🥇100GbE: lussu jew neċessità?

IEEE P802.3ba, standard għat-trażmissjoni tad-dejta fuq 100 Gigabit Ethernet (100GbE), ġie żviluppat bejn l-2007 u l-2010 [3], iżda sar mifrux biss fl-2018 [5]. Għaliex fl-2018 u mhux qabel? U għaliex immedjatament f'mastura? Hemm mill-inqas ħames raġunijiet għal dan...

IEEE P802.3ba ġie żviluppat primarjament biex jissodisfa l-ħtiġijiet taċ-ċentri tad-dejta u l-ħtiġijiet tal-punti tal-iskambju tat-traffiku tal-Internet (bejn operaturi indipendenti); kif ukoll biex jiġi żgurat it-tħaddim bla interruzzjoni ta' servizzi tal-web li jużaw ħafna riżorsi, bħal portali b'ammont kbir ta' kontenut tal-vidjo (per eżempju, YouTube); u għall-kompjuters ta' prestazzjoni għolja. [3] L-utenti ordinarji tal-Internet qed jikkontribwixxu wkoll għat-tibdil fid-domandi tal-bandwidth: Ħafna nies għandhom kameras diġitali, u n-nies iridu jxerrdu l-kontenut li jaqbdu fuq l-Internet. Dik. Il-volum tal-kontenut li jiċċirkola fuq l-Internet qed isir dejjem akbar maż-żmien. Kemm fil-livell professjonali kif ukoll tal-konsumatur. F'dawn il-każijiet kollha, meta tittrasferixxi dejta minn dominju għal ieħor, il-fluss totali ta 'nodi tan-netwerk ewlenin ilu qabeż il-kapaċitajiet tal-portijiet 10GbE. [1] Din hija r-raġuni għall-emerġenza ta 'standard ġdid: 100GbE.

Ċentri tad-dejta kbar u fornituri tas-servizzi tal-cloud diġà qed jużaw b'mod attiv 100GbE, u jippjanaw li jimxu gradwalment għal 200GbE u 400GbE fi ftit snin. Fl-istess ħin, diġà qed iħarsu lejn veloċitajiet li jaqbżu t-terabit. [6] Għalkemm hemm xi fornituri kbar li qed jimxu għal 100GbE is-sena li għaddiet biss (pereżempju, Microsoft Azure). Iċ-ċentri tad-dejta li jħaddmu kompjuters ta’ prestazzjoni għolja għal servizzi finanzjarji, pjattaformi tal-gvern, pjattaformi taż-żejt u tal-gass u utilitajiet ukoll bdew jimxu għal 100GbE. [5]

Fiċ-ċentri tad-dejta tal-intrapriżi, id-domanda għall-bandwidth hija kemmxejn aktar baxxa: biss reċentement 10GbE sar neċessità aktar milli lussu hawnhekk. Madankollu, hekk kif ir-rata tal-konsum tat-traffiku tikber aktar u aktar malajr, huwa dubjuż li 10GbE se jgħix f'ċentri tad-dejta tal-intrapriżi għal mill-inqas 10 jew saħansitra 5 snin. Minflok, se naraw transizzjoni rapida għal 25GbE u saħansitra aktar mgħaġġla għal 100GbE. [6] Minħabba li, kif jinnotaw l-analisti Intel, l-intensità tat-traffiku ġewwa ċ-ċentru tad-dejta tiżdied kull sena b'25%. [5]

Analisti minn Dell u Hewlett Packard jiddikjaraw [4] li l-2018 hija s-sena ta’ 100GbE għaċ-ċentri tad-dejta. Lura f'Awwissu 2018, il-kunsinni ta' tagħmir 100GbE kienu d-doppju tal-kunsinni għas-sena 2017 kollha. U l-pass tal-konsenji qed ikompli jaċċellera hekk kif iċ-ċentri tad-dejta jibdew jitbiegħdu minn 40GbE f'ħafna. Huwa mistenni li sal-2022, 19,4 miljun port 100GbE se jintbagħtu kull sena (fl-2017, għal tqabbil, din iċ-ċifra kienet 4,6 miljun). [4] Fir-rigward tal-ispejjeż, fl-2017 intefqu $100 biljun fuq portijiet 7GbE, u fl-2020, skont it-tbassir, se jintefqu madwar $20 biljun (ara Fig. 1). [1]

