg vil også se indikatorer, temperatursensorer, HVAC-enheder, udgangsbelysning og mange andre typer enheder, som igen ikke gør dette. Verden af ​​"Operational Technology" ligner IT i 90'erne, med en så bred vifte af fysiske lag og protokoller, at det virker som om alle har opfundet deres egne (her er forbindelsen).

Peter Jones, Distinguished Engineer, Cisco

10 Mbps Single Pair Ethernet (10SPE) blev godkendt af IEEE i november 2019 og tilføjede to nye fysiske lagspecifikationer for at understøtte data og strøm over 1000 m enkelt snoet par kobberkabel samt multilink-forbindelse med 8 noder over 25 m kabel.. Disse egenskaber gør den unikt egnet til at aktivere Ethernet i bygninger og industrielle automationsnetværk. Advanced Physical Layer (APL)-projektet er baseret på 10SPE til anvendelser med farlige lokaliteter.

10SPE blev udviklet til at imødekomme brugernes behov inden for bygningsautomation og industriel automation og forenkle og fremskynde overgangen til Ethernet. Dette gør indførelse af eksisterende netværksprotokoller og tjenester til et nemt problem at løse, hvilket gør det muligt for OT-verdenen at drage fordel af 30 års it-innovation. Industrien har nu mulighed for at bygge en samlet, fælles netværksinfrastruktur til faciliteter.

Da Ethernet fylder 40, har jeg været begejstret for hastighed siden de tidlige dage.

ETHERNET: GLOBAL CONNECTIVITY TECHNOLOGY - NATHAN TRACY, ETHERNET ALLIANCE OG TE CONNECTIVITY

2020 vil bringe endnu et evolutionært skridt i væksten og dominansen af ​​Ethernet som en global kommunikationsteknologi. Den samme kerneteknologi, som gav omkostningseffektiv LAN-kommunikation i kontorsektoren for 40 år siden, fortsætter med at finde vej til nye markeder, da alle ønsker at drage fordel af de omkostninger, ydeevne og fleksibilitet, som Ethernet tilbyder.

Nye applikationer, der vil udvikle Ethernet-løsninger i 2020, omfatter kablede Ethernet-netværk i bolig- og erhvervskøretøjer med hastigheder på over 10 Gbps, samt udvikling af optiske Ethernet-netværk til transportindustrien. De fleste er allerede klar over udviklingen af ​​autonome køretøjer og deres krav. Men sensorerne, kameraerne og kontrolsystemerne, der vil muliggøre et sådant teknisk vidunder, vil også kræve et højtydende Ethernet-netværk for at beskytte beboerne, som også kan give alle netværksfordelene ved individuel klimastyring og separat lyd- og videounderholdning. Netværket skal samtidig sikre, at sikkerhedsrelateret trafik prioriteres frem for komfort- og underholdningsrelateret trafik..

Nathan Tracey, Manager, Industry Standards, TE Connectivity

Til industrielle, kommercielle, automobil- og hjemmeapplikationer vil vi se en udvidelse af den erklærede ydeevne af Power over Ethernet (PoE), efterhånden som nye PoE-muligheder dokumenteres og bringes på markedet for en bred vifte af nye applikationer og systemer - fra smarte bygninger til apparater og tingenes internet, sensorer og kontroller. For at sikre, at PoE-produkter, der markedsføres for at opfylde disse præstationsniveauer, er blevet testet af certificerede tredjepartslaboratorier, vil Ethernet Alliance udrulle den næste fase af sit PoE-certificeringsprogram. Et andet område med hurtig indførelse af ny Ethernet-teknologi er i applikationer til at forbinde vores hjem og virksomheder til kernenetværket gennem udviklingen af ​​næste generations Passive Optical Network (PON) teknologi, som vil levere samlede hastigheder på 50 Gbps på tværs af netværk. når mindst 50 km.

Nye højere Ethernet-datahastigheder vil også komme på markedet for at imødekomme behovene for nye videointensive applikationer, der er tilgængelige via cloud-netværk. For at matche datahastigheder såsom 100 Gbps, 200 Gbps og 400 Gbps, udvikler teknologer nye materialer og nye arkitekturer, der vil tillade disse hastigheder at gå ud over, hvad der ikke var muligt tidligere. Ved at bruge kraftfulde modelleringsværktøjer og bygge på tidligere erfaringer, men med nye materialer, vil vi se Ethernet-udstyr, optiske moduler, stik og kabler, der gør det muligt for hyperskalerings- eller cloud-datacenteroperatører at skalere op til nye niveauer af ydeevne og levere nye tjenester.

