100GbE: ആഡംബരമോ അത്യാവശ്യമോ?

IEEE P802.3ba, 100 Gigabit Ethernet (100GbE)-ൽ കൂടുതൽ ഡാറ്റ കൈമാറുന്നതിനുള്ള ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ്, 2007 നും 2010 നും ഇടയിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതാണ് [3], എന്നാൽ 2018 ൽ മാത്രമാണ് ഇത് വ്യാപകമായിത്തീർന്നത് [5]. എന്തുകൊണ്ട് 2018-ലും അതിനുമുമ്പും? എന്തുകൊണ്ട് ഉടനെ കൂട്ടമായി? ഇതിന് കുറഞ്ഞത് അഞ്ച് കാരണങ്ങളുണ്ട് ...

IEEE P802.3ba പ്രാഥമികമായി ഡാറ്റാ സെന്ററുകളുടെ ആവശ്യങ്ങളും ഇന്റർനെറ്റ് ട്രാഫിക് എക്സ്ചേഞ്ച് പോയിന്റുകളുടെ ആവശ്യങ്ങളും (സ്വതന്ത്ര ഓപ്പറേറ്റർമാർക്കിടയിൽ) നിറവേറ്റുന്നതിനായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതാണ്; വലിയ അളവിലുള്ള വീഡിയോ ഉള്ളടക്കമുള്ള പോർട്ടലുകൾ പോലെയുള്ള വിഭവ-ഇന്റൻസീവ് വെബ് സേവനങ്ങളുടെ തടസ്സമില്ലാത്ത പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കുന്നതിന് (ഉദാഹരണത്തിന്, YouTube); ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗിനും. [3] സാധാരണ ഇന്റർനെറ്റ് ഉപയോക്താക്കളും ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ആവശ്യകതകൾ മാറ്റുന്നതിൽ സംഭാവന ചെയ്യുന്നു: നിരവധി ആളുകൾക്ക് ഡിജിറ്റൽ ക്യാമറകളുണ്ട്, മാത്രമല്ല ആളുകൾ അവർ പിടിച്ചെടുക്കുന്ന ഉള്ളടക്കം ഇന്റർനെറ്റിലൂടെ സ്ട്രീം ചെയ്യാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നു. അത്. ഇന്റർനെറ്റിൽ പ്രചരിക്കുന്ന ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ അളവ് കാലക്രമേണ വലുതും വലുതുമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. പ്രൊഫഷണൽ തലത്തിലും ഉപഭോക്തൃ തലത്തിലും. ഈ സാഹചര്യങ്ങളിലെല്ലാം, ഒരു ഡൊമെയ്‌നിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ഡാറ്റ കൈമാറ്റം ചെയ്യുമ്പോൾ, കീ നെറ്റ്‌വർക്ക് നോഡുകളുടെ മൊത്തം ത്രൂപുട്ട് 10GbE പോർട്ടുകളുടെ കഴിവുകൾ കവിഞ്ഞു. [1] ഇതാണ് ഒരു പുതിയ സ്റ്റാൻഡേർഡിന്റെ ആവിർഭാവത്തിന് കാരണം: 100GbE.

വലിയ ഡാറ്റാ സെന്ററുകളും ക്ലൗഡ് സേവന ദാതാക്കളും ഇതിനകം 100GbE സജീവമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ കുറച്ച് വർഷത്തിനുള്ളിൽ ക്രമേണ 200GbE, 400GbE എന്നിവയിലേക്ക് മാറാൻ പദ്ധതിയിടുന്നു. അതേ സമയം, അവർ ഇതിനകം ടെറാബിറ്റ് കവിഞ്ഞ വേഗതയിലേക്ക് നോക്കുന്നു. [6] കഴിഞ്ഞ വർഷം മാത്രം 100GbE ലേക്ക് നീങ്ങുന്ന ചില വലിയ വിതരണക്കാർ ഉണ്ടെങ്കിലും (ഉദാഹരണത്തിന്, Microsoft Azure). സാമ്പത്തിക സേവനങ്ങൾ, സർക്കാർ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ, ഓയിൽ ആൻഡ് ഗ്യാസ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ, യൂട്ടിലിറ്റികൾ എന്നിവയ്‌ക്കായി ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് നടത്തുന്ന ഡാറ്റാ സെന്ററുകളും 100GbE-യിലേക്ക് നീങ്ങാൻ തുടങ്ങി. [5]

