100GbE: sòghalachd no riatanach?

Chaidh IEEE P802.3ba, inbhe airson dàta a thar-chuir thairis air 100 Gigabit Ethernet (100GbE), a leasachadh eadar 2007 agus 2010 [3], ach cha do dh'fhàs e farsaing ach ann an 2018 [5]. Carson ann an 2018 agus gun a bhith nas tràithe? Agus carson sa bhad ann an dròbhan? Tha co-dhiù còig adhbharan ann airson seo...

Chaidh IEEE P802.3ba a leasachadh gu sònraichte gus coinneachadh ri feumalachdan ionadan dàta agus feumalachdan puingean iomlaid trafaic eadar-lìn (eadar gnìomhaichean neo-eisimeileach); a bharrachd air dèanamh cinnteach à obrachadh gun bhriseadh de sheirbheisean lìn a tha dian air goireasan, leithid portals le tòrr susbaint bhidio (mar eisimpleir, YouTube); agus airson coimpiutaireachd àrd-choileanaidh. [3] Tha luchd-cleachdaidh àbhaisteach eadar-lìn cuideachd a’ cur ri iarrtasan leud-bann caochlaideach: Tha camarathan didseatach aig mòran dhaoine, agus tha daoine airson an susbaint a ghlacas iad a chraoladh air an eadar-lìn. Sin. Tha an ìre de shusbaint a tha a’ cuairteachadh air an eadar-lìn a’ fàs nas motha agus nas motha thar ùine. An dà chuid aig ìrean proifeasanta agus luchd-cleachdaidh. Anns na cùisean sin uile, nuair a thathar a’ gluasad dàta bho aon raon gu raon eile, tha an àireamh iomlan de phrìomh nodan lìonra air a dhol thairis air comasan puirt 10GbE. [1] Is e seo an adhbhar airson inbhe ùr a nochdadh: 100GbE.

Tha ionadan dàta mòra agus solaraichean seirbheis sgòthan mar-thà gu gnìomhach a’ cleachdadh 100GbE, agus an dùil gluasad mean air mhean gu 200GbE agus 400GbE ann am bliadhna no dhà. Aig an aon àm, tha iad mu thràth a 'coimhead air astaran nas àirde na terabit. [6] Ged a tha cuid de sholaraichean mòra ann a tha a 'gluasad gu 100GbE a-mhàin an-uiridh (mar eisimpleir, Microsoft Azure). Tha ionadan dàta a tha a’ ruith coimpiutaireachd àrd-choileanaidh airson seirbheisean ionmhais, àrd-ùrlaran riaghaltais, àrd-ùrlaran ola is gas agus goireasan cuideachd air tòiseachadh a’ gluasad gu 100GbE. [5]

Ann an ionadan dàta iomairt, tha an t-iarrtas airson leud-bann beagan nas ìsle: dìreach o chionn ghoirid tha 10GbE air a thighinn gu bhith riatanach seach sòghalachd an seo. Ach, leis gu bheil ìre caitheamh trafaic a’ fàs nas luaithe, tha e teagmhach gum bi 10GbE beò ann an ionadan dàta iomairt airson co-dhiù 10 no eadhon 5 bliadhna. An àite sin, chì sinn gluasad luath gu 25GbE agus gluasad eadhon nas luaithe gu 100GbE. [6] Air sgàth, mar a tha luchd-anailis Intel a’ toirt fa-near, tha dian trafaic taobh a-staigh an ionad dàta ag àrdachadh gach bliadhna 25%. [5]

Tha sgrùdaichean bho Dell agus Hewlett Packard ag ràdh [4] gur e 2018 a’ bhliadhna 100GbE airson ionadan dàta. Air ais san Lùnastal 2018, bha lìbhrigeadh uidheamachd 100GbE dà uair cho àrd ri lìbhrigeadh airson na bliadhna 2017 gu lèir. Agus tha astar luchdan a’ leantainn air adhart a’ luathachadh mar a bhios ionadan dàta a’ tòiseachadh a’ gluasad air falbh bho 40GbE ann an dròbhairean. Thathas an dùil ro 2022, gun tèid 19,4 millean puirt 100GbE a chuir air falbh gach bliadhna (ann an 2017, airson coimeas, bha am figear seo aig 4,6 millean). [4] A thaobh chosgaisean, ann an 2017 chaidh $ 100 billean a chosg air puirt 7GbE, agus ann an 2020, a rèir ro-innsean, thèid timcheall air $ 20 billean a chosg (faic Fig. 1). [1]

Figear 1. Staitistigean agus ro-innsean iarrtas airson uidheam lìonraidh

Carson a-nis? Chan e dìreach teicneòlas ùr a th’ ann an 100GbE, mar sin carson a tha uimhir de hype timcheall air a-nis?