2020 bliver faktisk ikke kun året, hvor IEEE 802.3 fylder 40 år, men også året for fortsat udvidelse og vækst i næste generations Ethernet-applikationer, ydeevne og datahastigheder.

ETHERNET VIL FORTSAT MED AT UDVIDERE TIL NYE MARKEDER - JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE OG HG ÆGTE USA

I 2020 vil Ethernet fortsætte med at udvide til nye markeder og applikationer. Ethernet erstatter gradvist mange alternative specialiserede protokoller på grund af dets mange fordele og omfanget af besparelser. Og da båndbreddekravene fortsætter med at vokse eksponentielt, måtte Ethernet ikke kun blive hurtigere, men også bevæge sig mod mere komplekse modulationsformater og større parallelisering. I stedet for bits per sekund taler vi nu om baudrate; serielle kanaler er nu N-serielle kanaler med indbyggede rammemarkører for at sikre justering. Hvis vi træder tilbage og ser på det store billede, har Ethernet udviklet sig fra et punkt-til-punkt kommunikationslink til grundlaget for distribuerede computernetværk overalt..

Jim Theodoras, vicepræsident for forskning og udvikling, HG Genuine USA

Mere detaljeret vil 2020 være endnu en milepæl for Ethernet med introduktionen af ​​112 Gbps-produktlinjen. Selvom 100 Gigabit Ethernet ikke er nyt, gør opnåelse af denne hastighed på serielle links ikke kun den tredje generation af omkostningsoptimerede 100 Gigabit Ethernet-produkter tilgængelig, men muliggør også anden generation af 400 Gigabit Ethernet og de første 800 Gigabit per sekund. I Ethernet-økosystemet skal alt springe fremad for at fungere hurtigere, bredere og i mere komplekse modulationsformater. Den første generation af 400-Gigabit klient optiske transceivere baseret på 8x28Gbaud PAM4 vil begynde at sende. Samtidig vil de første 800 Gigabit/s klienter blive demonstreret i 8x100 Gigabit Ethernet og 2x400 Gigabit Ethernet. Løftet om billigere serielle links i form af 400G-ZR er endelig ved at blive realiseret.

Da de fleste optiske transceivere og aktive optiske kabler forbruges i lokale netværk, giver det kun mening at minimere overhead og direkte forbinde optikken til silicium IC'erne inde i disse fibre. Sampakket optik er langt fra produktionsklar, men i 2020 vil der ske kritisk arbejde bag kulisserne, da Ethernet-industrien flytter sine tekniske muskler såvel som udviklingsmidler mod at integrere optisk kommunikation direkte på siliciummatricen.

ETHERNET ØKOSYSTEM OG SKYMASKINELÆRING - ROB STONE, ETHERNET ALLIANCE OG BROADCOM

Vækst i global netværkskapacitet på tværs af alle sektorer har traditionelt været drevet af to hovedfaktorer; tilføje brugere og tilføje nye applikationer. Mens antallet af brugere fortsætter med at vokse, er det overskygget af båndbreddekravene drevet af nye applikationer, der i sidste ende kræver brug af nye netværksteknologier for at imødekomme efterspørgslen. En sådan klasse af applikationer, der driver eksponentiel vækst i de senere år, er kunstig intelligens og maskinlæring (ML), især konvolutionelle dybe neurale netværk.

Implementering af et ML-system involverer to faser. For det første skal neurale netværksmodeller trænes ved hjælp af træningsdatasæt. Når først trænede modeller viser sig at være tilstrækkeligt nøjagtige, videregives de til inferensmotorer, hvor slutapplikationer kan bruge den trænede model til at forudsige (eller "udlede") resultater givet klassificeringen af ​​eksterne data eller forespørgsler..

