IEEE P802.3ba, standar untuk transmisi data melalui 100 Gigabit Ethernet (100GbE), dikembangkan antara tahun 2007 dan 2010 [3], namun baru tersebar luas pada tahun 2018 [5]. Mengapa pada tahun 2018 dan bukan sebelumnya? Dan kenapa langsung berbondong-bondong? Setidaknya ada lima alasan yang mendasari hal ini...
IEEE P802.3ba dikembangkan terutama untuk memenuhi kebutuhan pusat data dan kebutuhan titik pertukaran lalu lintas Internet (antar operator independen); serta memastikan kelancaran layanan web intensif sumber daya, seperti portal dengan konten video dalam jumlah besar (misalnya, YouTube); dan untuk komputasi berkinerja tinggi. [3] Pengguna Internet biasa juga berkontribusi terhadap perubahan kebutuhan bandwidth: Banyak orang memiliki kamera digital, dan orang ingin melakukan streaming konten yang mereka ambil melalui Internet. Itu. Volume konten yang beredar di Internet menjadi semakin besar seiring berjalannya waktu. Baik di tingkat profesional maupun konsumen. Dalam semua kasus ini, saat mentransfer data dari satu domain ke domain lain, total throughput node jaringan utama telah lama melebihi kemampuan port 10GbE. [1] Inilah alasan munculnya standar baru: 100GbE.
Pusat data besar dan penyedia layanan cloud sudah aktif menggunakan 100GbE, dan berencana untuk beralih secara bertahap ke 200GbE dan 400GbE dalam beberapa tahun. Pada saat yang sama, mereka sudah melihat kecepatan yang melebihi terabit. [6] Meskipun ada beberapa pemasok besar yang baru beralih ke 100GbE tahun lalu (misalnya, Microsoft Azure). Pusat data yang menjalankan komputasi berkinerja tinggi untuk layanan keuangan, platform pemerintah, platform minyak dan gas, serta utilitas juga telah mulai beralih ke 100GbE. [5]
Di pusat data perusahaan, permintaan bandwidth agak lebih rendah: baru-baru ini 10GbE menjadi sebuah kebutuhan dan bukan sebuah kemewahan di sini. Namun, seiring dengan pertumbuhan konsumsi lalu lintas yang semakin pesat, diragukan bahwa 10GbE akan bertahan di pusat data perusahaan setidaknya selama 10 atau bahkan 5 tahun. Sebaliknya, kita akan melihat perpindahan cepat ke 25GbE dan bahkan perpindahan lebih cepat ke 100GbE. [6] Karena, seperti yang dicatat oleh analis Intel, intensitas lalu lintas di dalam pusat data meningkat setiap tahun sebesar 25%. [5]
Analis dari Dell dan Hewlett Packard menyatakan [4] bahwa tahun 2018 adalah tahun 100GbE untuk pusat data. Pada bulan Agustus 2018, pengiriman peralatan 100GbE dua kali lebih tinggi dibandingkan pengiriman sepanjang tahun 2017. Dan laju pengiriman terus meningkat karena pusat data mulai beralih dari 40GbE secara berbondong-bondong. Diperkirakan pada tahun 2022, 19,4 juta port 100GbE akan dikirimkan setiap tahunnya (pada tahun 2017, sebagai perbandingan, angkanya adalah 4,6 juta). [4] Mengenai biaya, pada tahun 2017 $100 miliar dihabiskan untuk port 7GbE, dan pada tahun 2020, menurut perkiraan, sekitar $20 miliar akan dihabiskan (lihat Gambar 1). [1]
Gambar 1. Statistik dan perkiraan permintaan peralatan jaringan
Kenapa sekarang? 100GbE bukanlah teknologi baru, jadi mengapa sekarang ada begitu banyak hype seputarnya?
1) Karena teknologi ini sudah matang dan menjadi lebih murah. Pada tahun 2018 kami melewati batas ketika menggunakan platform dengan port 100 Gigabit di pusat data menjadi lebih hemat biaya daripada “menumpuk” beberapa platform 10 Gigabit. Contoh: Ciena 5170 (lihat Gambar 2) adalah platform ringkas yang menyediakan throughput agregat sebesar 800GbE (4x100GbE, 40x10GbE). Jika beberapa port 10 Gigabit diperlukan untuk menyediakan throughput yang diperlukan, maka biaya perangkat keras tambahan, ruang tambahan, konsumsi daya berlebih, pemeliharaan berkelanjutan, suku cadang tambahan, dan sistem pendingin tambahan merupakan jumlah yang cukup besar. [1] Misalnya, spesialis Hewlett Packard, ketika menganalisis potensi manfaat peralihan dari 10GbE ke 100GbE, menghasilkan angka berikut: kinerja lebih tinggi (56%), total biaya lebih rendah (27%), konsumsi daya lebih rendah (31%), penyederhanaan koneksi kabel (sebesar 38%). [5]
Gambar 2. Ciena 5170: contoh platform dengan 100 port Gigabit
2) Juniper dan Cisco akhirnya membuat ASIC mereka sendiri untuk switch 100GbE. [5] Ini merupakan konfirmasi nyata atas fakta bahwa teknologi 100GbE benar-benar matang. Faktanya adalah membuat chip ASIC hanya hemat biaya jika, pertama, logika yang diterapkan pada chip tersebut tidak memerlukan perubahan di masa mendatang, dan kedua, ketika sejumlah besar chip identik diproduksi. Juniper dan Cisco tidak akan memproduksi ASIC ini tanpa keyakinan akan kematangan 100GbE.