1) Leis gu bheil an teicneòlas seo air tighinn gu ìre agus air fàs nas saoire. B’ ann ann an 2018 a chaidh sinn tarsainn air an loidhne nuair a bha sinn a’ cleachdadh àrd-ùrlaran le puirt 100-Gigabit san ionad dàta gu bhith nas èifeachdaiche a thaobh cosgais na bhith “a’ cruachadh ”grunn àrd-ùrlaran 10-Gigabit. Eisimpleir: Tha Ciena 5170 (faic Figear 2) na àrd-ùrlar teann a bheir seachad trochur iomlan de 800GbE (4x100GbE, 40x10GbE). Ma tha feum air grunn phuirt 10-Gigabit gus an gluasad riatanach a thoirt seachad, bidh cosgaisean bathar-cruaidh a bharrachd, àite a bharrachd, cus caitheamh cumhachd, cumail suas leantainneach, pàirtean a bharrachd agus siostaman fuarachaidh a bharrachd a’ cur suas ri suim gu math sgiobalta. [1] Mar eisimpleir, thàinig eòlaichean Hewlett Packard, a 'dèanamh anailis air na buannachdan a dh'fhaodadh a bhith ann bho bhith a' gluasad bho 10GbE gu 100GbE, gu na figearan a leanas: coileanadh nas àirde (56%), cosgaisean iomlan nas ìsle (27%), caitheamh cumhachd nas ìsle (31%), ceanglaichean càball sìmplidh (le 38%). [5]

Figear 2. Ciena 5170: eisimpleir àrd-ùrlar le puirt 100 Gigabit

2) Tha Juniper agus Cisco mu dheireadh air na ASICan aca fhèin a chruthachadh airson suidsichean 100GbE. [5] A tha na dhearbhadh math air gu bheil teicneòlas 100GbE dha-rìribh aibidh. Is e an fhìrinn gu bheil e cosg-èifeachdach chips ASIC a chruthachadh a-mhàin nuair, an toiseach, chan fheum an loidsig a chaidh a chuir an gnìomh orra atharrachaidhean san àm ri teachd, agus san dàrna àite, nuair a thèid àireamh mhòr de chips co-ionann a dhèanamh. Cha toireadh Juniper agus Cisco na ASICan sin a-mach gun a bhith misneachail ann an inbheachd 100GbE.

3) Leis gu bheil Broadcom, Cavium, agus Mellanox Technologie air tòiseachadh a’ maistreadh a-mach pròiseasairean le taic 100GbE, agus tha na pròiseasairean sin air an cleachdadh mu thràth ann an suidsichean bho luchd-saothrachaidh leithid Dell, Hewlett Packard, Huawei Technologies, Lenovo Group, msaa. [5]

4) Leis gu bheil luchd-frithealaidh ann an racaichean frithealaiche a’ sìor fhàs uidheamaichte leis na h-innealan-atharrachaidh lìonra Intel as ùire (faic Figear 3), le dà phort 25-Gigabit, agus uaireannan eadhon innealan-atharrachaidh lìonra co-aonaichte le dà phort 40-Gigabit (XXV710 agus XL710). {Figear 3. Intel NICs as ùire: XXV710 agus XL710}

5) Leis gu bheil uidheamachd 100GbE co-chòrdail air ais, a tha a’ sìmpleachadh cleachdadh: faodaidh tu càbaill a tha air an ruith mar-thà ath-chleachdadh (dìreach ceangail transceiver ùr riutha).

A bharrachd air an sin, tha cothrom air 100GbE gar ullachadh airson teicneòlasan ùra leithid “NVMe over Fabrics” (mar eisimpleir, Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD; faic Fig. 4) [8, 10], “Lìonra Raon Stòraidh” (SAN ) / “Stòradh air a mhìneachadh le bathar-bog” (faic Fig. 5) [7], RDMA [11], nach b’ urrainn às aonais 100GbE an làn chomas a thoirt gu buil.