Rob Stone, Distinguished Engineer, Broadcom

For at fremskynde ML-træningsprocessen bruges parallelisering, der involverer flere separate træningsknuder. Dette resulterer i strenge netværkskrav til fordeling af træningsdata mellem noder, såvel som under den efterfølgende træningsproces, da parametre udveksles mellem noder for at forbedre modelnøjagtigheden. Under inferens lægger slutapplikationen vægt på at returnere resultatet hurtigt for at minimere latenstid, der er synlig for slutbrugeren, og derfor er lav latenstid kritisk. Af disse grunde har alle større hyperskalaoperatører nu implementeret deres egen ML-hardware, og nogle tilbyder cloud-ML som en service til slutbrugerapplikationer. Konkurrencen mellem forskellige ML-skytjenester tvinger operatører til at fortsætte med at investere i netværksinfrastrukturopgraderinger for at forblive konkurrencedygtige, hvilket igen driver Ethernet-fællesskabet til at reagere på teknologier, der understøtter øgede båndbreddekrav med udfordringerne med at opretholde en acceptabel strøm- og omkostningsprofil.

Disse interne ML-systemer er dog ubrugelige, medmindre inputdataene kan indsamles og sendes til inferensmotorer for at lave forudsigelser. Enheder såsom autonome køretøjer, industrielle IoT og smarte hjem, kontorer og byer bruger en bred vifte af tilslutningsteknologier, trådløse (personlige netværk såvel som lokale netværk eller WiFi), kablede inklusive brug af Power over Ethernet-teknologier og mobilnetværk (LTE og 5G). Alle disse teknologier udnytter Ethernet-økosystemet til at skabe omkostningseffektive, yderst interoperable løsninger.

Nathan Tracy sidder i øjeblikket i bestyrelsen for Ethernet Alliance og har været aktivt involveret i organisationen i de sidste mange år. Han er teknolog i System Architecture-teamet og Industry Standards Lead for Data and Devices-forretningsenheden hos TE Connectivity, ansvarlig for at udvikle standarder og arbejde med nøglekunder for at skabe nye systemarkitekturer. Nathan er også et aktivt medlem af flere brancheforeninger, der i øjeblikket fungerer som præsident og bestyrelsesmedlem i OIF og regelmæssigt deltager i og bidrager til IEEE 802.3 og COBO.

Jim Theodoras er medlem af Ethernet-bestyrelsen og vicepræsident for forskning og udvikling hos HG Genuine USA. Han er en erfaren optisk kommunikationsprofessionel med en dokumenteret track record i at skabe nye indtægtsstrømme gennem en kombination af kreativitet, markedsanalyse, kundeengagement, tværgående teamwork og support. Han har over 30 års erfaring i elektronik- og optikindustrien, der dækker en bred vifte af forskellige emner. Jim er tidligere præsident for Ethernet Alliance og tidligere optisk kommunikationsredaktør for IEEE Communications Magazine. Han har 20 patenter på telekommunikationsområdet og er en hyppig bidragyder til industripublikationer.

Rob Stone, Ethernet Alliance Board of Directors, er en fremtrædende ingeniør på Broadcoms Switch Architecture-team med speciale i datacenterforbindelser, protokol og portdesign. Han er en aktiv deltager i en række brancheorganisationer, herunder IEEE 802.3, COBO og andre MSA-moduler, og har været formand for MSA RCx og 25G Ethernet Technical Working Group. Rob har over 18 års brancheerfaring med at bringe kommunikationsteknologi på markedet. Han har haft tekniske og ledelsesmæssige stillinger hos Intel, Infinera, Emcore, Skorpios og Bandwidth 9.

Peter Jones er formand for bestyrelsen for Ethernet Alliance og en fremtrædende ingeniør i Cisco Enterprise Hardware-gruppen. Han arbejder på nye teknologier og systemarkitekturer til Cisco switching, routing og trådløse produkter samt Cisco IoT Networking-produkter. Han var en nøglefigur i udviklingen af ​​switchene i Catalyst 3850, Catalyst 3650 og Catalyst 9000. Ud over sin rolle som formand for Ethernet Alliance er Peter også formand for Ethernet Alliance Single Pair Ethernet underudvalget, deltager i IEEE 802.3, og er formand for NBASE-T Alliancen.

I henhold til fast tradition afventer vi dine kommentarer og inviterer alle til at gratis webinar, inden for hvilken vi vil overveje driften af ​​VRRP/HSRP-protokollerne. Vi vil analysere tilfælde, hvor det er nødvendigt at bruge redundante gateway-protokoller, og også undersøge forskellene mellem protokollerne og sammenligne driften af ​​HSRP/VRRP med GLBP.

Kilde: www.habr.com