100 GbE: ფუფუნება თუ აუცილებელი საჭიროება?

IEEE P802.3ba, მონაცემთა გადაცემის სტანდარტი 100 გიგაბიტიანი ეთერნეტით (100 გბე), შეიქმნა 2007-2010 წლებში [3], მაგრამ ფართოდ გავრცელდა მხოლოდ 2018 წელს [5]. რატომ 2018 წელს და არა ადრე? და რატომ მაშინვე ჯგუფურად? ამის სულ მცირე ხუთი მიზეზი არსებობს...

IEEE P802.3ba შეიქმნა ძირითადად მონაცემთა ცენტრების და ინტერნეტ ტრაფიკის გაცვლის წერტილების (დამოუკიდებელ ოპერატორებს შორის) საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად; ასევე, უზრუნველყოს რესურსებით ინტენსიური ვებ სერვისების უწყვეტი ფუნქციონირება, როგორიცაა პორტალები დიდი რაოდენობით ვიდეო კონტენტით (მაგალითად, YouTube); და მაღალი ხარისხის გამოთვლებისთვის. [3] ჩვეულებრივი ინტერნეტ მომხმარებლები ასევე ხელს უწყობენ გამტარუნარიანობის მოთხოვნების შეცვლას: ბევრ ადამიანს აქვს ციფრული კამერები და ხალხს სურს გადაიტანოს ის კონტენტი, რომელსაც ისინი იღებენ ინტერნეტით. რომ. ინტერნეტში ცირკულირების კონტენტის მოცულობა დროთა განმავლობაში სულ უფრო დიდი და დიდი ხდება. როგორც პროფესიულ, ასევე სამომხმარებლო დონეზე. ყველა ამ შემთხვევაში, მონაცემთა ერთი დომენიდან მეორეზე გადატანისას, ძირითადი ქსელის კვანძების მთლიანი გამტარუნარიანობა დიდი ხანია აჭარბებს 10 გბე პორტების შესაძლებლობებს. [1] ეს არის ახალი სტანდარტის გაჩენის მიზეზი: 100GbE.

დიდი მონაცემთა ცენტრები და ღრუბლოვანი სერვისის პროვაიდერები უკვე აქტიურად იყენებენ 100 გბე-ს და გეგმავენ ეტაპობრივად გადასვლას 200 გბე და 400 გბე-ზე რამდენიმე წელიწადში. ამავდროულად, ისინი უკვე უყურებენ ტერაბიტს აღემატება სიჩქარეს. [6] მიუხედავად იმისა, რომ არის რამდენიმე მსხვილი მომწოდებელი, რომლებიც მხოლოდ გასულ წელს გადადიან 100 GbE-ზე (მაგალითად, Microsoft Azure). მონაცემთა ცენტრებმა, რომლებიც მუშაობენ მაღალი ხარისხის გამოთვლებით ფინანსური სერვისებისთვის, სამთავრობო პლატფორმებისთვის, ნავთობისა და გაზის პლატფორმებისთვის და კომუნალური მომსახურებისთვის, ასევე დაიწყეს გადაადგილება 100 GbE-ზე. [5]

საწარმოთა მონაცემთა ცენტრებში, სიჩქარეზე მოთხოვნა გარკვეულწილად დაბალია: მხოლოდ ახლახან გახდა 10 GbE აქ საჭიროება და არა ფუფუნება. თუმცა, რამდენადაც ტრაფიკის მოხმარების ტემპი უფრო და უფრო სწრაფად იზრდება, საეჭვოა, რომ 10 GbE იცხოვროს საწარმოთა მონაცემთა ცენტრებში მინიმუმ 10 ან თუნდაც 5 წლის განმავლობაში. ამის ნაცვლად, ჩვენ დავინახავთ სწრაფ გადასვლას 25 გბე-მდე და კიდევ უფრო სწრაფ გადასვლას 100 გბე-მდე. [6] რადგან, როგორც Intel-ის ანალიტიკოსები აღნიშნავენ, მონაცემთა ცენტრის შიგნით ტრაფიკის ინტენსივობა ყოველწლიურად იზრდება 25%-ით. [5]

Dell-ისა და Hewlett Packard-ის ანალიტიკოსები [4] აცხადებენ, რომ 2018 არის 100 გბე-ის წელი მონაცემთა ცენტრებისთვის. ჯერ კიდევ 2018 წლის აგვისტოში, 100 GbE აღჭურვილობის მიწოდება ორჯერ აღემატებოდა მიწოდებას მთელი 2017 წლის განმავლობაში. და მიწოდების ტემპი აგრძელებს აჩქარებას, რადგან მონაცემთა ცენტრები იწყებენ შორს 40 გბე-დან მოშორებას. მოსალოდნელია, რომ 2022 წლისთვის ყოველწლიურად გაიგზავნება 19,4 მილიონი 100 GbE პორტი (2017 წელს, შედარებისთვის, ეს მაჩვენებელი 4,6 მილიონი იყო). [4] რაც შეეხება ხარჯებს, 2017 წელს $100 მილიარდი დაიხარჯა 7GbE პორტებზე, ხოლო 2020 წელს, პროგნოზების მიხედვით, დაიხარჯება დაახლოებით $20 მილიარდი (იხ. სურ. 1). [1]

ნახაზი 1. ქსელის აღჭურვილობაზე მოთხოვნის სტატისტიკა და პროგნოზები

Რატომ ახლა? 100 GbE არ არის ახალი ტექნოლოგია, რატომ არის ახლა მის გარშემო ამდენი აჟიოტაჟი?