എന്റർപ്രൈസ് ഡാറ്റാ സെന്ററുകളിൽ, ബാൻഡ്‌വിഡ്‌ത്തിന്റെ ഡിമാൻഡ് കുറച്ച് കുറവാണ്: അടുത്തിടെയാണ് 10GbE ഇവിടെ ആഡംബരത്തിന് പകരം ആവശ്യമായി വന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, ട്രാഫിക് ഉപഭോഗത്തിന്റെ നിരക്ക് കൂടുതൽ വേഗത്തിൽ വളരുന്നതിനാൽ, 10GbE കുറഞ്ഞത് 10 അല്ലെങ്കിൽ 5 വർഷമെങ്കിലും എന്റർപ്രൈസ് ഡാറ്റാ സെന്ററുകളിൽ ജീവിക്കുമോ എന്നത് സംശയമാണ്. പകരം, 25GbE-ലേക്കുള്ള ദ്രുതഗതിയിലുള്ള നീക്കവും 100GbE-ലേക്കുള്ള വേഗത്തിലുള്ള നീക്കവും ഞങ്ങൾ കാണും. [6] കാരണം, ഇന്റൽ അനലിസ്റ്റുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ, ഡാറ്റാ സെന്ററിനുള്ളിലെ ട്രാഫിക്കിന്റെ തീവ്രത പ്രതിവർഷം 25% വർദ്ധിക്കുന്നു. [5]

ഡാറ്റാ സെന്ററുകൾക്കായി 4 2018GbE വർഷമാണെന്ന് ഡെല്ലിലെയും ഹ്യൂലറ്റ് പാക്കാർഡിലെയും വിശകലന വിദഗ്ധർ [100] പ്രസ്താവിക്കുന്നു. 2018 ഓഗസ്റ്റിൽ, 100GbE ഉപകരണങ്ങളുടെ ഡെലിവറി 2017 വർഷം മുഴുവനും ഡെലിവറികളേക്കാൾ ഇരട്ടി ഉയർന്നതാണ്. ഡാറ്റാ സെന്ററുകൾ കൂട്ടത്തോടെ 40GbE-ൽ നിന്ന് മാറാൻ തുടങ്ങുന്നതോടെ കയറ്റുമതിയുടെ വേഗത തുടരുന്നു. 2022 ഓടെ, 19,4 ദശലക്ഷം 100GbE പോർട്ടുകൾ പ്രതിവർഷം ഷിപ്പ് ചെയ്യപ്പെടുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു (2017-ൽ, ഈ കണക്ക് 4,6 ദശലക്ഷമായിരുന്നു). [4] ചെലവുകൾക്കായി, 2017GbE പോർട്ടുകൾക്കായി 100-ൽ $7 ബില്ല്യൺ ചെലവഴിച്ചു, 2020-ൽ, പ്രവചനങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, ഏകദേശം $20 ബില്ല്യൺ ചെലവഴിക്കും (ചിത്രം 1 കാണുക). [1]

ചിത്രം 1. നെറ്റ്‌വർക്ക് ഉപകരണങ്ങളുടെ ആവശ്യകതയുടെ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകളും പ്രവചനങ്ങളും

ഇപ്പോൾ എന്തുകൊണ്ട്? 100GbE എന്നത് ഒരു പുതിയ സാങ്കേതിക വിദ്യയല്ല, പിന്നെ എന്തിനാണ് അതിന് ചുറ്റും ഇത്രയധികം പ്രചരണം നടക്കുന്നത്?

