Ο αντίκτυπος του Ethernet στη δικτύωση το 2020

Η μετάφραση του άρθρου ετοιμάστηκε ειδικά για τους φοιτητές του μαθήματος "Μηχανικός Δικτύου". Οι εγγραφές για το μάθημα είναι πλέον ανοιχτές.

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΜΕ ΜΟΝΟ ΖΕΥΓΟΥΣ 10MB/S ETHERNET - PETER JONES, ETHERNET ALLIANCE ΚΑΙ CISCO

Μπορεί να είναι δύσκολο να το πιστέψει κανείς, αλλά το Ethernet 10 Mbps γίνεται και πάλι ένα πολύ δημοφιλές θέμα στον κλάδο μας. Οι άνθρωποι με ρωτούν: «Γιατί επιστρέφουμε στη δεκαετία του 1980;» Υπάρχει μια απλή απάντηση, και για όσους από εμάς εργαζόμασταν στον κλάδο εκείνη την εποχή, είναι οικεία. Σε εκείνη την εποχή, πριν το Ethernet γίνει πανταχού παρόν, η δικτύωση ήταν σαν την άγρια ​​δύση. Το καθένα είχε τα δικά του πρωτόκολλα, φυσικά επίπεδα, συνδέσμους, κ.λπ. Ωστόσο, η πληροφορική έκτοτε έχει συγκεντρώσει το βασικό σύνολο τεχνολογιών στο Ethernet, το οποίο παρέχει απρόσκοπτη επικοινωνία για δισεκατομμύρια ανθρώπους.

Αν κοιτάξω την οροφή στο γραφείο μου, βλέπω σημεία ασύρματης πρόσβασης που συνδέονται στο Ethernet. Θα δω επίσης ενδείξεις, αισθητήρες θερμοκρασίας, συσκευές HVAC, φωτισμό εξόδου και πολλούς άλλους τύπους συσκευών που με τη σειρά τους δεν το κάνουν αυτό. Ο κόσμος της "Επιχειρησιακής Τεχνολογίας" μοιάζει με το IT της δεκαετίας του '90, με τόσο μεγάλο εύρος φυσικών επιπέδων και πρωτοκόλλων που φαίνεται σαν ο καθένας να έχει εφεύρει το δικό του (εδώ είναι η σύνδεση).

Peter Jones, Διακεκριμένος Μηχανικός, Cisco

10 Mbps Single Pair Ethernet (10SPE) εγκρίθηκε από την IEEE τον Νοέμβριο του 2019, προσθέτοντας δύο νέες προδιαγραφές φυσικού στρώματος για υποστήριξη δεδομένων και ισχύ άνω των 1000 m χάλκινου καλωδίου μονού συνεστραμμένου ζεύγους, καθώς και συνδεσιμότητα πολλαπλών συνδέσμων με 8 κόμβους άνω των 25 m καλώδιο.. Αυτά τα χαρακτηριστικά το καθιστούν μοναδικά κατάλληλο για ενεργοποίηση Ethernet σε κτίρια και δίκτυα βιομηχανικού αυτοματισμού. Το έργο Advanced Physical Layer (APL) βασίζεται στο 10SPE για εφαρμογές επικίνδυνης τοποθεσίας.

Το 10SPE αναπτύχθηκε για να καλύψει τις ανάγκες των χρηστών στον τομέα του αυτοματισμού κτιρίων και του βιομηχανικού αυτοματισμού και να απλοποιήσει και να επιταχύνει τη μετάβαση στο Ethernet. Αυτό καθιστά την υιοθέτηση των υφιστάμενων πρωτοκόλλων και υπηρεσιών δικτύου ένα εύκολο πρόβλημα επίλυσης, επιτρέποντας στον κόσμο των OT να επωφεληθεί από 30 χρόνια καινοτομίας στον τομέα της πληροφορικής. Η βιομηχανία έχει τώρα την ευκαιρία να δημιουργήσει μια ενιαία, κοινή δικτυακή υποδομή για εγκαταστάσεις.

Καθώς το Ethernet κλείνει τα 40, είμαι ενθουσιασμένος με την ταχύτητα από τις πρώτες μέρες.

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

Το 2020 θα φέρει άλλο ένα εξελικτικό βήμα στην ανάπτυξη και την κυριαρχία του Ethernet ως παγκόσμιας τεχνολογίας επικοινωνιών. Η ίδια βασική τεχνολογία που παρείχε οικονομικά αποδοτικές επικοινωνίες LAN στον τομέα του γραφείου πριν από 40 χρόνια συνεχίζει να βρίσκει το δρόμο της σε νέες αγορές καθώς όλοι θέλουν να επωφεληθούν από το κόστος, την απόδοση και την ευελιξία που προσφέρει το Ethernet.

