Вам буде важко знайти іншу технологію, яка була б настільки ж корисною, успішною та, зрештою, впливовою, як Ethernet, і оскільки цього тижня вона святкує своє 50-річчя, стає зрозуміло, що шлях Ethernet ще далекий від завершення.
З моменту свого винаходу Бобом Меткалфом і Девідом Боггсом у 1973 році Ethernet постійно розширювався та адаптувався, щоб стати основним протоколом рівня 2 у комп’ютерних мережах у різних галузях.
«Для мене найцікавішим аспектом Ethernet є його універсальність, тобто він був розгорнутий буквально скрізь, у тому числі під океанами та в космосі. Варіанти використання Ethernet все ще розширюються завдяки новим фізичним рівням — наприклад, високошвидкісному Ethernet для камер у транспортних засобах», — сказав Андреас Бехтольшайм, співзасновник Sun Microsystems і Arista Networks, нині голова правління та головний директор із розвитку Arista.
«На даний момент найбільш впливова сфера для Ethernet — це великі хмарні центри обробки даних, які продемонстрували швидке зростання, включаючи взаємопов’язані кластери AI/ML, які швидко нарощуються», — сказав Бехтольшайм.
Ethernet має широке застосування.
Гнучкість і адаптивність є важливими характеристиками технології, яка, за його словами, «стала відповіддю за замовчуванням для будь-якої комунікаційної мережі, будь то підключення пристроїв чи комп’ютерів, що означає, що майже у всіх випадках немає необхідності винаходити ще одну мережу. »
Коли трапилася COVID, Ethernet став важливою частиною того, як компанії реагували, сказав Мікаель Холмберг, видатний системний інженер із Extreme Networks. «Озираючись назад на раптовий перехід до віддаленої роботи під час глобального спалаху COVID, одним із найбільш трансформуючих додатків Ethernet, безсумнівно, є його роль у сприянні розподіленій робочій силі», — сказав він.
Ця зміна призвела до збільшення пропускної здатності для постачальників послуг зв’язку. «Цей попит був викликаний дистанційною роботою співробітників підприємств, переходом студентів на онлайн-навчання та навіть зростанням онлайн-ігор через обов’язки соціального дистанціювання», — сказав Холмберг. «По суті, завдяки тому, що Ethernet є основоположною технологією, яка використовується для Інтернету, це дозволило людям ефективно виконувати різноманітні завдання, не виходячи з власного дому».
Такі поширенірозвиткуі величезні екосистеми Ethernet призвели доунікальні програми— від використання на Міжнародній космічній станції, останніх винищувачів F-35 і танків Abrams до океанічних досліджень.
За словами Пітера Джонса, голови Ethernet Alliance та видатного інженера Cisco, Ethernet використовується в дослідженні космосу вже понад 20 років, зокрема з космічною станцією, супутниками та місіями на Марс. «Ethernet забезпечує безперебійне підключення між критично важливими підсистемами, такими як датчики, камери, елементи керування та телеметрія в транспортних засобах і пристроях, таких як супутники та зонди. Це також ключова частина зв’язку земля-космос і космос-земля».
Як більш ефективна заміна застарілих протоколів Controller Area Network (CAN) і Local Interconnect Network (LIN), Ethernet став основою автомобільних мереж, включаючи автомобілі та дрони. «Безпілотні літальні апарати (БПЛА) і безпілотні підводні апарати (БПЛА), які дозволяють здійснювати екологічний моніторинг атмосферних умов, припливів і температур, а також автономні системи спостереження та безпеки наступного покоління покладаються на Ethernet», — сказав Джонс.
Ethernet виріс, щоб замінити протоколи зберігання, і сьогодні є основою високопродуктивних обчислень, наприклад, основою дляПрикордонний суперкомп'ютерз HPE Slingshot – наразі номер один серед найшвидших суперкомп’ютерів у світі. Майже всі «спеціалізовані шини» передачі даних у всіх галузях замінюються на Ethernet, сказав Марк Пірсон, головний технолог з комутації HPE Aruba Networking і співробітник HPE.
