Effekten av Ethernet på nettverk i 2020

Oversettelsen av artikkelen ble utarbeidet spesielt for studentene på kurset "Nettverksingeniør". Påmelding til kurset er nå åpen.

TILBAKE TIL FREMTIDEN MED ENKEL-PAR 10MB/S ETHERNET - PETER JONES, ETHERNET ALLIANCE OG CISCO

Det kan være vanskelig å tro, men 10Mbps Ethernet er igjen i ferd med å bli et veldig populært tema i vår bransje. Folk spør meg: "Hvorfor skal vi tilbake til 1980-tallet?" Det er et enkelt svar, og for oss som jobbet i bransjen på den tiden er det veldig kjent. I den tiden, før Ethernet ble allestedsnærværende, var nettverk som det ville vesten. Hver hadde sine egne protokoller, fysiske lag, koblinger osv. Imidlertid har IT siden konsentrert kjernesettet med teknologier mot Ethernet, som gir sømløs kommunikasjon for milliarder av mennesker.

Hvis jeg ser i taket på kontoret mitt, ser jeg trådløse tilgangspunkter som kobles til Ethernet. Jeg vil også se indikatorer, temperatursensorer, HVAC-enheter, utgangsbelysning og mange andre typer enheter som igjen ikke gjør dette. Verden av "Operational Technology" ser ut som IT på 90-tallet, med et så bredt spekter av fysiske lag og protokoller at det virker som om alle har funnet opp sine egne (her er sammenhengen).

Peter Jones, Distinguished Engineer, Cisco

10 Mbps Single Pair Ethernet (10SPE) ble godkjent av IEEE i november 2019, og la til to nye fysiske lagspesifikasjoner for å støtte data og strøm over 1000 m med enkelt tvunnet par kobberkabel, samt multi-link-tilkobling med 8 noder over 25 m kabel.. Disse egenskapene gjør den unikt egnet for å aktivere Ethernet i bygninger og industrielle automasjonsnettverk. Advanced Physical Layer (APL)-prosjektet er basert på 10SPE for farlige lokaliseringsapplikasjoner.

10SPE ble utviklet for å møte behovene til brukere innen bygningsautomasjon og industriell automasjon og forenkle og akselerere overgangen til Ethernet. Dette gjør bruk av eksisterende nettverksprotokoller og tjenester til et enkelt problem å løse, og lar OT-verdenen dra nytte av 30 år med IT-innovasjon. Næringen har nå muligheten til å bygge én felles nettverksinfrastruktur for anlegg.

Når Ethernet fyller 40 år, har jeg vært spent på hastighet siden de første dagene.

ETHERNET: GLOBAL CONNECTIVITY TECHNOLOGY – NATHAN TRACY, ETHERNET ALLIANCE OG TE CONNECTIVITY

2020 vil bringe enda et evolusjonært skritt i veksten og dominansen til Ethernet som en global kommunikasjonsteknologi. Den samme kjerneteknologien som ga kostnadseffektiv LAN-kommunikasjon i kontorsektoren for 40 år siden fortsetter å finne veien inn i nye markeder ettersom alle ønsker å dra nytte av kostnadene, ytelsen og fleksibiliteten som Ethernet tilbyr.

Nye applikasjoner som vil utvikle Ethernet-løsninger i 2020 inkluderer kablede Ethernet-nettverk i bolig- og kommersielle kjøretøy med hastigheter over 10 Gbps, samt utvikling av optiske Ethernet-nettverk for transportindustrien. De fleste er allerede klar over utviklingen av autonome kjøretøy og deres krav. Imidlertid vil sensorene, kameraene og kontrollsystemene som vil muliggjøre et slikt teknisk vidunder også kreve et høyytelses Ethernet-nettverk for å beskytte beboerne, som også kan gi alle nettverksfordelene med individuell klimakontroll og separat lyd- og videounderholdning. Samtidig skal nettverket sørge for at sikkerhetsrelatert trafikk prioriteres fremfor komfort- og underholdningsrelatert trafikk..

Nathan Tracey, leder, industristandarder, TE Connectivity

For industrielle, kommersielle, bil- og hjemmeapplikasjoner vil vi se en utvidelse av den uttalte ytelsen til Power over Ethernet (PoE) ettersom nye PoE-alternativer blir dokumentert og brakt på markedet for et bredt spekter av nye applikasjoner og systemer - fra smarte bygninger til apparater og tingenes internett, sensorer og kontroller. For å sikre at PoE-produkter som markedsføres som oppfyller disse ytelsesnivåene er testet av sertifiserte tredjepartslaboratorier, vil Ethernet Alliance rulle ut neste fase av sitt PoE-sertifiseringsprogram. Et annet område med rask adopsjon av ny Ethernet-teknologi er applikasjoner for å koble hjemmene og virksomhetene våre til kjernenettverket gjennom utvikling av neste generasjons Passive Optical Network (PON)-teknologi, som vil levere samlede hastigheter på 50 Gbps på tvers av nettverk. når minst 50 km.

