Wpływ Ethernetu na sieci w 2020 roku

Tłumaczenie artykułu zostało przygotowane specjalnie dla studentów kursu "Inżynier sieci". Zapisy na kurs są już otwarte.

POWRÓT DO PRZYSZŁOŚCI DZIĘKI JEDNOPAROWEJ ETHERNET 10MB/S — PETER JONES, ETHERNET ALLIANCE I CISCO

Może trudno w to uwierzyć, ale Ethernet 10Mbps po raz kolejny staje się bardzo popularnym tematem w naszej branży. Ludzie pytają mnie: „Dlaczego wracamy do lat 1980.?” Odpowiedź jest prosta i dla tych z nas, którzy wówczas pracowali w branży, jest ona znana. W tamtych czasach, zanim Ethernet stał się wszechobecny, sieci były jak na dzikim zachodzie. Każdy z nich miał własne protokoły, warstwy fizyczne, złącza itp. Jednak od tego czasu dział IT skoncentrował podstawowy zestaw technologii w kierunku sieci Ethernet, która zapewnia płynną komunikację miliardom ludzi.

Kiedy patrzę na sufit w moim biurze, widzę bezprzewodowe punkty dostępowe, które łączą się z siecią Ethernet. Zobaczę także wskaźniki, czujniki temperatury, urządzenia HVAC, oświetlenie wyjściowe i wiele innych typów urządzeń, które z kolei tego nie robią. Świat „Technologii Operacyjnej” wygląda jak IT z lat 90-tych, z tak szeroką gamą warstw fizycznych i protokołów, że wydaje się, jakby każdy wymyślił swój własny (tutaj połączenie).

Peter Jones, wybitny inżynier, Cisco

Jednoparowa sieć Ethernet 10 Mb/s (10SPE) została zatwierdzona przez IEEE w listopadzie 2019 r. i dodała dwie nowe specyfikacje warstwy fizycznej do obsługi danych i zasilania na dystansie 1000 m pojedynczej skrętki miedzianej, a także łączności wielolinkowej z 8 węzłami na 25 kabel m. . Te cechy sprawiają, że wyjątkowo nadaje się do obsługi sieci Ethernet w budynkach i sieciach automatyki przemysłowej. Projekt Advanced Physical Layer (APL) opiera się na 10SPE do zastosowań w lokalizacjach niebezpiecznych.

10SPE powstał z myślą o zaspokojeniu potrzeb użytkowników z zakresu automatyki budynków i automatyki przemysłowej oraz uproszczenia i przyspieszenia przejścia na Ethernet. Dzięki temu przyjęcie istniejących protokołów i usług sieciowych jest łatwym do rozwiązania problemem, dzięki czemu świat OT może skorzystać z 30 lat innowacji IT. Branża ma teraz możliwość zbudowania jednej, wspólnej infrastruktury sieciowej dla obiektów.

Ponieważ Ethernet kończy 40 lat, od samego początku byłem podekscytowany szybkością.

ETHERNET: GLOBALNA TECHNOLOGIA ŁĄCZNOŚCI — NATHAN TRACY, ETHERNET ALLIANCE I TE CONNECTIVITY

Rok 2020 przyniesie kolejny krok ewolucyjny w rozwoju i dominacji Ethernetu jako globalnej technologii komunikacyjnej. Ta sama podstawowa technologia, która 40 lat temu zapewniła opłacalną komunikację LAN w sektorze biurowym, w dalszym ciągu trafia na nowe rynki, ponieważ każdy chce skorzystać z kosztów, wydajności i elastyczności, jaką oferuje Ethernet.

Nowe zastosowania, które rozwiną rozwiązania Ethernet w 2020 r., obejmują przewodowe sieci Ethernet w pojazdach mieszkalnych i użytkowych o prędkościach większych niż 10 Gb/s, a także rozwój optycznych sieci Ethernet dla branży transportowej. Większość jest już świadoma rozwoju pojazdów autonomicznych i związanych z nimi wymagań. Jednak czujniki, kamery i systemy sterowania, które umożliwią dokonanie takiego cudu inżynierii, będą również wymagały wysokowydajnej sieci Ethernet w celu ochrony pasażerów, która może również zapewnić wszystkie korzyści sieciowe, takie jak indywidualna klimatyzacja oraz oddzielna rozrywka audio i wideo. Jednocześnie sieć musi zapewniać pierwszeństwo ruchu związanego z bezpieczeństwem przed ruchem związanym z komfortem i rozrywką..