1) കാരണം ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പക്വത പ്രാപിക്കുകയും വിലകുറഞ്ഞതായിത്തീരുകയും ചെയ്തു. ഡാറ്റാ സെന്ററിൽ 2018-ജിഗാബിറ്റ് പോർട്ടുകളുള്ള പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് 100-ജിഗാബിറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ "സ്റ്റാക്ക്" ചെയ്യുന്നതിനേക്കാൾ ചെലവ് കുറഞ്ഞതായി മാറിയപ്പോൾ 10-ലാണ് ഞങ്ങൾ അതിരു കടന്നത്. ഉദാഹരണം: Ciena 5170 (ചിത്രം 2 കാണുക) 800GbE (4x100GbE, 40x10GbE) മൊത്തം ത്രൂപുട്ട് നൽകുന്ന ഒരു കോം‌പാക്റ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമാണ്. ആവശ്യമായ ത്രൂപുട്ട് നൽകാൻ ഒന്നിലധികം 10-ഗിഗാബിറ്റ് പോർട്ടുകൾ ആവശ്യമാണെങ്കിൽ, അധിക ഹാർഡ്‌വെയർ, അധിക സ്ഥലം, അധിക വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, നിലവിലുള്ള അറ്റകുറ്റപ്പണികൾ, അധിക സ്പെയർ പാർട്‌സ്, അധിക കൂളിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ചെലവുകൾ വളരെ കൃത്യമായ തുകയായി കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു. [1] ഉദാഹരണത്തിന്, Hewlett Packard വിദഗ്ധർ, 10GbE-യിൽ നിന്ന് 100GbE-ലേക്ക് മാറുന്നതിന്റെ സാധ്യതകൾ വിശകലനം ചെയ്‌ത് ഇനിപ്പറയുന്ന കണക്കുകളിലേക്ക് എത്തി: ഉയർന്ന പ്രകടനം (56%), കുറഞ്ഞ മൊത്തം ചെലവ് (27%), കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം (31%), ലളിതമായ കേബിൾ കണക്ഷനുകൾ (38%). [5]

ചിത്രം 2. Ciena 5170: 100 Gigabit പോർട്ടുകളുള്ള ഉദാഹരണ പ്ലാറ്റ്ഫോം

2) ജൂനിപ്പറും സിസ്‌കോയും 100GbE സ്വിച്ചുകൾക്കായി അവരുടെ സ്വന്തം ASIC-കൾ സൃഷ്ടിച്ചു. [5] 100GbE സാങ്കേതികവിദ്യ ശരിക്കും പക്വതയുള്ളതാണെന്ന വസ്തുതയുടെ വാചാലമായ സ്ഥിരീകരണമാണിത്. ഒന്നാമതായി, അവയിൽ നടപ്പിലാക്കിയ ലോജിക്കിന് ഭാവിയിൽ മാറ്റങ്ങൾ ആവശ്യമില്ലാത്തപ്പോൾ മാത്രമേ ASIC ചിപ്പുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് ലാഭകരമാകൂ എന്നതാണ് വസ്തുത. 100GbE യുടെ മെച്യൂരിറ്റിയിൽ ആത്മവിശ്വാസമില്ലാതെ ജുനൈപ്പറും സിസ്‌കോയും ഈ ASIC-കൾ നിർമ്മിക്കില്ല.

3) ബ്രോഡ്‌കോം, കാവിയം, മെല്ലനോക്‌സ് ടെക്‌നോളജീ എന്നിവ 100GbE പിന്തുണയുള്ള പ്രോസസറുകൾ നീക്കം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങിയതിനാൽ, ഡെൽ, ഹ്യൂലറ്റ് പാക്കാർഡ്, ഹുവായ് ടെക്‌നോളജീസ്, ലെനോവോ ഗ്രൂപ്പ് തുടങ്ങിയ നിർമ്മാതാക്കളിൽ നിന്നുള്ള സ്വിച്ചുകളിൽ ഈ പ്രോസസ്സറുകൾ ഇതിനകം തന്നെ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്.

4) സെർവർ റാക്കുകളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന സെർവറുകളിൽ ഏറ്റവും പുതിയ ഇന്റൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് അഡാപ്റ്ററുകൾ കൂടുതലായി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു (ചിത്രം 3 കാണുക), രണ്ട് 25-ജിഗാബിറ്റ് പോർട്ടുകൾ, ചിലപ്പോൾ രണ്ട് 40-ഗിഗാബിറ്റ് പോർട്ടുകൾ (XXV710, XL710) ഉള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് അഡാപ്റ്ററുകൾ കൂടിച്ചേർന്നു. {ചിത്രം 3. ഏറ്റവും പുതിയ ഇന്റൽ NIC-കൾ: XXV710, XL710}

5) 100GbE ഉപകരണങ്ങൾ പിന്നിലേക്ക് പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിനാൽ, ഇത് വിന്യാസം ലളിതമാക്കുന്നു: നിങ്ങൾക്ക് ഇതിനകം റൂട്ട് ചെയ്‌ത കേബിളുകൾ വീണ്ടും ഉപയോഗിക്കാം (അവയിലേക്ക് ഒരു പുതിയ ട്രാൻസ്‌സിവർ കണക്റ്റുചെയ്യുക).