Nye høyere Ethernet-datahastigheter vil også komme på markedet for å møte behovene til nye videointensive applikasjoner tilgjengelig gjennom skynettverk. For å matche datahastigheter som 100 Gbps, 200 Gbps og 400 Gbps, utvikler teknologer nye materialer og nye arkitekturer som vil tillate disse hastighetene å gå utover det som ikke var mulig tidligere. Ved å bruke kraftige modelleringsverktøy og bygge på tidligere erfaringer, men med nye materialer, vil vi se Ethernet-utstyr, optiske moduler, kontakter og kabler som gjør det mulig for hyperskalerings- eller skydatasenteroperatører å skalere opp til nye ytelsesnivåer og levere nye tjenester.

Faktisk vil 2020 ikke bare være året IEEE 802.3 fyller 40 år, men også året for fortsatt ekspansjon og vekst i neste generasjons Ethernet-applikasjoner, ytelse og datahastigheter.

ETHERNET VIL FORTSETTE Å EKVIDERE TIL NYE MARKED – JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE OG HG GENUINE USA

I 2020 vil Ethernet fortsette å utvide seg til nye markeder og applikasjoner. Ethernet erstatter gradvis mange alternative spesialiserte protokoller på grunn av dets mange fordeler og omfanget av besparelser. Og ettersom båndbreddekravene fortsetter å vokse eksponentielt, måtte Ethernet ikke bare bli raskere, men også bevege seg mot mer komplekse modulasjonsformater og større parallellisering. I stedet for bits per sekund snakker vi nå om baudrate; serielle kanaler er nå N-serielle kanaler med innebygde rammemarkører for å sikre justering. Hvis vi går tilbake og ser på det store bildet, har Ethernet utviklet seg fra en punkt-til-punkt kommunikasjonskobling til grunnlaget for distribuerte datanettverk overalt..

Jim Theodoras, visepresident for forskning og utvikling, HG Genuine USA

Mer detaljert vil 2020 være nok en milepæl for Ethernet med introduksjonen av 112 Gbps-produktlinjen. Selv om 100 Gigabit Ethernet ikke er nytt, gjør å oppnå denne hastigheten på serielle koblinger ikke bare den tredje generasjonen av kostnadsoptimaliserte 100 Gigabit Ethernet-produkter tilgjengelig, men muliggjør også andre generasjon av 400 Gigabit Ethernet og den første 800 Gigabit per sekund. I Ethernet-økosystemet vil alt måtte hoppe fremover for å fungere raskere, bredere og i mer komplekse modulasjonsformater. Den første generasjonen av 400-Gigabit klientoptiske transceivere basert på 8x28Gbaud PAM4 vil begynne å sendes. Samtidig vil de første 800 Gigabit/s-klientene bli demonstrert i 8x100 Gigabit Ethernet og 2x400 Gigabit Ethernet. Løftet om billigere seriekoblinger i form av 400G-ZR er endelig i ferd med å bli realisert.

Siden de fleste optiske transceivere og aktive optiske kabler forbrukes i lokale nettverk, er det bare fornuftig å minimere overhead og koble optikken direkte til silisium-IC-ene inne i disse fibrene. Sampakket optikk er langt fra produksjonsklar, men innen 2020 vil kritisk arbeid skje bak kulissene ettersom Ethernet-industrien flytter sine tekniske muskler og utviklingsmidler mot å integrere optisk kommunikasjon direkte på silisiumformen.

ETHERNET ØKOSYSTEM OG SKYMASKIN LÆRING - ROB STENE, ETHERNET ALLIANCE OG BROADCOM

Vekst i global nettverkskapasitet på tvers av alle sektorer har tradisjonelt vært drevet av to hovedfaktorer; legge til brukere og legge til nye applikasjoner. Mens antallet brukere fortsetter å vokse, blir det overskygget av båndbreddekravene drevet av nye applikasjoner som til slutt krever bruk av nye nettverksteknologier for å møte etterspørselen. En slik applikasjonsklasse som driver eksponentiell vekst de siste årene er kunstig intelligens og maskinlæring (ML), spesielt konvolusjonelle dype nevrale nettverk.

Utrulling av et ML-system involverer to faser. For det første må nevrale nettverksmodeller trenes ved hjelp av treningsdatasett. Når trente modeller er funnet å være tilstrekkelig nøyaktige, sendes de til inferensmotorer, der sluttapplikasjoner kan bruke den trente modellen til å forutsi (eller "utlede") resultater gitt klassifiseringen av eksterne data eller spørringer..