Nathan Tracey, menedżer ds. standardów branżowych, TE Connectivity

W zastosowaniach przemysłowych, komercyjnych, motoryzacyjnych i domowych zaobserwujemy wzrost deklarowanej wydajności technologii Power over Ethernet (PoE) w miarę dokumentowania i wprowadzania na rynek nowych opcji PoE dla szerokiej gamy nowych aplikacji i systemów – od inteligentnych budynków po urządzenia i Internet rzeczy, czujniki i elementy sterujące. Aby mieć pewność, że produkty PoE sprzedawane jako spełniające te poziomy wydajności zostały przetestowane przez certyfikowane laboratoria zewnętrzne, Ethernet Alliance przeprowadzi kolejną fazę swojego programu certyfikacji PoE. Kolejnym obszarem szybkiego przyjęcia nowej technologii Ethernet są aplikacje umożliwiające połączenie naszych domów i firm z siecią rdzeniową poprzez rozwój technologii pasywnej sieci optycznej (PON) nowej generacji, która zapewni łączną prędkość 50 Gb/s w sieciach. osiągając co najmniej 50 km.

Na rynku pojawią się także nowe, wyższe prędkości transmisji danych w sieci Ethernet, aby sprostać potrzebom nowych aplikacji intensywnie korzystających z wideo, dostępnych za pośrednictwem sieci w chmurze. Aby dorównać szybkościom transmisji danych, takim jak 100 Gb/s, 200 Gb/s i 400 Gb/s, technolodzy opracowują nowe materiały i nowe architektury, które umożliwią osiągnięcie tych prędkości wykraczających poza to, co nie było możliwe w przeszłości. Korzystając z potężnych narzędzi do modelowania i opierając się na wcześniejszych doświadczeniach, ale przy użyciu nowych materiałów, zobaczymy sprzęt Ethernet, moduły optyczne, złącza i kable, które umożliwią operatorom hiperskalowych lub chmurowych centrów danych skalowanie do nowego poziomu wydajności i świadczenie nowych usług.

Rzeczywiście, rok 2020 będzie nie tylko rokiem, w którym IEEE 802.3 skończy 40 lat, ale także rokiem ciągłej ekspansji i wzrostu aplikacji Ethernet nowej generacji, wydajności i szybkości transmisji danych.

ETHERNET BĘDZIE KONTYNUOWAĆ EKSPANSJĘ NA NOWE RYNKI – JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE I HG GENUINE USA

W 2020 r. Ethernet będzie nadal rozszerzał swoją działalność na nowe rynki i zastosowania. Ethernet stopniowo wypiera wiele alternatywnych protokołów specjalistycznych ze względu na swoje liczne zalety i skalę oszczędności. Ponieważ wymagania dotyczące przepustowości stale rosną wykładniczo, Ethernet musiał nie tylko stać się szybszy, ale także przejść w kierunku bardziej złożonych formatów modulacji i większej równoległości. Zamiast bitów na sekundę mówimy teraz o szybkości transmisji; kanały szeregowe są teraz kanałami szeregowymi typu N z wbudowanymi znacznikami ramek zapewniającymi wyrównanie. Jeśli cofniemy się i spojrzymy z szerszej perspektywy, Ethernet ewoluował od łącza komunikacyjnego punkt-punkt do podstawy rozproszonych sieci komputerowych na całym świecie..