1) იმიტომ რომ ეს ტექნოლოგია მომწიფდა და გაძვირდა. სწორედ 2018 წელს გადავკვეთეთ ზღვარი, როდესაც მონაცემთა ცენტრში 100 გიგაბიტიანი პორტების მქონე პლატფორმების გამოყენება უფრო ეკონომიური გახდა, ვიდრე რამდენიმე 10 გიგაბიტიანი პლატფორმის „დაწყობა“. მაგალითი: Ciena 5170 (იხ. სურათი 2) არის კომპაქტური პლატფორმა, რომელიც უზრუნველყოფს საერთო გამტარუნარიანობას 800 GbE (4x100 GbE, 40x10 GbE). თუ საჭირო გამტარუნარიანობის უზრუნველსაყოფად საჭიროა მრავალი 10 გიგაბიტიანი პორტი, მაშინ დამატებითი ტექნიკის, დამატებითი სივრცის, ჭარბი ენერგიის მოხმარება, მიმდინარე მოვლა, დამატებითი სათადარიგო ნაწილები და დამატებითი გაგრილების სისტემები საკმაოდ მოწესრიგებულ თანხას შეადგენს. [1] მაგალითად, Hewlett Packard-ის სპეციალისტები, 10GbE-დან 100GbE-მდე გადაადგილების პოტენციურ სარგებელს აანალიზებენ, მივიდნენ შემდეგ მაჩვენებლებთან: უფრო მაღალი შესრულება (56%), დაბალი ჯამური ხარჯები (27%), დაბალი ენერგიის მოხმარება (31%), საკაბელო კავშირების გამარტივება (38%-ით). [5]

სურათი 2. Ciena 5170: მაგალითი პლატფორმა 100 გიგაბიტიანი პორტით

2) Juniper-მა და Cisco-მ საბოლოოდ შექმნეს საკუთარი ASIC 100GbE კონცენტრატორებისთვის. [5] რაც მჭევრმეტყველი დადასტურებაა იმისა, რომ 100GbE ტექნოლოგია ნამდვილად მომწიფებულია. ფაქტია, რომ ASIC ჩიპების შექმნა ეფექტურია მხოლოდ მაშინ, როდესაც, ჯერ ერთი, მათზე განხორციელებული ლოგიკა არ საჭიროებს ცვლილებებს უახლოეს მომავალში და მეორეც, როდესაც იწარმოება დიდი რაოდენობით იდენტური ჩიპები. Juniper და Cisco არ აწარმოებენ ამ ASIC-ებს 100 GbE სიმწიფეში დარწმუნებულების გარეშე.

3) იმის გამო, რომ Broadcom, Cavium და Mellanox Technologie-მა დაიწყეს პროცესორების გამოშვება 100GbE მხარდაჭერით, და ეს პროცესორები უკვე გამოიყენება მწარმოებლების გადამრთველებში, როგორიცაა Dell, Hewlett Packard, Huawei Technologies, Lenovo Group და ა.შ. [5]

4) იმის გამო, რომ სერვერების თაროებში განთავსებული სერვერები სულ უფრო მეტად არის აღჭურვილი Intel-ის უახლესი ქსელური გადამყვანებით (იხ. სურათი 3), ორი 25 გიგაბიტიანი პორტით და ზოგჯერ კონვერგირებული ქსელის ადაპტერებითაც კი ორი 40 გიგაბიტიანი პორტით (XXV710 და XL710). {სურათი 3. Intel-ის უახლესი NIC: XXV710 და XL710}

5) იმის გამო, რომ 100 GbE აღჭურვილობა უკუთავსებადია, რაც ამარტივებს განლაგებას: შეგიძლიათ ხელახლა გამოიყენოთ უკვე გაყვანილი კაბელები (უბრალოდ დააკავშირეთ მათ ახალი გადამცემი).

გარდა ამისა, 100 GbE-ის ხელმისაწვდომობა გვამზადებს ახალი ტექნოლოგიებისთვის, როგორიცაა „NVMe over Fabrics“ (მაგალითად, Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD; იხილეთ ნახ. 4) [8, 10], „Storage Area Network“ (SAN). ) / “Software Defined Storage” (იხ. სურ. 5) [7], RDMA [11], რომელიც 100GbE-ის გარეშე ვერ ახერხებს სრულ პოტენციალის რეალიზებას.