Figura 1. Statistika u tbassir tad-domanda għal tagħmir tan-netwerk

Għaliex issa? 100GbE mhix eżattament teknoloġija ġdida, allura għaliex hemm daqstant hype madwaru issa?

1) Minħabba li din it-teknoloġija mmaturat u saret irħas. Kien fl-2018 li qsamna l-linja meta nużaw pjattaformi b'portijiet 100-Gigabit fiċ-ċentru tad-dejta sar aktar kosteffettiv milli "stacking" diversi pjattaformi 10-Gigabit. Eżempju: Ciena 5170 (ara Figura 2) hija pjattaforma kompatta li tipprovdi throughput aggregat ta' 800GbE (4x100GbE, 40x10GbE). Jekk portijiet multipli ta '10-Gigabit huma meħtieġa biex jipprovdu l-fluss meħtieġ, allura l-ispejjeż ta' ħardwer addizzjonali, spazju addizzjonali, konsum ta 'enerġija żejjed, manutenzjoni kontinwa, spare parts addizzjonali u sistemi ta' tkessiħ addizzjonali jammontaw għal somma pjuttost ordinata. [1] Pereżempju, l-ispeċjalisti ta' Hewlett Packard, li janalizzaw il-benefiċċji potenzjali ta' ċaqliq minn 10GbE għal 100GbE, waslu għaċ-ċifri li ġejjin: prestazzjoni ogħla (56 %), spejjeż totali aktar baxxi (27 %), konsum aktar baxx ta' enerġija (31 %), konnessjonijiet tal-kejbil simplifikazzjoni (bi 38%). [5]

Figura 2. Ciena 5170: eżempju pjattaforma b'100 Gigabit port

2) Juniper u Cisco fl-aħħar ħolqu l-ASICs tagħhom stess għal swiċċijiet 100GbE. [5] Li hija konferma elokwenti tal-fatt li t-teknoloġija 100GbE hija tassew matura. Il-fatt hu li huwa kosteffettiv li jinħolqu ċipep ASIC biss meta, l-ewwelnett, il-loġika implimentata fuqhom ma teħtieġx bidliet fil-futur prevedibbli, u t-tieni, meta numru kbir ta 'ċipep identiċi jiġu manifatturati. Juniper u Cisco ma jipproduċux dawn l-ASICs mingħajr ma jkunu kunfidenti fil-maturità ta '100GbE.

3) Minħabba li Broadcom, Cavium, u Mellanox Technologie bdew iġorru proċessuri b'appoġġ ta' 100GbE, u dawn il-proċessuri diġà jintużaw fi swiċċijiet minn manifatturi bħal Dell, Hewlett Packard, Huawei Technologies, Lenovo Group, eċċ. [5]

4) Minħabba li s-servers miżmuma f'xtillieri tas-server huma dejjem aktar mgħammra bl-aħħar adapters tan-netwerk Intel (ara l-Figura 3), b'żewġ portijiet ta '25-Gigabit, u xi kultant anke adapters tan-netwerk konverġenti b'żewġ portijiet ta' 40 Gigabit (XXV710 u XL710) . {Figura 3. L-aħħar Intel NICs: XXV710 u XL710}

5) Minħabba li t-tagħmir 100GbE huwa kompatibbli b'lura, li jissimplifika l-iskjerament: tista 'terġa' tuża kejbils diġà mgħoddija (sempliċement qabbad transceiver ġdid magħhom).

