IEEE P802.3ba, tiêu chuẩn truyền dữ liệu qua 100 Gigabit Ethernet (100GbE), được phát triển từ năm 2007 đến năm 2010 [3], nhưng chỉ trở nên phổ biến vào năm 2018 [5]. Tại sao là vào năm 2018 mà không phải sớm hơn? Và tại sao ngay lập tức lũ lượt? Có ít nhất XNUMX lý do cho việc này...
IEEE P802.3ba được phát triển chủ yếu nhằm đáp ứng nhu cầu của các trung tâm dữ liệu và nhu cầu của các điểm trao đổi lưu lượng Internet (giữa các nhà khai thác độc lập); cũng như để đảm bảo hoạt động liên tục của các dịch vụ web sử dụng nhiều tài nguyên, chẳng hạn như các cổng có lượng lớn nội dung video (ví dụ: YouTube); và cho tính toán hiệu năng cao. [3] Người dùng Internet thông thường cũng đang góp phần thay đổi nhu cầu băng thông: Nhiều người có máy ảnh kỹ thuật số và mọi người muốn truyền phát nội dung họ chụp qua Internet. Cái đó. Khối lượng nội dung lưu hành trên Internet ngày càng lớn hơn theo thời gian. Cả ở cấp độ chuyên nghiệp và người tiêu dùng. Trong tất cả các trường hợp này, khi truyền dữ liệu từ miền này sang miền khác, tổng thông lượng của các nút mạng quan trọng từ lâu đã vượt quá khả năng của các cổng 10GbE. [1] Đây là lý do cho sự xuất hiện của một tiêu chuẩn mới: 100GbE.
Các trung tâm dữ liệu lớn và nhà cung cấp dịch vụ đám mây đã tích cực sử dụng 100GbE và có kế hoạch chuyển dần sang 200GbE và 400GbE trong vài năm tới. Đồng thời, họ đang xem xét tốc độ vượt quá terabit. [6] Mặc dù có một số nhà cung cấp lớn chỉ chuyển sang 100GbE vào năm ngoái (ví dụ: Microsoft Azure). Các trung tâm dữ liệu chạy điện toán hiệu năng cao cho các dịch vụ tài chính, nền tảng chính phủ, nền tảng dầu khí và các tiện ích cũng đã bắt đầu chuyển sang 100GbE. [5]
Trong các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp, nhu cầu về băng thông có phần thấp hơn: chỉ gần đây 10GbE mới trở thành một thứ cần thiết hơn là một thứ xa xỉ ở đây. Tuy nhiên, khi tốc độ tiêu thụ lưu lượng ngày càng tăng nhanh, khó có khả năng 10GbE sẽ tồn tại trong các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp trong ít nhất 10 hoặc thậm chí 5 năm. Thay vào đó, chúng ta sẽ thấy tốc độ chuyển đổi nhanh chóng lên 25GbE và thậm chí còn nhanh hơn tới 100GbE. [6] Bởi vì, như các nhà phân tích của Intel lưu ý, cường độ lưu lượng truy cập bên trong trung tâm dữ liệu tăng 25% hàng năm. [5]
Các nhà phân tích từ Dell và Hewlett Packard tuyên bố [4] rằng năm 2018 là năm của 100GbE cho các trung tâm dữ liệu. Trở lại tháng 2018 năm 100, lượng giao hàng thiết bị 2017GbE cao gấp đôi so với lượng giao hàng trong cả năm 40. Và tốc độ vận chuyển tiếp tục tăng nhanh khi các trung tâm dữ liệu bắt đầu rời xa 2022GbE. Dự kiến đến năm 19,4, 100 triệu cổng 2017GbE sẽ được xuất xưởng hàng năm (năm 4,6, để so sánh, con số này là 4 triệu). [2017] Về chi phí, năm 100, 7 tỷ USD đã được chi cho các cổng 2020GbE và vào năm 20, theo dự báo, khoảng 1 tỷ USD sẽ được chi (xem Hình 1). [XNUMX]
Hình 1. Thống kê và dự báo nhu cầu thiết bị mạng
Tại sao bây giờ? 100GbE không hẳn là một công nghệ mới, vậy tại sao hiện nay lại có quá nhiều sự cường điệu xung quanh nó?
1) Bởi vì công nghệ này đã trưởng thành và trở nên rẻ hơn. Vào năm 2018, chúng tôi đã vượt quá giới hạn khi sử dụng nền tảng có cổng 100 Gigabit trong trung tâm dữ liệu trở nên tiết kiệm chi phí hơn so với việc “xếp chồng” nhiều nền tảng 10 Gigabit. Ví dụ: Ciena 5170 (xem Hình 2) là một nền tảng nhỏ gọn cung cấp thông lượng tổng hợp 800GbE (4x100GbE, 40x10GbE). Nếu cần nhiều cổng 10 Gigabit để cung cấp thông lượng cần thiết thì chi phí cho phần cứng bổ sung, không gian bổ sung, mức tiêu thụ điện năng vượt mức, bảo trì liên tục, phụ tùng thay thế bổ sung và hệ thống làm mát bổ sung sẽ cộng lại thành một khoản tiền khá nhỏ. [1] Ví dụ, các chuyên gia của Hewlett Packard, khi phân tích những lợi ích tiềm năng của việc chuyển từ 10GbE sang 100GbE, đã đưa ra các số liệu sau: hiệu suất cao hơn (56%), tổng chi phí thấp hơn (27%), mức tiêu thụ điện năng thấp hơn (31%), kết nối cáp đơn giản hóa (bằng 38%). [5]
Hình 2. Ciena 5170: nền tảng ví dụ với 100 cổng Gigabit
2) Juniper và Cisco cuối cùng đã tạo ra ASIC của riêng họ cho các thiết bị chuyển mạch 100GbE. [5] Đó là sự xác nhận hùng hồn về thực tế rằng công nghệ 100GbE đã thực sự trưởng thành. Thực tế là việc tạo ra chip ASIC chỉ mang lại hiệu quả về mặt chi phí khi thứ nhất, logic triển khai trên chúng không yêu cầu thay đổi trong tương lai gần và thứ hai là khi một số lượng lớn chip giống hệt nhau được sản xuất. Juniper và Cisco sẽ không sản xuất những ASIC này nếu không tin tưởng vào mức độ trưởng thành của 100GbE.
