IEEE P802.3ba, standardul pentru transmiterea datelor prin canale Ethernet de 100 gigabiți (100GbE), a fost dezvoltat între 2007 și 2010 [3], dar a câștigat o adopție largă abia în 2018 [5]. De ce tocmai în 2018, și nu mai devreme? Și de ce imediat în cantități mari? Există cel puțin cinci motive…
IEEE P802.3ba a fost dezvoltat, în primul rând, pentru a satisface nevoile centrelor de date și ale punctelor de schimb de trafic de internet (între operatori independenți); precum și pentru a asigura funcționarea neîntreruptă a serviciilor web consumatoare de resurse, cum ar fi portalurile cu mult conținut video (de exemplu, YouTube); și pentru a efectua calculuri de înaltă performanță. [3] Utilizatorii obișnuiți de internet contribuie, de asemenea, la modificarea cerințelor de lățime de bandă: mulți au camere digitale și doresc să transmită conținutul pe care l-au filmat prin internet. Astfel, volumul de conținut circulant pe internet devine tot mai mare în timp. Atât la nivel profesional, cât și la nivel de consum. În toate aceste cazuri, la transmiterea datelor dintr-un domeniu în altul, capacitatea totală a nodurilor cheie din rețea a depășit cu mult capacitățile porturilor 10GbE. [1] Acest lucru a determinat apariția noului standard: 100GbE.
Centrele de date mari și furnizorii de servicii cloud deja adoptă activ 100GbE și plănuiesc, în câțiva ani, să treacă gradual la 200GbE și 400GbE. În același timp, se urmăresc deja viteze ce depășesc un terabit. [6] Deși unele dintre marile furnizori doar anul trecut au adoptat 100GbE (de exemplu, Microsoft Azure). Centrele de date care efectuează calculări de înaltă performanță pentru servicii financiare, platforme guvernamentale, platforme de petrol și gaze și utilități au început, de asemenea, migrarea către 100GbE. [5]
În centrele de date corporative, cererea pentru lățimea de bandă este ceva mai mică: abia recent, 10GbE a devenit o necesitate stringentă, nu o lux. Totuși, având în vedere că ritmul consumului de trafic crește tot mai rapid, este puțin probabil ca 10GbE să rămână relevant în centrele de date corporative pentru încă 10 sau chiar 5 ani. În schimb, vom asista la o tranziție rapidă către 25GbE și și mai rapidă către 100GbE. [6] Asta deoarece, după cum observă analiștii Intel, intensitatea traficului în centrele de date crește anual cu 25%. [5]
Analiștii Dell și Hewlett Packard afirmă [4] că anul 2018 este anul 100GbE pentru centrele de date. În august 2018, livrările de echipamente 100GbE au depășit de două ori livrările din întreg anul 2017. Iar ritmul livrărilor continuă să crească, pe măsură ce centrele de date au început să se abată în masă de la 40GbE. Se estimează că până în 2022 vor fi livrate anual 19,4 milioane de porturi 100GbE (în 2017, pentru comparație, acest număr era de 4,6 milioane). [4] În ceea ce privește costurile, în 2017 au fost cheltuite 7 miliarde de dolari pentru porturi 100GbE, iar în 2020, potrivit estimărilor, se vor cheltui aproximativ 20 de miliarde de dolari (vezi figura 1). [1]
Figura 1. Statistici și prognoze ale cererii pentru echipamente de rețea
De ce acum? 100GbE nu este o tehnologie nouă, așa că de ce totuși acum se dezvoltă atât de mult interes în jurul ei?
1) Pentru că această tehnologie a ajuns la maturitate și a devenit mai accesibilă. Anul 2018 a reprezentat momentul în care utilizarea platformelor de centre de date cu porturi de 100 de gigabiți a devenit mai rentabilă decât "stivuirea" mai multor platforme de 10 gigabiți. Exemplu: Ciena 5170 (vezi figura 2) – o platformă compactă ce oferă o capacitate combinată de 800GbE (4x100GbE, 40x10GbE). Dacă pentru a asigura lățimea de bandă necesară sunt necesare mai multe porturi de 10 gigabiți, atunci costurile pentru echipamente suplimentare, spațiu suplimentar ocupat, consum excesiv de energie, întreținere curentă, piese de schimb suplimentare și sisteme de răcire suplimentare se adună într-o sumă considerabilă. [1] De exemplu, specialiștii Hewlett Packard, analizând avantajele potențiale ale tranziției de la 10GbE la 100GbE, au ajuns la următoarele cifre: performanță mai bună (cu 56%), costuri totale mai mici (cu 27%), consum de energie mai redus (cu 31%), simplificarea conexiunilor de cabluri (cu 38%). [5]
Figura 2. Ciena 5170: exemplu de platformă cu porturi de 100 Gbps
2) Juniper și Cisco au creat în sfârșit cipurile lor ASIC pentru comutatoarele 100GbE. [5] Acesta este un dovadă elocventă a faptului că tehnologia 100GbE este cu adevărat maturizată. Motivul este că cipurile ASIC sunt rentabile doar atunci când, pe de o parte, logica implementată pe acestea nu necesită modificări în viitorul apropiat și, pe de altă parte, atunci când se fabrică un număr mare de cipuri identice. Juniper și Cisco nu ar produce aceste ASIC fără a fi siguri de maturitatea 100GbE.
