Вам будет сложно найти другую технологию, которая была бы столь же полезной, успешной и, в конечном счете, влиятельной, как Ethernet, и поскольку на этой неделе она отмечает свое 50-летие, становится ясно, что путь Ethernet еще далек от завершения.
С момента своего изобретения Бобом Меткалфом и Дэвидом Боггсом в 1973 году Ethernet постоянно расширялся и адаптировался, чтобы стать протоколом уровня 2 в компьютерных сетях во всех отраслях.
«Для меня самым интересным аспектом Ethernet является его универсальность, то есть он используется буквально повсюду, в том числе под океанами и в космическом пространстве. Варианты использования Ethernet по-прежнему расширяются за счет новых физических уровней — например, высокоскоростного Ethernet для камер в транспортных средствах», — сказал Андреас Бехтольшайм, соучредитель Sun Microsystems и Arista Networks, ныне председатель и главный директор по развитию Arista.
«Наиболее эффективная область для Ethernet на данный момент находится внутри крупных облачных центров обработки данных, которые показали высокий рост, включая взаимосвязанные кластеры AI/ML, которые быстро набирают обороты», — сказал Бехтольшайм.
Ethernet имеет широкое применение.
Гибкость и адаптируемость — важные характеристики технологии, которая, по его словам, «стала ответом по умолчанию для любой сети связи, будь то соединение устройств или компьютеров, а это означает, что почти во всех случаях нет необходимости изобретать еще одну сеть». »
По словам Микаэля Холмберга, выдающегося системного инженера Extreme Networks, когда разразился COVID, Ethernet стал важной частью реакции бизнеса. «Оглядываясь назад на внезапный переход к удаленной работе во время глобальной вспышки COVID, можно сказать, что одним из наиболее преобразующих приложений Ethernet, несомненно, является его роль в содействии распределенной рабочей силе», — сказал он.
Этот сдвиг заставил поставщиков услуг связи требовать увеличения пропускной способности. «Этот спрос был вызван тем, что сотрудники предприятий работали удаленно, студенты перешли на онлайн-обучение и даже увеличили количество онлайн-игр из-за требований социального дистанцирования», — сказал Холмберг. «По сути, благодаря тому, что Ethernet является основной технологией, используемой в Интернете, он позволяет людям эффективно выполнять различные задачи, не выходя из собственного дома».
Такое широкое распространениеразработкаи огромные экосистемы Ethernet привели куникальные приложения— от использования на Международной космической станции новейших истребителей F-35 и танков «Абрамс» до исследований океана.
Ethernet используется в освоении космоса более 20 лет, в том числе на космических станциях, спутниках и миссиях на Марс, сказал Питер Джонс, председатель Ethernet Alliance и выдающийся инженер Cisco. «Ethernet обеспечивает бесшовное соединение между критически важными подсистемами, такими как датчики, камеры, элементы управления и телеметрия внутри транспортных средств и устройств, таких как спутники и зонды. Это также ключевая часть связи «земля-космос» и «космос-земля».
По словам Джонса, в качестве более эффективной замены устаревшим протоколам сети контроллеров (CAN) и локальной межсетевой сети (LIN) Ethernet стал основой автомобильных сетей, включая автомобили и дроны. «Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) и беспилотные подводные аппараты (НПА), которые позволяют осуществлять экологический мониторинг атмосферных условий, приливов и температур, а также автономные системы наблюдения и безопасности нового поколения, — все они полагаются на Ethernet», — сказал Джонс.
Ethernet вырос, чтобы заменить протоколы хранения данных, и сегодня является основой высокопроизводительных вычислений, например, основойПограничный суперкомпьютерс HPE Slingshot, который в настоящее время занимает первое место среди самых быстрых суперкомпьютеров в мире. Почти все «специализированные шины» передачи данных во всех отраслях заменяются Ethernet, сказал Марк Пирсон, главный технолог коммутации HPE Aruba Networking и научный сотрудник HPE.
«Ethernet упростил задачу. Простые разъемы, простая работа с существующей витой парой, простые типы кадров, которые легко отлаживать, простая инкапсуляция трафика в среде, простой механизм контроля доступа», — сказал Пирсон.
По словам Пирсона, это, в свою очередь, сделало каждую категорию продуктов с поддержкой Ethernet быстрее, дешевле и проще в устранении неполадок, в том числе:
Встроенные сетевые карты в материнские платы
Ethernet-коммутаторы любого размера и скорости
Сетевые карты Gigabit Ethernet, которые стали пионерами в области больших кадров
Оптимизация сетевого адаптера Ethernet и коммутатора для всех случаев использования.
Такие функции, как EtherChannel — наборы портов для объединения каналов в конфигурации stat-mux.
Развитие Ethernet продолжается.
«Его будущая ценность также отражается в количестве ресурсов высокого уровня, направленных на продолжение технической работы по улучшению функций Ethernet», — сказал Джон Д'Амброзия, председатель рабочей группы IEEE P802.3dj, которая занимается разработкой следующего поколения электрических и оптическая сигнализация.
«Мне просто интересно наблюдать за развитием и тем, как Ethernet объединяет отрасль для решения проблем — и это сотрудничество продолжается очень долгое время и со временем будет только крепнуть», — сказал Д'Амброзиа. .
В то время как постоянно растущая максимальная скорость Ethernet привлекает много внимания, столько же усилий предпринимается для разработки и улучшения более медленных скоростей Ethernet 2,5 Гбит/с, 5 Гбит/с и 25 Гбит/с, что привело к развитию довольно большого рынка, скажем так. наименее.