Οι νέες εφαρμογές που θα εξελίξουν λύσεις Ethernet το 2020 περιλαμβάνουν ενσύρματα δίκτυα Ethernet σε οικιακά και επαγγελματικά οχήματα με ταχύτητες μεγαλύτερες από 10 Gbps, καθώς και την ανάπτυξη οπτικών δικτύων Ethernet για τον κλάδο των μεταφορών. Οι περισσότεροι γνωρίζουν ήδη την ανάπτυξη αυτόνομων οχημάτων και τις απαιτήσεις τους. Ωστόσο, οι αισθητήρες, οι κάμερες και τα συστήματα ελέγχου που θα επιτρέψουν ένα τέτοιο θαύμα μηχανικής θα απαιτούν επίσης ένα δίκτυο Ethernet υψηλής απόδοσης για την προστασία των επιβαινόντων, το οποίο μπορεί επίσης να παρέχει όλα τα δικτυωμένα πλεονεκτήματα του ατομικού κλιματισμού και της ξεχωριστής ψυχαγωγίας ήχου και βίντεο. Ταυτόχρονα, το δίκτυο πρέπει να διασφαλίσει ότι η κυκλοφορία που σχετίζεται με την ασφάλεια έχει προτεραιότητα έναντι της κίνησης που σχετίζεται με την άνεση και την ψυχαγωγία..

Nathan Tracey, Manager, Industry Standards, TE Connectivity

Για βιομηχανικές, εμπορικές, αυτοκινητοβιομηχανίες και οικιακές εφαρμογές, θα δούμε μια επέκταση της δηλωμένης απόδοσης του Power over Ethernet (PoE), καθώς τεκμηριώνονται νέες επιλογές PoE και κυκλοφορούν στην αγορά για ένα ευρύ φάσμα νέων εφαρμογών και συστημάτων - από έξυπνα κτίρια έως συσκευές και Internet of Things, αισθητήρες και χειριστήρια. Για να διασφαλιστεί ότι τα προϊόντα PoE που διατίθενται στην αγορά ότι πληρούν αυτά τα επίπεδα απόδοσης έχουν δοκιμαστεί από πιστοποιημένα εργαστήρια τρίτων, η Ethernet Alliance θα αναπτύξει την επόμενη φάση του προγράμματος πιστοποίησης PoE. Ένας άλλος τομέας ταχείας υιοθέτησης της νέας τεχνολογίας Ethernet είναι οι εφαρμογές για τη σύνδεση των σπιτιών και των επιχειρήσεών μας με το κεντρικό δίκτυο μέσω της ανάπτυξης της τεχνολογίας Passive Optical Network (PON) επόμενης γενιάς, η οποία θα προσφέρει συνολικές ταχύτητες 50 Gbps σε όλα τα δίκτυα. φτάνοντας τουλάχιστον τα 50 χλμ.

Νέοι υψηλότεροι ρυθμοί δεδομένων Ethernet θα έρθουν επίσης στην αγορά για να καλύψουν τις ανάγκες νέων εφαρμογών έντασης βίντεο που είναι προσβάσιμες μέσω δικτύων cloud. Για να ταιριάξουν ταχύτητες δεδομένων όπως 100 Gbps, 200 Gbps και 400 Gbps, οι τεχνολόγοι αναπτύσσουν νέα υλικά και νέες αρχιτεκτονικές που θα επιτρέψουν σε αυτές τις ταχύτητες να υπερβούν ό,τι δεν ήταν δυνατό στο παρελθόν. Χρησιμοποιώντας ισχυρά εργαλεία μοντελοποίησης και αξιοποιώντας την προηγούμενη εμπειρία, αλλά με νέα υλικά, θα δούμε εξοπλισμό Ethernet, οπτικές μονάδες, υποδοχές και καλώδια που επιτρέπουν στους χειριστές κέντρων δεδομένων hyperscale ή cloud να κλιμακωθούν σε νέα επίπεδα απόδοσης και να προσφέρουν νέες υπηρεσίες.

Πράγματι, το 2020 δεν θα είναι μόνο η χρονιά που το IEEE 802.3 θα κλείσει τα 40, αλλά και το έτος συνεχούς επέκτασης και ανάπτυξης στις εφαρμογές Ethernet επόμενης γενιάς, την απόδοση και τους ρυθμούς δεδομένων.