3) Pentru că Broadcom, Cavium și Mellanox Technologie au început să producat procesoare cu suport pentru 100GbE, iar aceste procesoare sunt deja utilizate în comutatoarele unor producători precum Dell, Hewlett Packard, Huawei Technologies, Lenovo Group etc. [5]
4) Pentru că serverele montate în rack-uri sunt din ce în ce mai dotate cu cele mai recente adaptoare de rețea Intel (vezi figura 3), cu două porturi de 25 Gbps, și uneori chiar cu adaptoare de rețea convergente cu două porturi de 40 Gbps (XXV710 și XL710). {Figura 3. Cele mai recente adaptoare de rețea Intel: XXV710 și XL710}
5) Pentru că echipamentele 100GbE au compatibilitate înapoi, ceea ce simplifică implementarea: se pot reutiliza cablurile deja instalate (este suficient să conectați un nou transceiver la acestea).
În plus, disponibilitatea 100GbE ne pregătește pentru noi tehnologii, cum ar fi „NVMe over Fabrics” (de exemplu, Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD; vezi figura 4) [8, 10], „Storage Area Network” (SAN) / „Software Defined Storage” (vezi figura 5) [7], RDMA [11], care fără 100GbE nu ar putea să-și realizeze pe deplin potențialul.
Figura 4. Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD
Figura 5. „Storage Area Network” (SAN) / „Software Defined Storage”
În sfârșit, ca un exemplu exotic al aplicabilității practice a tehnologiilor 100GbE și a tehnologiilor înrudite de mare viteză, putem menționa norul științific al Universității Cambridge (vezi fig. 6), care este construit pe baza comutatoarelor Ethernet 100GbE (Spectrum SN2700) – pentru a asigura, printre altele, funcționarea eficientă a stocării distribuite NexentaEdge SDS, care poate suprasolicita cu ușurință rețeaua 10/40GbE. [2] Astfel de nori științifici de înaltă performanță sunt desfășurați pentru a rezolva cele mai diverse probleme științifice aplicate [9, 12]. De exemplu, medicii cercetători utilizează astfel de nori pentru decodificarea genomului uman, iar canalele 100GbE sunt folosite pentru transferul de informații între grupurile de cercetare ale universităților.
Figura 6. Fragment din norul științific al Universității Cambridge
Bibliografie
- John Hawkins. // 2017.
- Amit Katz. // 2016.
- Margaret Rouse. .
- David Graves. // 2018.
- Mary Branscombe. // 2018.
- Jarred Baker. // 2017.
- Tom Clark. Proiectarea Rețelelor de Stocare: O Referință Practică pentru Implementarea Fibre Channel și IP SAN. 2003. 572p.
- James O’Reilly. Stocarea Rețelei: Instrumente și Tehnologii pentru Stocarea Datelor Companiei Tale // 2017. 280p.
- James Sullivan. Competiția de Clustere pentru Studenți 2017, Echipa Universității Texas din Austin/Universitatea de Stat Texas: Reproducerea vectorizării potențialului multibody Tersoff pe arhitecturile Intel Skylake și NVIDIA V100 // Calcul Paralel. v.79, 2018. pp. 30-35.
- Manolis Katevenis. Următoarea Generație de Sisteme de Exascale: Proiectul ExaNeSt // Microprocesoare și Microsisteme. v.61, 2018. pp. 58-71.
- Hari Subramoni. RDMA peste Ethernet: Un Studiu Preliminar // Actele Atelierului pe Interconexiuni de Înaltă Performanță pentru Calcul Distributed. 2009.
- Chris Broekema. Transferuri de Date Eficiente Energetic în Astronomia Radio cu Software UDP RDMA // Sisteme Computerizate de Generație Viitoare. v.79, 2018. pp. 215-224.
PS. Articolul a fost publicat inițial în .
Numai utilizatorii înregistrați pot participa la sondaj. , vă rugăm.
De ce au început centrele de date mari să facă trecerea masivă la 100GbE?
De fapt, nimeni nu a început încă să se transforme...
Pentru că această tehnologie a ajuns la maturitate și a devenit mai accesibilă
Pentru că Juniper și Cisco au creat ASIC-uri pentru comutatoarele 100GbE
Pentru că Broadcom, Cavium și Mellanox Technologies au adăugat suport pentru 100GbE
Pentru că în servere au apărut porturi de 25 și 40 de gigabiți
Versiunea ta (scrie în comentarii)
Au votat 12 utilizatori. S-au abținut 15 utilizatori.
Sursa: habr.com