სურათი 4. Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD

სურათი 5. „Storage Area Network“ (SAN) / „Software Defined Storage“

და ბოლოს, 100 გბე და მასთან დაკავშირებული მაღალსიჩქარიანი ტექნოლოგიების გამოყენების პრაქტიკული მოთხოვნის ეგზოტიკურ მაგალითად შეგვიძლია მოვიყვანოთ კემბრიჯის უნივერსიტეტის სამეცნიერო ღრუბელი (იხ. სურ. 6), რომელიც აგებულია 100 გბე (Spectrum) ბაზაზე. SN2700 Ethernet გადამრთველები) - იმისათვის, რომ, სხვა საკითხებთან ერთად, უზრუნველყოს NexentaEdge SDS განაწილებული დისკის შენახვის ეფექტური მუშაობა, რომელსაც შეუძლია ადვილად გადატვირთოს 10/40 გბე ქსელი. [2] ასეთი მაღალი ხარისხის სამეცნიერო ღრუბლები განლაგებულია გამოყენებითი სამეცნიერო პრობლემების ფართო სპექტრის გადასაჭრელად [9, 12]. მაგალითად, მედიცინის მეცნიერები იყენებენ ასეთ ღრუბლებს ადამიანის გენომის გასაშიფრად, ხოლო 100 GbE არხები გამოიყენება ინფორმაციის გადასაცემად უნივერსიტეტის კვლევით ჯგუფებს შორის.

სურათი 6. კემბრიჯის უნივერსიტეტის სამეცნიერო ღრუბლის ფრაგმენტი

ბიბლიოგრაფია

1. ჯონ ჰოკინსი. 100 GbE: ზღვართან უფრო ახლოს, რეალობასთან უფრო ახლოს // 2017 წ.
2. ამიტ ქაც. 100 GbE კონცენტრატორები - გააკეთე მათემატიკა? // 2016 წ.
3. მარგარეტ როუზი. 100 გიგაბიტიანი Ethernet (100 GbE).
4. დევიდ გრეივზი. Dell EMC აორმაგებს 100 გიგაბიტიან ეთერნეტს ღია, თანამედროვე მონაცემთა ცენტრისთვის // 2018 წ.
5. მერი ბრანსკომბი. 100 გბე-ის წელი მონაცემთა ცენტრის ქსელებში // 2018 წ.
6. ჯარედ ბეიკერი. უფრო სწრაფად მოძრაობთ საწარმოთა მონაცემთა ცენტრში // 2017 წ.
7. ტომ კლარკი. შენახვის ზონის ქსელების დიზაინი: პრაქტიკული მითითება ბოჭკოვანი არხის და IP SAN-ების განხორციელებისთვის. 2003. 572გვ.
8. ჯეიმს ო'რეილი. ქსელის შენახვა: ინსტრუმენტები და ტექნოლოგიები თქვენი კომპანიის მონაცემების შესანახად // 2017. 280გვ.
9. ჯეიმს სალივანი. სტუდენტური კლასტერული კონკურსი 2017, ტეხასის გუნდის უნივერსიტეტი ოსტინში/ტეხასის სახელმწიფო უნივერსიტეტში: ტერსოფის მრავალსხეულიანი პოტენციალის ვექტორიზაციის რეპროდუცირება Intel Skylake და NVIDIA V100 არქიტექტურებზე // პარალელური გამოთვლები. v.79, 2018. გვ. 30-35.
10. მანოლის კატევენისი. Exascale-ის კლასის სისტემების შემდეგი თაობა: ExaNeSt პროექტი // მიკროპროცესორები და მიკროსისტემები. v.61, 2018. გვ. 58-71 წწ.
11. ჰარი სუბრამონი. RDMA Ethernet-ზე: წინასწარი შესწავლა // სემინარის მასალები განაწილებული გამოთვლებისთვის მაღალი ხარისხის ურთიერთკავშირების შესახებ. 2009 წელი.
12. კრის ბროკემა. მონაცემთა ენერგოეფექტური გადაცემა რადიოასტრონომიაში პროგრამული უზრუნველყოფის UDP RDMA // მომავალი თაობის კომპიუტერული სისტემები. v.79, 2018. გვ. 215-224 წწ.

PS. ეს სტატია თავდაპირველად გამოქვეყნდა ქ "Სისტემის ადმინისტრატორი".

გამოკითხვაში მონაწილეობა შეუძლიათ მხოლოდ დარეგისტრირებულ მომხმარებლებს. Შებრძანდითგთხოვთ

რატომ დაიწყეს დიდი მონაცემთა ცენტრები მასობრივად გადაადგილება 100 GbE-მდე?

• ფაქტობრივად, ჯერ არსად არავის დაუწყია მოძრაობა...

• რადგან ეს ტექნოლოგია მომწიფდა და უფრო იაფი გახდა

• იმის გამო, რომ Juniper-მა და Cisco-მ შექმნეს ASIC-ები 100 GbE კონცენტრატორებისთვის

• იმის გამო, რომ Broadcom, Cavium და Mellanox Technologie-მ დაამატეს 100 GbE მხარდაჭერა

• იმის გამო, რომ სერვერებს ახლა აქვთ 25 და 40 გიგაბიტიანი პორტები

• თქვენი ვერსია (დაწერეთ კომენტარებში)

მისცა ხმა 12 მომხმარებელმა. 15-მა მომხმარებელმა თავი შეიკავა.

წყარო: www.habr.com