Rob Stone, Distinguished Engineer, Broadcom

For å fremskynde ML-treningsprosessen, brukes parallellisering som involverer flere separate treningsnoder. Dette resulterer i strenge nettverkskrav for distribusjon av treningsdata mellom noder, så vel som under den påfølgende treningsprosessen ettersom parametere utveksles mellom noder for å forbedre modellnøyaktigheten. Under inferens legger sluttapplikasjonen vekt på å returnere resultatet raskt for å minimere latenstiden som er synlig for sluttbrukeren, og derfor er lav latenstid kritisk. Av disse grunnene har alle store hyperskaleringsoperatører nå distribuert sin egen ML-maskinvare, og noen tilbyr cloud ML som en tjeneste for sluttbrukerapplikasjoner. Konkurranse mellom ulike ML-skytjenester tvinger operatører til å fortsette å investere i nettverksinfrastrukturoppgraderinger for å forbli konkurransedyktige, noe som igjen driver Ethernet-fellesskapet til å svare på teknologier som støtter økte båndbreddekrav med utfordringene med å opprettholde en akseptabel kraft- og kostnadsprofil.

Imidlertid er disse interne ML-systemene ubrukelige med mindre inngangsdataene kan samles inn og sendes til slutningsmotorer for å lage spådommer. Enheter som autonome kjøretøy, industrielle IoT og smarte hjem, kontorer og byer bruker et mangfoldig sett med tilkoblingsteknologier, trådløst (personlige nettverk så vel som lokale nettverk eller WiFi), kablet inkludert bruk av Power over Ethernet-teknologier og mobilnettverk (LTE og 5G). Alle disse teknologiene utnytter Ethernet-økosystemet for å skape kostnadseffektive, svært interoperable løsninger.

Nathan Tracy sitter for tiden i styret for Ethernet Alliance og har vært aktivt involvert i organisasjonen de siste årene. Han er teknolog i System Architecture-teamet og industristandardlederen for forretningsenheten Data and Devices ved TE Connectivity, ansvarlig for å utvikle standarder og jobbe med nøkkelkunder for å lage nye systemarkitekturer. Nathan er også et aktivt medlem av flere bransjeforeninger, og fungerer for tiden som president og styremedlem i OIF og deltar regelmessig og bidrar til IEEE 802.3 og COBO.

Jim Theodoras er medlem av Ethernet-styret og visepresident for forskning og utvikling ved HG Genuine USA. Han er en erfaren optisk kommunikasjonsekspert med en dokumentert merittliste for å skape nye inntektsstrømmer gjennom en kombinasjon av kreativitet, markedsanalyse, kundeengasjement, tverrfunksjonelt teamarbeid og støtte. Han har over 30 års erfaring i elektronikk- og optikkindustrien, og dekker et bredt spekter av ulike emner. Jim er tidligere president for Ethernet Alliance og tidligere optisk kommunikasjonsredaktør for IEEE Communications Magazine. Han har 20 patenter innen telekommunikasjon og er en hyppig bidragsyter til industripublikasjoner.

Rob Stone, Ethernet Alliance Board of Directors, er en fremtredende ingeniør i Broadcoms Switch Architecture-team, som spesialiserer seg på datasenterforbindelser, protokoll- og portdesign. Han er en aktiv deltaker i en rekke bransjeorganisasjoner, inkludert IEEE 802.3, COBO og andre MSA-moduler, og har ledet MSA RCx og 25G Ethernet Technical Working Group. Rob har over 18 års bransjeerfaring med å bringe kommunikasjonsteknologi til markedet. Han har hatt tekniske og lederstillinger hos Intel, Infinera, Emcore, Skorpios og Bandwidth 9.

Peter Jones er styreleder i Ethernet Alliance og en fremtredende ingeniør i Cisco Enterprise Hardware-gruppen. Han jobber med nye teknologier og systemarkitekturer for Cisco-svitsje-, ruting- og trådløse produkter, samt Cisco IoT-nettverksprodukter. Han var en nøkkelfigur i utviklingen av bryterne i Catalyst 3850, Catalyst 3650 og Catalyst 9000. I tillegg til rollen som styreleder i Ethernet Alliance, er Peter også leder av Ethernet Alliance Single Pair Ethernet underkomité, deltar i IEEE 802.3, og leder NBASE-T-alliansen.

I følge etablert tradisjon venter vi på dine kommentarer og inviterer alle til gratis webinar, der vi vil vurdere driften av VRRP/HSRP-protokollene. Vi vil analysere tilfeller der det er nødvendig å bruke redundante gateway-protokoller, og også undersøke forskjellene mellom protokollene og sammenligne driften av HSRP/VRRP med GLBP.

Kilde: www.habr.com