Barra minn hekk, id-disponibbiltà ta '100GbE tħejjina għal teknoloġiji ġodda bħal "NVMe over Fabrics" (per eżempju, Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD; ara Fig. 4) [8, 10], "Netwerk taż-Żona tal-Ħżin" (SAN) ) / "Software Defined Storage" (ara Fig. 5) [7], RDMA [11], li mingħajr 100GbE ma setgħux jirrealizzaw il-potenzjal sħiħ tagħhom.

Figura 4. Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD

Figura 5. “Storage Area Network” (SAN) / “Software Defined Storage”

Fl-aħħarnett, bħala eżempju eżotiku tad-domanda prattika għall-użu ta '100GbE u teknoloġiji ta' veloċità għolja relatati, nistgħu niċċitaw is-sħaba xjentifika tal-Università ta 'Cambridge (ara Fig. 6), li hija mibnija fuq il-bażi ta' 100GbE (Spectrum). Swiċċijiet Ethernet SN2700) - sabiex, fost affarijiet oħra, jiġi żgurat it-tħaddim effiċjenti tal-ħażna tad-diska distribwita NexentaEdge SDS, li faċilment tista 'tgħabbi żżejjed netwerk 10/40GbE. [2] Tali sħab xjentifiċi ta' prestazzjoni għolja huma skjerati biex isolvu varjetà wiesgħa ta' problemi xjentifiċi applikati [9, 12]. Pereżempju, ix-xjentisti mediċi jużaw tali sħab biex jiddeċifraw il-ġenoma tal-bniedem, u kanali 100GbE jintużaw biex jittrasferixxu informazzjoni bejn gruppi ta 'riċerka universitarji.

Figura 6. Framment tas-sħaba tax-xjenza tal-Università ta 'Cambridge

Biblijografija

John Hawkins. 100GbE: Eqreb lejn ix-Xifer, Eqreb lejn ir-Realtà // 2017.
Amit Katz. Swiċċijiet 100GbE - Għamilt Il-Matematika? // 2016.
Margaret Rose. 100 Gigabit Ethernet (100GbE).
David Graves. Dell EMC jirdoppja fuq 100 Gigabit Ethernet għaċ-Ċentru tad-Dejta Miftuħ u Modern // 2018.
Mary Branscombe. Is-Sena ta' 100GbE fin-Netwerks taċ-Ċentru tad-Data // 2018.
Jarred Baker. Nimxu aktar malajr fiċ-Ċentru tad-Data tal-Intrapriża // 2017.
Tom Clark. Disinn ta 'Netwerks taż-Żona tal-Ħżin: Referenza Prattika għall-Implimentazzjoni ta' Fibre Channel u SANs IP. 2003. 572p.
James O'Reilly. Ħażna tan-Netwerk: Għodda u Teknoloġiji għall-Ħżin tad-Dejta tal-Kumpanija Tiegħek // 2017. 280p.
James Sullivan. Kompetizzjoni ta 'clusters ta' studenti 2017, Team University ta 'Texas f'Austin/Texas State University: Riproduzzjoni ta' vettorizzazzjoni tal-potenzjal b'ħafna korpi Tersoff fuq l-arkitetturi Intel Skylake u NVIDIA V100 // Parallel Computing. v.79, 2018. pp. 30-35.
Manolis Katevenis. Il-Ġenerazzjoni li jmiss ta' Sistemi tal-klassi Exascale: il-Proġett ExaNeSt // Mikroproċessuri u Mikrosistemi. v.61, 2018. pp. 58-71.
Hari Subramoni. RDMA fuq Ethernet: Studju Preliminari // Proċedimenti tal-Workshop dwar Interkonnessjonijiet ta' Prestazzjoni Għolja għall-Kompjuter Imqassam. 2009.
Chris Broekema. Trasferimenti ta' Data Effiċjenti fl-Enerġija fl-Astronomija tar-Radju b'Software UDP RDMA // Sistemi tal-Kompjuter tal-Ġenerazzjoni tal-Ġejjieni. v.79, 2018. pp. 215-224.