കൂടാതെ, 100GbE യുടെ ലഭ്യത "NVMe over Fabrics" (ഉദാഹരണത്തിന്, Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD; ചിത്രം കാണുക. 4) [8, 10], "സ്റ്റോറേജ് ഏരിയ നെറ്റ്‌വർക്ക്" (SAN) പോലുള്ള പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്കായി ഞങ്ങളെ സജ്ജമാക്കുന്നു. ) / “സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ നിർവചിക്കപ്പെട്ട സംഭരണം” (ചിത്രം 5 കാണുക) [7], RDMA [11], 100GbE ഇല്ലാതെ അവയുടെ പൂർണ്ണ ശേഷി തിരിച്ചറിയാൻ കഴിഞ്ഞില്ല.

ചിത്രം 4. Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD

ചിത്രം 5. “സ്റ്റോറേജ് ഏരിയ നെറ്റ്‌വർക്ക്” (SAN) / “സോഫ്റ്റ്‌വെയർ നിർവചിച്ച സ്റ്റോറേജ്”

അവസാനമായി, 100GbE-ഉം അനുബന്ധ ഹൈ-സ്പീഡ് സാങ്കേതികവിദ്യകളും ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രായോഗിക ഡിമാൻഡിന്റെ ഒരു വിചിത്രമായ ഉദാഹരണമായി, 6GbE (സ്പെക്ട്രം) അടിസ്ഥാനമാക്കി നിർമ്മിച്ച കേംബ്രിഡ്ജ് സർവകലാശാലയുടെ ശാസ്ത്രീയ ക്ലൗഡ് നമുക്ക് ഉദ്ധരിക്കാം (ചിത്രം 100 കാണുക). SN2700 ഇഥർനെറ്റ് സ്വിച്ചുകൾ) - ക്രമത്തിൽ, മറ്റ് കാര്യങ്ങൾക്കൊപ്പം, NexentaEdge SDS ഡിസ്ക് സ്റ്റോറേജിന്റെ കാര്യക്ഷമമായ പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കുക, ഇത് 10/40GbE നെറ്റ്‌വർക്ക് എളുപ്പത്തിൽ ഓവർലോഡ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. [2] ഇത്തരം ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ശാസ്ത്രീയ മേഘങ്ങൾ വൈവിധ്യമാർന്ന പ്രായോഗിക ശാസ്ത്ര പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നു [9, 12]. ഉദാഹരണത്തിന്, മനുഷ്യന്റെ ജീനോം മനസ്സിലാക്കാൻ മെഡിക്കൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ അത്തരം മേഘങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിൽ വിവരങ്ങൾ കൈമാറാൻ 100GbE ചാനലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 6. കേംബ്രിഡ്ജ് സയൻസ് ക്ലൗഡ് സർവകലാശാലയുടെ ശകലം