Το ETHERNET ΘΑ ΣΥΝΕΧΙΣΕΙ ΝΑ ΕΠΕΚΤΕΛΕΤΑΙ ΣΕ ΝΕΕΣ ΑΓΟΡΕΣ - JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE ΚΑΙ HG GENUINE USA

Το 2020, το Ethernet θα συνεχίσει να επεκτείνεται σε νέες αγορές και εφαρμογές. Το Ethernet αντικαθιστά σταδιακά πολλά εναλλακτικά εξειδικευμένα πρωτόκολλα λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων και της κλίμακας εξοικονόμησης. Και καθώς οι απαιτήσεις εύρους ζώνης συνεχίζουν να αυξάνονται εκθετικά, το Ethernet όχι μόνο έπρεπε να γίνει πιο γρήγορο, αλλά και να κινηθεί προς πιο σύνθετες μορφές διαμόρφωσης και μεγαλύτερη παραλληλοποίηση. Αντί για bit ανά δευτερόλεπτο, τώρα μιλάμε για ρυθμό baud. Τα σειριακά κανάλια είναι πλέον κανάλια N-σειρών με ενσωματωμένους δείκτες πλαισίου για να διασφαλίζεται η ευθυγράμμιση. Εάν κάνουμε ένα βήμα πίσω και κοιτάξουμε τη μεγάλη εικόνα, το Ethernet έχει εξελιχθεί από μια σύνδεση επικοινωνίας από σημείο σε σημείο στη βάση κατανεμημένων δικτύων υπολογιστών παντού..

Jim Theodoras, Αντιπρόεδρος Έρευνας και Ανάπτυξης, HG Genuine USA

Πιο αναλυτικά, το 2020 θα είναι ένα ακόμη ορόσημο για το Ethernet με την εισαγωγή της σειράς προϊόντων 112 Gbps. Αν και το 100 Gigabit Ethernet δεν είναι καινούργιο, η επίτευξη αυτής της ταχύτητας σε σειριακούς συνδέσμους όχι μόνο καθιστά διαθέσιμη την τρίτη γενιά προϊόντων 100 Gigabit Ethernet με βελτιστοποίηση κόστους, αλλά επιτρέπει επίσης τη δεύτερη γενιά των 400 Gigabit Ethernet και την πρώτη 800 Gigabit ανά δευτερόλεπτο. Στο οικοσύστημα Ethernet, όλα θα πρέπει να κάνουν άλμα προς τα εμπρός για να λειτουργούν ταχύτερα, ευρύτερα και σε πιο σύνθετες μορφές διαμόρφωσης. Η πρώτη γενιά οπτικών πομποδεκτών πελάτη 400 Gigabit που βασίζονται σε 8x28Gbaud PAM4 θα ξεκινήσει να αποστέλλεται. Ταυτόχρονα, οι πρώτοι πελάτες 800 Gigabit/s θα παρουσιαστούν σε 8x100 Gigabit Ethernet και 2x400 Gigabit Ethernet. Η υπόσχεση για φθηνότερες σειριακές συνδέσεις με τη μορφή του 400G-ZR πρόκειται επιτέλους να υλοποιηθεί.

Δεδομένου ότι οι περισσότεροι οπτικοί πομποδέκτες και ενεργά οπτικά καλώδια καταναλώνονται σε τοπικά δίκτυα, είναι λογικό μόνο να ελαχιστοποιηθούν τα γενικά έξοδα και να συνδεθούν απευθείας τα οπτικά με τα IC πυριτίου μέσα σε αυτές τις ίνες. Τα συσκευασμένα οπτικά δεν είναι καθόλου έτοιμα για παραγωγή, αλλά μέχρι το 2020, κρίσιμη δουλειά θα γίνεται στα παρασκήνια καθώς η βιομηχανία Ethernet μετατοπίζει την τεχνική της δύναμη καθώς και τα κεφάλαια ανάπτυξης προς την ενσωμάτωση οπτικών επικοινωνιών απευθείας στο καλούπι πυριτίου.