3) Karena Broadcom, Cavium, dan Mellanox Technologie telah mulai memproduksi prosesor dengan dukungan 100GbE, dan prosesor ini sudah digunakan di switch dari produsen seperti Dell, Hewlett Packard, Huawei Technologies, Lenovo Group, dll. [5]
4) Karena server yang ditempatkan di rak server semakin dilengkapi dengan adaptor jaringan Intel terbaru (lihat Gambar 3), dengan dua port 25-Gigabit, dan terkadang bahkan adaptor jaringan konvergen dengan dua port 40-Gigabit (XXV710 dan XL710) . {Gambar 3. Intel NIC terbaru: XXV710 dan XL710}
5) Karena peralatan 100GbE kompatibel dengan versi sebelumnya, yang menyederhanakan penerapan: Anda dapat menggunakan kembali kabel yang sudah dirutekan (cukup sambungkan transceiver baru ke kabel tersebut).
Selain itu, ketersediaan 100GbE mempersiapkan kita untuk teknologi baru seperti “NVMe over Fabrics” (misalnya, Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD; lihat Gambar 4) [8, 10], “Storage Area Network” (SAN ) / “Software Defined Storage” (lihat Gambar 5) [7], RDMA [11], yang tanpa 100GbE tidak dapat mewujudkan potensi penuhnya.
Gambar 4. Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD
Gambar 5. “Storage Area Network” (SAN) / “Software Defined Storage”
Terakhir, sebagai contoh eksotik dari permintaan praktis untuk penggunaan 100GbE dan teknologi berkecepatan tinggi terkait, kita dapat mengutip cloud ilmiah dari Universitas Cambridge (lihat Gambar 6), yang dibangun berdasarkan 100GbE (Spectrum Sakelar Ethernet SN2700) - antara lain untuk memastikan pengoperasian penyimpanan disk terdistribusi NexentaEdge SDS yang efisien, yang dapat dengan mudah membebani jaringan 10/40GbE. [2] Awan ilmiah berkinerja tinggi tersebut digunakan untuk memecahkan berbagai macam masalah ilmiah terapan [9, 12]. Misalnya, ilmuwan medis menggunakan awan tersebut untuk menguraikan genom manusia, dan saluran 100GbE digunakan untuk mentransfer informasi antar kelompok penelitian universitas.
Gambar 6. Fragmen awan sains Universitas Cambridge
Daftar pustaka
- John Hawkins. // 2017.
- Amit Katz. // 2016.
- Margaret Rose. .
- David Kuburan. // 2018.
- Mary Branscombe. // 2018.
- Jarred Baker. // 2017.
- Tom Clark. Merancang Jaringan Area Penyimpanan: Referensi Praktis untuk Menerapkan Fibre Channel dan IP SAN. 2003p.
- James O'Reilly. Penyimpanan Jaringan: Alat dan Teknologi untuk Menyimpan Data Perusahaan Anda // 2017. 280p.
- James Sullivan. Kompetisi cluster mahasiswa 2017, Team University of Texas di Austin/Texas State University: Mereproduksi vektorisasi potensi multi-tubuh Tersoff pada arsitektur Intel Skylake dan NVIDIA V100 // Parallel Computing. v.79, 2018. hal. 30-35.
- Manolis Katevenis. Sistem kelas Exascale Generasi berikutnya: Proyek ExaNeSt // Mikroprosesor dan Mikrosistem. v.61, 2018. hal. 58-71.
- Hari Subramoni. RDMA melalui Ethernet: Studi Awal // Prosiding Lokakarya Interkoneksi Kinerja Tinggi untuk Komputasi Terdistribusi. 2009.
- Chris Broekema. Transfer Data Hemat Energi dalam Radio Astronomi dengan Perangkat Lunak UDP RDMA // Sistem Komputer Generasi Masa Depan. v.79, 2018. hal. 215-224.
PS. Artikel ini awalnya diterbitkan di .
Hanya pengguna terdaftar yang dapat berpartisipasi dalam survei. , silakan.
Mengapa pusat data besar mulai beralih ke 100GbE secara massal?
-
Sebenarnya, belum ada yang mulai pindah kemana pun...
-
Karena teknologi ini sudah matang dan menjadi lebih murah
-
Karena Juniper dan Cisco menciptakan ASIC untuk switch 100GbE
-
Karena Broadcom, Cavium, dan Mellanox Technologie telah menambahkan dukungan 100GbE
-
Karena server sekarang memiliki port 25 dan 40 gigabit
-
Versi Anda (tulis di komentar)
12 pengguna memilih. 15 pengguna abstain.
Sumber: www.habr.com