Jim Theodoras, wiceprezes ds. badań i rozwoju, HG Original USA

Mówiąc bardziej szczegółowo, rok 2020 będzie kolejnym kamieniem milowym dla sieci Ethernet wraz z wprowadzeniem linii produktów 112 Gb/s. Chociaż 100 Gigabit Ethernet nie jest niczym nowym, osiągnięcie tej prędkości na łączach szeregowych nie tylko udostępnia trzecią generację zoptymalizowanych kosztowo produktów 100 Gigabit Ethernet, ale także umożliwia drugą generację 400 Gigabit Ethernet i pierwsze 800 Gigabit na sekundę. W ekosystemie Ethernet wszystko będzie musiało pójść do przodu, aby działać szybciej, szerzej i w bardziej złożonych formatach modulacji. Rozpocznie się dostawa pierwszej generacji 400-gigabitowych klienckich transceiverów optycznych opartych na 8x28 Gb/s PAM4. W tym samym czasie zostaną zademonstrowani pierwsi klienci 800 Gigabit/s w sieciach 8x100 Gigabit Ethernet i 2x400 Gigabit Ethernet. Obietnica tańszych łączy szeregowych w postaci 400G-ZR wreszcie się spełni.

Ponieważ większość transceiverów optycznych i aktywnych kabli optycznych jest zużywana w sieciach lokalnych, sensowne jest jedynie minimalizowanie narzutu i bezpośrednie podłączanie optyki do krzemowych układów scalonych wewnątrz tych włókien. Optyka w pakietach jest jeszcze daleka od gotowości do produkcji, ale do 2020 r. za kulisami będą toczyć się krytyczne prace, ponieważ branża Ethernet zacznie zwiększać swoje siły techniczne i fundusze rozwojowe w kierunku integracji komunikacji optycznej bezpośrednio na matrycy krzemowej.

EKOSYSTEM ETHERNET I Uczenie maszynowe w chmurze — ROB STONE, ETHERNET ALLIANCE I BROADCOM

Wzrost globalnej przepustowości sieci we wszystkich sektorach jest tradycyjnie napędzany dwoma głównymi czynnikami; dodawanie użytkowników i dodawanie nowych aplikacji. Chociaż liczba użytkowników stale rośnie, jest ona niewielka w porównaniu z zapotrzebowaniem na przepustowość wynikającym z nowych aplikacji, które ostatecznie wymagają użycia nowych technologii sieciowych, aby zaspokoić popyt. Jedną z takich klas zastosowań, która w ostatnich latach napędza wykładniczy rozwój, jest sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe (ML), w szczególności głębokie sieci neuronowe splotowe.

Wdrożenie systemu uczenia maszynowego obejmuje dwie fazy. Po pierwsze, modele sieci neuronowych muszą zostać przeszkolone przy użyciu szkoleniowych zbiorów danych. Gdy wyszkolone modele okażą się wystarczająco dokładne, są one przekazywane do silników wnioskowania, gdzie aplikacje końcowe mogą używać przeszkolonego modelu do przewidywania (lub „wnioskowania”) wyników na podstawie klasyfikacji danych zewnętrznych lub zapytań..

Rob Stone, wybitny inżynier, Broadcom

Aby przyspieszyć proces uczenia ML, stosuje się równoległość obejmującą kilka oddzielnych węzłów szkoleniowych. Powoduje to rygorystyczne wymagania sieciowe dotyczące dystrybucji danych szkoleniowych pomiędzy węzłami, a także podczas późniejszego procesu uczenia, gdy parametry są wymieniane między węzłami w celu poprawy dokładności modelu. Podczas wnioskowania aplikacja końcowa kładzie nacisk na szybkie zwrócenie wyniku, aby zminimalizować opóźnienia widoczne dla użytkownika końcowego, dlatego też małe opóźnienie ma kluczowe znaczenie. Z tych powodów wszyscy główni operatorzy hiperskali wdrożyli już własny sprzęt do uczenia maszynowego, a niektórzy oferują uczenie maszynowe w chmurze jako usługę dla aplikacji dla użytkowników końcowych. Konkurencja między różnymi usługami w chmurze ML zmusza operatorów do dalszego inwestowania w modernizację infrastruktury sieciowej, aby zachować konkurencyjność, co z kolei skłania społeczność Ethernet do reagowania na technologie obsługujące zwiększone wymagania dotyczące przepustowości, stawiając czoła wyzwaniom związanym z utrzymaniem akceptowalnego profilu mocy i kosztów.