3) Bởi vì Broadcom, Cavium và Mellanox Technologie đã bắt đầu sản xuất bộ xử lý có hỗ trợ 100GbE và những bộ xử lý này đã được sử dụng trong các thiết bị chuyển mạch của các nhà sản xuất như Dell, Hewlett Packard, Huawei Technologies, Lenovo Group, v.v. [5]
4) Bởi vì các máy chủ đặt trong giá đỡ máy chủ ngày càng được trang bị các bộ điều hợp mạng Intel mới nhất (xem Hình 3), với hai cổng 25-Gigabit, và đôi khi thậm chí cả các bộ điều hợp mạng hội tụ với hai cổng 40-Gigabit (XXV710 và XL710). {Hình 3. Các NIC Intel mới nhất: XXV710 và XL710}
5) Bởi vì thiết bị 100GbE tương thích ngược, giúp đơn giản hóa việc triển khai: bạn có thể sử dụng lại các cáp đã được định tuyến (chỉ cần kết nối bộ thu phát mới với chúng).
Ngoài ra, sự sẵn có của 100GbE giúp chúng tôi chuẩn bị cho các công nghệ mới như “NVMe over Fabrics” (ví dụ: Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD; xem Hình 4) [8, 10], “Mạng khu vực lưu trữ” (SAN ) / “Bộ lưu trữ được xác định bằng phần mềm” (xem Hình 5) [7], RDMA [11], không có 100GbE thì không thể phát huy hết tiềm năng của chúng.
Hình 4. SSD Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe
Hình 5. “Mạng vùng lưu trữ” (SAN) / “Bộ lưu trữ được xác định bằng phần mềm”
Cuối cùng, như một ví dụ điển hình về nhu cầu thực tế đối với việc sử dụng 100GbE và các công nghệ tốc độ cao liên quan, chúng ta có thể trích dẫn đám mây khoa học của Đại học Cambridge (xem Hình 6), được xây dựng trên cơ sở 100GbE (Spectrum). Bộ chuyển mạch Ethernet SN2700) - nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả của bộ lưu trữ đĩa phân tán NexentaEdge SDS, có thể dễ dàng làm quá tải mạng 10/40GbE. [2] Những đám mây khoa học hiệu suất cao như vậy được triển khai để giải quyết nhiều vấn đề khoa học ứng dụng [9, 12]. Ví dụ, các nhà khoa học y tế sử dụng những đám mây như vậy để giải mã bộ gen của con người và các kênh 100GbE được sử dụng để truyền thông tin giữa các nhóm nghiên cứu của trường đại học.
Hình 6. Mảnh đám mây khoa học của Đại học Cambridge
Tham khảo thư loại
- John Hawkins. // 2017.
- Amit Katz. // 2016.
- Margaret Rose. .
- David Graves. // 2018.
- Mary Branscombe. // 2018.
- Jarred Baker. // 2017.
- Tom Clark. Thiết kế mạng vùng lưu trữ: Tài liệu tham khảo thực tế để triển khai kênh sợi quang và IP SAN. 2003. 572p.
- James O'Reilly. Lưu trữ mạng: Công cụ và công nghệ lưu trữ dữ liệu của công ty bạn // 2017. 280p.
- James Sullivan. Cuộc thi cụm sinh viên 2017, Đội Đại học Texas tại Đại học Bang Austin/Texas: Tái tạo vector hóa tiềm năng đa vật thể Tersoff trên kiến trúc Intel Skylake và NVIDIA V100 // Điện toán song song. câu 79, 2018. trang. 30-35.
- Manolis Katevenis. Thế hệ tiếp theo của Hệ thống lớp Exascale: Dự án ExaNeSt // Bộ vi xử lý và Hệ thống vi mô. v.61, 2018. trang. 58-71.
- Hari Subramoni. RDMA qua Ethernet: Nghiên cứu sơ bộ // Kỷ yếu của Hội thảo về kết nối hiệu suất cao cho máy tính phân tán. 2009.
- Chris Broekema. Truyền dữ liệu hiệu quả về năng lượng trong thiên văn vô tuyến bằng phần mềm UDP RDMA // Hệ thống máy tính thế hệ tương lai. câu 79, 2018. trang. 215-224.
PS. Bài viết này ban đầu được xuất bản trong .
Chỉ những người dùng đã đăng ký mới có thể tham gia khảo sát. , xin vui lòng.
Tại sao các trung tâm dữ liệu lớn bắt đầu chuyển sang 100GbE?
-
Trên thực tế, vẫn chưa có ai bắt đầu di chuyển đi đâu cả...
-
Bởi vì công nghệ này đã trưởng thành và trở nên rẻ hơn
-
Bởi vì Juniper và Cisco đã tạo ra ASIC cho thiết bị chuyển mạch 100GbE
-
Bởi vì Broadcom, Cavium và Mellanox Technologie đã bổ sung hỗ trợ 100GbE
-
Bởi vì các máy chủ hiện có cổng 25 và 40 gigabit
-
Phiên bản của bạn (viết trong phần bình luận)
12 người dùng bình chọn. 15 người dùng bỏ phiếu trắng.
Nguồn: www.habr.com