По словам Самеха Бужебене, вице-президента по исследованию рынка Ethernet-коммутаторов для центров обработки данных и кампусов компании Группа Делл'ОроЗа последние два десятилетия было поставлено девять миллиардов портов коммутаторов Ethernet на общую рыночную стоимость более 450 миллиардов долларов. «Ethernet сыграл ключевую роль в обеспечении возможности подключения и соединения вещей и устройств в широком спектре отраслей, но, что более важно, в объединении людей по всему миру», — сказал Бужелбене.
IEEE перечисляет будущие расширения на своемвеб-сайтк ним относятся: оптические межсоединения ближнего радиуса действия на основе длин волн 100 Гбит/с; Пояснения к меткам времени протокола точного времени (PTP); Автомобильный оптический многоканальный кабель; Следующие шаги в экосистеме Single-Pair; 100 Гбит/с по системам плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM); 400 Гбит/с по системам DWDM; предложение исследовательской группы по автомобильной меди 10G+; и Ethernet 200 Гбит/с, 400 Гбит/с, 800 Гбит/с и 1,6 Тбит/с.
«Портфель Ethernet продолжает расширяться, включая более высокие скорости и революционные достижения, такие какПитание через Ethernet(PoE), однопарный Ethernet (SPE), чувствительные к времени сети (TSN) и многое другое», — сказал Бужебене. (SPE определяет способ обработки передачи Ethernet через одну пару медных проводов. TSN — это стандартный способ обеспечения детерминированной и гарантированной доставки данных по сети.)
Развивающиеся технологии полагаются на Ethernet
По словам Холмберга, по мере развития облачных сервисов, включая виртуальную реальность (VR), управление задержкой становится первостепенной задачей. «Решение этой проблемы, скорее всего, будет включать использование Ethernet в сочетании с протоколом точного времени, что позволит Ethernet превратиться в технологию подключения с определенными задачами по задержке», — сказал он.
Поддержка крупномасштабных распределенных систем, в которых важна синхронизация операций, требует точности синхронизации порядка сотен наносекунд. «Яркий пример этого можно увидеть в секторе телекоммуникаций, особенно в сфере сетей 5G и, в конечном итоге, сетей 6G», — сказал Холмберг.
По его словам, сети Ethernet, обеспечивающие заранее заданную задержку, также могут принести пользу корпоративным локальным сетям, особенно для удовлетворения требований таких технологий, как искусственный интеллект, а также для синхронизации графических процессоров в центрах обработки данных. «По сути, будущее Ethernet, похоже, переплетено с новыми технологическими парадигмами, определяющими, как они функционируют и развиваются», — сказал Холмберг.
По словам Д'Амброзиа, создание инфраструктуры для вычислений на базе искусственного интеллекта и разработки приложений также станет ключевым направлением расширения Ethernet. ИИ требует множества серверов, которым требуются соединения с малой задержкой: «Итак, межсоединение с высокой плотностью становится большим вопросом. И поскольку вы пытаетесь делать что-то быстрее, задержка становится проблемой, потому что вам нужно решить эти проблемы и использовать коррекцию ошибок, чтобы получить дополнительную производительность канала. Там много проблем».
По словам Джонса, новые услуги, основанные на искусственном интеллекте, такие как генеративные произведения искусства, потребуют огромных инвестиций в инфраструктуру, использующую Ethernet в качестве основного уровня связи.
ИИ и облачные вычисления способствуют дальнейшему росту услуг, ожидаемых от устройств и сети, добавил Джонс. «Эти новые инструменты будут и дальше способствовать развитию потребления технологий в рабочей среде и за ее пределами», — сказал Джонс.
Даже расширение беспроводных сетей потребует более широкого использования Ethernet. «Во-первых, невозможно иметь беспроводную связь без проводной. Для всех точек беспроводного доступа требуется проводная инфраструктура», — сказал Грег Дораи, старший вице-президент Cisco Networking. «А крупномасштабные центры обработки данных, которые обеспечивают работу облачных технологий, искусственного интеллекта и других технологий будущего, соединены между собой проводами и оптоволокном, и все это восходит к коммутаторам Ethernet».
Необходимость снижения энергопотребления Ethernet также стимулирует его развитие.
Например, энергоэффективный Ethernet, отключающий каналы при небольшом трафике, будет полезен, когда важно минимизировать энергопотребление, — сказал Джордж Циммерман: председатель IEEE P802.3dg, 100 Мбит/с, одна пара Ethernet с большой досягаемостью. Оперативная группа. Это касается и автомобилей, где сетевой трафик асимметричен или прерывист. «Энергоэффективность имеет большое значение во всех областях Ethernet. Оно контролирует сложность многих вещей, которые мы делаем», — сказал он. Это все чаще включает в себя промышленные системы управления и другие операционные технологии, «однако нам предстоит пройти долгий путь, прежде чем они смогут достичь повсеместного распространения Ethernet в ИТ».
Из-за его повсеместного распространения огромное количество ИТ-специалистов обучено использованию Ethernet, что делает его привлекательным в областях, где в настоящее время используются собственные протоколы. Таким образом, вместо того, чтобы полагаться на относительно небольшой круг людей, знакомых с ними, организации могут использовать гораздо больший круг людей и воспользоваться десятилетиями развития Ethernet. «Таким образом, Ethernet становится той основой, на которой строится мир инженерии», — сказал Циммерман.
Этот статус предполагает дальнейшее развитие технологии и расширение ее применения.
«Что бы ни ждало будущее, Ethernet Боба Меткалфа будет соединять все воедино, даже если он будет в форме, которую даже Боб не узнает», — сказал Дораи. "Кто знает? Мой аватар, обученный говорить то, что я хочу, возможно, будет путешествовать по Ethernet, чтобы появиться на пресс-конференции, посвященной 60-летнему юбилею».
Время публикации: 14 ноября 2023 г.