Jednakże te wewnętrzne systemy uczenia maszynowego są bezużyteczne, jeśli nie można zebrać danych wejściowych i wysłać ich do silników wnioskowania w celu dokonania prognoz. Urządzenia takie jak pojazdy autonomiczne, przemysłowy IoT i inteligentne domy, biura i miasta wykorzystują różnorodny zestaw technologii łączności, bezprzewodowej (sieci osobiste, a także sieci lokalne lub WiFi), przewodowej, w tym z wykorzystaniem technologii Power over Ethernet, oraz komórkowej (LTE i 5G). Wszystkie te technologie wykorzystują ekosystem Ethernet do tworzenia opłacalnych, wysoce interoperacyjnych rozwiązań.

Nathan Tracy zasiada obecnie w zarządzie Ethernet Alliance i od kilku lat aktywnie uczestniczy w tej organizacji. Jest technologiem w zespole Architektury Systemów i kierownikiem ds. standardów branżowych w jednostce biznesowej Data and Devices w TE Connectivity, odpowiedzialnym za opracowywanie standardów i współpracę z kluczowymi klientami w celu tworzenia nowych architektur systemów. Nathan jest także aktywnym członkiem kilku stowarzyszeń branżowych, obecnie pełni funkcję prezesa i członka zarządu OIF oraz regularnie uczestniczy w pracach nad standardami IEEE 802.3 i COBO oraz wnosi w nie swój wkład.

Jim Theodoras jest członkiem rady dyrektorów Ethernetu i wiceprezesem ds. badań i rozwoju w HG Authentic USA. Jest doświadczonym specjalistą w dziedzinie komunikacji optycznej z udokumentowanym doświadczeniem w tworzeniu nowych źródeł przychodów poprzez połączenie kreatywności, analizy rynku, zaangażowania klientów, międzyfunkcyjnej pracy zespołowej i wsparcia. Posiada ponad 30-letnie doświadczenie w branży elektroniki i optyki, obejmujące szeroki zakres różnorodnej tematyki. Jim jest byłym prezesem Ethernet Alliance i byłym redaktorem ds. komunikacji optycznej w magazynie IEEE Communications. Posiada 20 patentów w dziedzinie telekomunikacji i jest częstym współpracownikiem publikacji branżowych.

Rob Stone, członek zarządu Ethernet Alliance, jest wybitnym inżynierem w zespole Switch Architecture firmy Broadcom, specjalizującym się w połączeniach wzajemnych, protokołach i projektowaniu portów w centrach danych. Jest aktywnym uczestnikiem wielu organizacji branżowych, w tym IEEE 802.3, COBO i innych modułów MSA, a także przewodniczy technicznej grupie roboczej MSA RCx i 25G Ethernet. Rob ma ponad 18-letnie doświadczenie w branży we wprowadzaniu technologii komunikacyjnych na rynek. Zajmował stanowiska techniczne i kierownicze w firmach Intel, Infinera, Emcore, Skorpios i Bandwidth 9.

Peter Jones jest prezesem zarządu Ethernet Alliance i wybitnym inżynierem w grupie Cisco Enterprise Hardware. Pracuje nad nowymi technologiami i architekturami systemów dla produktów przełączających, routingowych i bezprzewodowych Cisco, a także produktów Cisco IoT Networking. Odegrał kluczową postać w rozwoju przełączników serii Catalyst 3850, Catalyst 3650 i Catalyst 9000. Oprócz swojej roli przewodniczącego stowarzyszenia Ethernet Alliance, Peter przewodniczy także podkomitetowi Ethernet Alliance Single Pair Ethernet, uczestniczy w pracach nad normami IEEE 802.3, i przewodniczy sojuszowi NBASE-T.

Zgodnie z ustaloną tradycją czekamy na Państwa uwagi i zapraszamy wszystkich do udziału bezpłatne webinarium, w ramach którego rozważymy działanie protokołów VRRP/HSRP. Przeanalizujemy przypadki, w których konieczne jest zastosowanie protokołów redundantnych bramek, a także zbadamy różnice pomiędzy protokołami i porównamy działanie HSRP/VRRP z GLBP.

Źródło: www.habr.com