ETHERNET ECOSYSTEM AND CLOD MACHINE LEARNING - ROB STONE, ETHERNET ALLIANCE ΚΑΙ BROADCOM

Η ανάπτυξη της παγκόσμιας χωρητικότητας δικτύου σε όλους τους τομείς παραδοσιακά καθοδηγείται από δύο βασικούς παράγοντες. προσθήκη χρηστών και προσθήκη νέων εφαρμογών. Ενώ ο αριθμός των χρηστών συνεχίζει να αυξάνεται, μειώνεται από τις απαιτήσεις εύρους ζώνης που οφείλονται σε νέες εφαρμογές που απαιτούν τελικά τη χρήση νέων τεχνολογιών δικτύου για την κάλυψη της ζήτησης. Μια τέτοια κατηγορία εφαρμογών που οδηγεί σε εκθετική ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια είναι η τεχνητή νοημοσύνη και η μηχανική μάθηση (ML), ιδιαίτερα τα συνελικτικά βαθιά νευρωνικά δίκτυα.

Η ανάπτυξη ενός συστήματος ML περιλαμβάνει δύο φάσεις. Πρώτον, τα μοντέλα νευρωνικών δικτύων πρέπει να εκπαιδεύονται χρησιμοποιώντας σύνολα δεδομένων εκπαίδευσης. Μόλις διαπιστωθεί ότι τα εκπαιδευμένα μοντέλα είναι επαρκώς ακριβή, περνούν σε μηχανές συμπερασμάτων, όπου οι τελικές εφαρμογές μπορούν να χρησιμοποιήσουν το εκπαιδευμένο μοντέλο για να προβλέψουν (ή να "συμπεράσουν") αποτελέσματα με βάση την ταξινόμηση εξωτερικών δεδομένων ή ερωτημάτων..

Rob Stone, διακεκριμένος μηχανικός, Broadcom

Για να επιταχυνθεί η διαδικασία εκπαίδευσης ML, χρησιμοποιείται η παραλληλοποίηση που περιλαμβάνει αρκετούς ξεχωριστούς κόμβους εκπαίδευσης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα αυστηρές απαιτήσεις δικτύου για τη διανομή των δεδομένων εκπαίδευσης μεταξύ των κόμβων, καθώς και κατά τη διάρκεια της επακόλουθης εκπαιδευτικής διαδικασίας καθώς οι παράμετροι ανταλλάσσονται μεταξύ των κόμβων για τη βελτίωση της ακρίβειας του μοντέλου. Κατά τη διάρκεια της εξαγωγής συμπερασμάτων, η τελική εφαρμογή δίνει έμφαση στην γρήγορη επιστροφή του αποτελέσματος για να ελαχιστοποιηθεί η καθυστέρηση που είναι ορατή στον τελικό χρήστη, και επομένως η χαμηλή καθυστέρηση είναι κρίσιμη. Για αυτούς τους λόγους, όλοι οι μεγάλοι χειριστές υπερκλίμακας έχουν πλέον αναπτύξει το δικό τους υλικό ML και ορισμένοι προσφέρουν το cloud ML ως υπηρεσία για εφαρμογές τελικού χρήστη. Ο ανταγωνισμός μεταξύ διαφορετικών υπηρεσιών cloud ML αναγκάζει τους φορείς εκμετάλλευσης να συνεχίσουν να επενδύουν σε αναβαθμίσεις υποδομής δικτύου για να παραμείνουν ανταγωνιστικοί, κάτι που με τη σειρά του οδηγεί την κοινότητα Ethernet να ανταποκριθεί σε τεχνολογίες που υποστηρίζουν αυξημένες απαιτήσεις εύρους ζώνης με τις προκλήσεις της διατήρησης ενός αποδεκτού προφίλ ισχύος και κόστους.

Ωστόσο, αυτά τα εσωτερικά συστήματα ML είναι άχρηστα εκτός εάν τα δεδομένα εισόδου μπορούν να συλλεχθούν και να σταλούν σε μηχανές συμπερασμάτων για να κάνουν προβλέψεις. Συσκευές όπως αυτόνομα οχήματα, βιομηχανικά IoT και έξυπνα σπίτια, γραφεία και πόλεις χρησιμοποιούν ένα ευρύ φάσμα τεχνολογιών συνδεσιμότητας, ασύρματα (προσωπικά δίκτυα καθώς και τοπικά δίκτυα ή WiFi), ενσύρματα συμπεριλαμβανομένης της χρήσης τεχνολογιών Power over Ethernet και κινητής τηλεφωνίας (LTE και 5G). Όλες αυτές οι τεχνολογίες αξιοποιούν το οικοσύστημα Ethernet για να δημιουργήσουν οικονομικά αποδοτικές, εξαιρετικά διαλειτουργικές λύσεις.