Figear 4. Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD

Figear 5. “Lìonra Raon Stòraidh” (SAN) / “Stòradh Bathar-bog Mìnichte”

Mu dheireadh, mar eisimpleir exotic den iarrtas practaigeach airson cleachdadh 100GbE agus teicneòlasan àrd-astar co-cheangailte, is urrainn dhuinn sgòth saidheansail Oilthigh Chambridge a ghairm (faic Fig. 6), a tha air a thogail air bunait 100GbE (Spectrum). Suidsichean Ethernet SN2700) - ann an òrdugh, am measg rudan eile, dèanamh cinnteach à obrachadh èifeachdach de stòradh diosc sgaoilte NexentaEdge SDS, a dh’ fhaodas cus lìonra 10/40GbE a luchdachadh gu furasta. [2] Thathas a’ cleachdadh sgòthan saidheansail àrd-choileanadh gus fuasgladh fhaighinn air raon farsaing de dhuilgheadasan saidheansail gnìomhaichte [9, 12]. Mar eisimpleir, bidh luchd-saidheans meidigeach a’ cleachdadh sgòthan mar sin gus an genoma daonna a dhearbhadh, agus thathas a’ cleachdadh seanalan 100GbE gus fiosrachadh a ghluasad eadar buidhnean rannsachaidh oilthigh.

Figear 6. Pàirt de sgòth saidheans Oilthigh Chambridge

Clàr-leabhraichean

1. Iain Hawkins. 100GbE: Nas fhaisge air an oir, nas fhaisge air fìrinn //2017.
2. Amit Katz. Switches 100GbE - An do rinn thu am matamataigs? //2016.
3. Mairead Ròs. 100 Gigabit Ethernet (100GbE).
4. Daibhidh Uaighean. Bidh Dell EMC a’ dùblachadh sìos air 100 Gigabit Ethernet airson an Ionad Dàta Fosgailte, Ùr-nodha //2018.
5. Màiri Branscombe. Bliadhna 100GbE ann an Lìonraidhean Ionad Dàta //2018.
6. Jarred Baker. A’ gluasad nas luaithe san Ionad Dàta Iomairt //2017.
7. Tom Clark. A 'dealbhadh lìonraidhean àite stòraidh: Iomradh practaigeach airson a bhith a' cur an gnìomh Fiber Channel agus IP SANs. 2003. 572p.
8. Seumas O'Reilly. Stòradh Lìonra: Innealan agus Teicneòlasan airson Dàta do Chompanaidh a Stòradh // 2017. 280p.
9. Seumas Sullivan. Co-fharpais brabhsair oileanach 2017, Oilthigh Sgioba Texas aig Oilthigh Stàite Austin / Texas: Ag ath-riochdachadh vectarachadh comas ioma-chorp Tersoff air ailtireachd Intel Skylake agus NVIDIA V100 // Coimpiutaireachd Co-shìnte. v.79, 2018. pp. 30-35.
10. Manolis Katevenis. An ath ghinealach de shiostaman clas Exascale: am Pròiseact ExaNeSt // Microprocessors agus Microsystems. v.61, 2018. pp. 58-71.
11. Hari Subramoni. RDMA thairis air Ethernet: Sgrùdadh Tòiseachaidh // Gnìomhan den Bhùth-obrach air Eadar-cheanglaichean Àrd-choileanadh airson Coimpiutaireachd Sgaoilte. 2009.
12. Chris Broekema. Gluasadan dàta lùth-èifeachdach ann an reul-eòlas rèidio le bathar-bog UDP RDMA // Siostaman Coimpiutaireachd Ginealach ri Teachd. v.79, 2018. pp. 215-224.

PS. Chaidh an artaigil seo fhoillseachadh an toiseach ann an "Stiùiriche an t-siostaim".

Chan fhaod ach luchd-cleachdaidh clàraichte pàirt a ghabhail san sgrùdadh. Soidhnig a-steach, mas e do thoil e.

Carson a thòisich ionadan dàta mòra a’ gluasad en masse gu 100GbE?

• Gu dearbh, chan eil duine air tòiseachadh a 'gluasad a dh'àite sam bith fhathast ...

• Leis gu bheil an teicneòlas seo air tighinn gu ìre agus air fàs nas saoire

• Leis gun do chruthaich Juniper agus Cisco ASICs airson suidsichean 100GbE

• Leis gu bheil Broadcom, Cavium, agus Mellanox Technologie air taic 100GbE a chuir ris

• Leis gu bheil puirt 25- agus 40-gigabit aig na frithealaichean a-nis

• An dreach agad (sgrìobh anns na beachdan)

Bhòt 12 neach-cleachdaidh. Sheall 15 neach-cleachdaidh.

Source: www.habr.com