ഗ്രന്ഥസൂചിക

1. ജോൺ ഹോക്കിൻസ്. 100GbE: എഡ്ജിനോട് അടുത്ത്, യാഥാർത്ഥ്യത്തോട് അടുത്ത് // 2017.
2. അമിത് കാറ്റ്സ്. 100GbE സ്വിച്ചുകൾ - നിങ്ങൾ കണക്ക് ചെയ്തിട്ടുണ്ടോ? // 2016.
3. മാർഗരറ്റ് റോസ്. 100 ജിഗാബൈറ്റ് ഇഥർനെറ്റ് (100GbE).
4. ഡേവിഡ് ഗ്രേവ്സ്. ഓപ്പൺ, മോഡേൺ ഡാറ്റാ സെന്ററിനായി ഡെൽ ഇഎംസി 100 ജിഗാബൈറ്റ് ഇഥർനെറ്റിൽ ഇരട്ടി കുറയുന്നു // 2018.
5. മേരി ബ്രാൻസ്‌കോംബ്. ഡാറ്റാ സെന്റർ നെറ്റ്‌വർക്കുകളിൽ 100GbE വർഷം // 2018.
6. ജാർഡ് ബേക്കർ. എന്റർപ്രൈസ് ഡാറ്റാ സെന്ററിൽ വേഗത്തിൽ നീങ്ങുന്നു // 2017.
7. ടോം ക്ലാർക്ക്. സ്റ്റോറേജ് ഏരിയ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നു: ഫൈബർ ചാനലും IP SAN-കളും നടപ്പിലാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രായോഗിക റഫറൻസ്. 2003. 572p.
8. ജെയിംസ് ഒറെയ്‌ലി. നെറ്റ്‌വർക്ക് സംഭരണം: നിങ്ങളുടെ കമ്പനിയുടെ ഡാറ്റ സംഭരിക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണങ്ങളും സാങ്കേതികവിദ്യകളും // 2017. 280p.
9. ജെയിംസ് സള്ളിവൻ. സ്റ്റുഡന്റ് ക്ലസ്റ്റർ മത്സരം 2017, ഓസ്റ്റിൻ/ടെക്സസ് സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ടീം യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് ടെക്സാസ്: ഇന്റൽ സ്കൈലേക്കിലും എൻവിഡിയ V100 ആർക്കിടെക്ചറുകളിലും ടെർസോഫ് മൾട്ടി-ബോഡി പൊട്ടൻഷ്യൽ വെക്റ്ററൈസേഷൻ പുനർനിർമ്മിക്കുന്നു // സമാന്തര കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്. v.79, 2018. പേജ്. 30-35.
10. മനോലിസ് കാറ്റെവെനിസ്. എക്സാസ്കെൽ-ക്ലാസ് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ അടുത്ത തലമുറ: ExaNeSt പ്രോജക്റ്റ് // മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകളും മൈക്രോസിസ്റ്റങ്ങളും. v.61, 2018. പേജ്. 58-71.
11. ഹരി സുബ്രമണി. RDMA ഓവർ ഇഥർനെറ്റ്: ഒരു പ്രാഥമിക പഠനം // ഡിസ്ട്രിബ്യൂട്ടഡ് കംപ്യൂട്ടിംഗിനായുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടന ഇന്റർകണക്ടുകളെക്കുറിച്ചുള്ള വർക്ക്ഷോപ്പിന്റെ നടപടിക്രമങ്ങൾ. 2009.
12. ക്രിസ് ബ്രൊകെമ. സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ UDP RDMA // ഫ്യൂച്ചർ ജനറേഷൻ കമ്പ്യൂട്ടർ സിസ്റ്റങ്ങൾക്കൊപ്പം റേഡിയോ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലെ ഊർജ്ജ-കാര്യക്ഷമമായ ഡാറ്റ കൈമാറ്റങ്ങൾ. v.79, 2018. പേജ്. 215-224.

പി.എസ്. ഈ ലേഖനം ആദ്യം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത് "സിസ്റ്റം അഡ്മിനിസ്ട്രേറ്റർ".

രജിസ്റ്റർ ചെയ്ത ഉപയോക്താക്കൾക്ക് മാത്രമേ സർവേയിൽ പങ്കെടുക്കാൻ കഴിയൂ. സൈൻ ഇൻദയവായി.

എന്തുകൊണ്ടാണ് വലിയ ഡാറ്റാ സെന്ററുകൾ 100GbE-ലേക്ക് കൂട്ടത്തോടെ നീങ്ങാൻ തുടങ്ങിയത്?

• സത്യത്തിൽ, ഇതുവരെ ആരും എവിടേക്കും നീങ്ങാൻ തുടങ്ങിയിട്ടില്ല...

• കാരണം ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പക്വത പ്രാപിക്കുകയും വിലകുറഞ്ഞതായിത്തീരുകയും ചെയ്തു

• കാരണം 100GbE സ്വിച്ചുകൾക്കായി ജുനൈപ്പറും സിസ്കോയും ASIC-കൾ സൃഷ്ടിച്ചു

• കാരണം ബ്രോഡ്കോം, കാവിയം, മെല്ലനോക്സ് ടെക്നോളജീ എന്നിവ 100GbE പിന്തുണ ചേർത്തു

• കാരണം സെർവറുകൾക്ക് ഇപ്പോൾ 25-ഉം 40-ഉം-ഗിഗാബിറ്റ് പോർട്ടുകളുണ്ട്

• നിങ്ങളുടെ പതിപ്പ് (അഭിപ്രായങ്ങളിൽ എഴുതുക)

12 ഉപയോക്താക്കൾ വോട്ട് ചെയ്തു. 15 ഉപയോക്താക്കൾ വിട്ടുനിന്നു.

അവലംബം: www.habr.com