Ο Nathan Tracy υπηρετεί επί του παρόντος στο διοικητικό συμβούλιο της Ethernet Alliance και έχει συμμετάσχει ενεργά στον οργανισμό τα τελευταία αρκετά χρόνια. Είναι τεχνολόγος στην ομάδα System Architecture και στην επιχειρηματική μονάδα Industry Standards Lead for the Data and Devices της TE Connectivity, υπεύθυνος για την ανάπτυξη προτύπων και τη συνεργασία με βασικούς πελάτες για τη δημιουργία νέων αρχιτεκτονικών συστημάτων. Ο Nathan είναι επίσης ενεργό μέλος πολλών βιομηχανικών ενώσεων, υπηρετώντας επί του παρόντος ως Πρόεδρος και μέλος του Διοικητικού Συμβουλίου του OIF και παρακολουθεί τακτικά και συνεισφέρει στο IEEE 802.3 και το COBO.

Ο Jim Theodoras είναι μέλος του διοικητικού συμβουλίου Ethernet και αντιπρόεδρος έρευνας και ανάπτυξης στην HG Genuine USA. Είναι έμπειρος επαγγελματίας οπτικών επικοινωνιών με αποδεδειγμένο ιστορικό δημιουργίας νέων ροών εσόδων μέσω ενός συνδυασμού δημιουργικότητας, ανάλυσης αγοράς, αφοσίωσης πελατών, διαλειτουργικής ομαδικής εργασίας και υποστήριξης. Έχει πάνω από 30 χρόνια εμπειρίας στη βιομηχανία ηλεκτρονικών και οπτικών, καλύπτοντας ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών θεμάτων. Ο Jim είναι ο πρώην πρόεδρος της Ethernet Alliance και πρώην συντάκτης οπτικών επικοινωνιών για το IEEE Communications Magazine. Κατέχει 20 διπλώματα ευρεσιτεχνίας στον τομέα των τηλεπικοινωνιών και είναι συχνός συνεργάτης σε εκδόσεις του κλάδου.

Ο Rob Stone, το Διοικητικό Συμβούλιο της Ethernet Alliance, είναι διακεκριμένος μηχανικός στην ομάδα Switch Architecture της Broadcom, που ειδικεύεται στις διασυνδέσεις κέντρων δεδομένων, το πρωτόκολλο και το σχεδιασμό θυρών. Συμμετέχει ενεργά σε διάφορους βιομηχανικούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των IEEE 802.3, COBO και άλλων ενοτήτων MSA, και έχει προεδρεύσει της Τεχνικής Ομάδας Εργασίας MSA RCx και 25G Ethernet. Ο Rob έχει πάνω από 18 χρόνια εμπειρίας στον κλάδο φέρνοντας την τεχνολογία των επικοινωνιών στην αγορά. Κατείχε τεχνικές και διοικητικές θέσεις στις Intel, Infinera, Emcore, Skorpios και Bandwidth 9.

Ο Peter Jones είναι Πρόεδρος του Διοικητικού Συμβουλίου της Ethernet Alliance και διακεκριμένος μηχανικός στον όμιλο Cisco Enterprise Hardware. Εργάζεται σε νέες τεχνολογίες και αρχιτεκτονικές συστημάτων για προϊόντα μεταγωγής, δρομολόγησης και ασύρματης σύνδεσης Cisco, καθώς και προϊόντα Cisco IoT Networking. Ήταν ένα βασικό πρόσωπο στην ανάπτυξη των διακοπτών της σειράς Catalyst 3850, Catalyst 3650 και Catalyst 9000. Εκτός από τον ρόλο του ως Πρόεδρος της Ethernet Alliance, ο Peter προεδρεύει επίσης της υποεπιτροπής Ethernet Alliance Single Pair Ethernet, συμμετέχει στο IEEE 802.3, και προεδρεύει της NBASE-T Alliance.

Σύμφωνα με την καθιερωμένη παράδοση, περιμένουμε τα σχόλιά σας και προσκαλούμε όλους δωρεάν διαδικτυακό σεμινάριο, εντός του οποίου θα εξετάσουμε τη λειτουργία των πρωτοκόλλων VRRP/HSRP. Θα αναλύσουμε περιπτώσεις στις οποίες είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν πλεονάζοντα πρωτόκολλα πύλης και επίσης θα εξετάσουμε τις διαφορές μεταξύ των πρωτοκόλλων και θα συγκρίνουμε τη λειτουργία του HSRP/VRRP με το GLBP.

Πηγή: www.habr.com