«Ethernet спрощує все. Прості роз’єми, простота роботи з існуючими кабелями типу «кручена пара», прості типи каркасів, які легко налагодити, проста інкапсуляція трафіку на середовищі, простий механізм контролю доступу», — сказав Пірсон.
Це, у свою чергу, зробило кожну категорію продуктів із Ethernet швидшою, дешевшою та легшою для усунення несправностей, сказав Пірсон, зокрема:
Вбудовані мережеві карти в материнські плати
Комутатори Ethernet будь-якого розміру, комбінація швидкості
Карти Gigabit Ethernet NIC, які стали піонерами jumbo frames
Оптимізація мережевої карти Ethernet і комутатора для всіх видів використання
Такі функції, як EtherChannel – зв’язування каналів наборів портів у конфігурації stat-mux
Розвиток Ethernet продовжується.
Його майбутня цінність також відображається в обсязі ресурсів високого рівня, виділених на продовження технічної роботи з удосконалення функцій Ethernet, сказав Джон Д'Амброзіа, голова робочої групи IEEE P802.3dj, яка розробляє наступне покоління електричних і мереж Ethernet. оптична сигналізація.
«Для мене просто захоплююче спостерігати за розвитком і тим, як Ethernet об’єднує індустрію для вирішення проблем — і ця співпраця триває дуже довго і з часом буде тільки міцніти», — сказав Д'Амброзія. .
Незважаючи на те, що максимальна швидкість Ethernet, що постійно зростає, привертає велику увагу, стільки ж зусиль докладається для розробки та покращення повільніших швидкостей Ethernet 2,5 Гбіт/с, 5 Гбіт/с і 25 Гбіт/с, що призвело до розвитку досить великого ринку, наприклад, найменше.
За словами Самеха Буджелбене, віце-президента з дослідження ринку комутаторів Ethernet для центрів обробки даних і кампусу Група Делл'Ороза останні два десятиліття було поставлено дев’ять мільярдів портів Ethernet-комутаторів загальною ринковою вартістю понад 450 мільярдів доларів США. «Ethernet відіграв ключову роль у сприянні з’єднанню та з’єднанні речей і пристроїв у багатьох галузях промисловості, але, що більш важливо, у з’єднанні людей у всьому світі», — сказав Буджелбене.
IEEE перераховує майбутні розширеннявеб-сайтякі включають: оптичні інтерконнекти короткої дії на основі довжин хвиль 100 Гбіт/с; Роз’яснення часових позначок протоколу Precision Time Protocol (PTP); Automotive Optical Multigig; Подальші кроки в екосистемі Single-Pair; 100 Гбіт/с через системи DWDM; 400 Гбіт/с через системи DWDM; пропозиція дослідницької групи для автомобільної міді 10G+; і 200 Гбіт/с, 400 Гбіт/с, 800 Гбіт/с і 1,6 Тбіт/с Ethernet.
«Портфоліо Ethernet продовжує розширюватися, охоплюючи вищі швидкості та кардинальні досягнення, такі якЖивлення через Ethernet(PoE), Single Pair Ethernet (SPE), Time-Sensitive Networking (TSN) тощо», – сказав Буджелбене. (SPE визначає спосіб обробки передачі Ethernet через одну пару мідних проводів. TSN є стандартним способом забезпечення детермінованої та гарантованої доставки даних через мережу.)
Технології, що розвиваються, покладаються на Ethernet
У міру розвитку хмарних сервісів, включаючи віртуальну реальність (VR), управління затримкою стає надзвичайно важливим, сказав Холмберг. «Вирішення цієї проблеми, ймовірно, передбачатиме використання Ethernet у поєднанні з протоколом Precision Time, що дозволить Ethernet перетворитися на технологію підключення з визначеними цільовими параметрами затримки», — сказав він.
Підтримка великомасштабних розподілених систем, де синхронізація операцій є важливою, вимагає точності часу порядку сотень наносекунд. «Яскравий приклад цього можна побачити в секторі телекомунікацій, зокрема в сфері мереж 5G і, зрештою, мереж 6G», — сказав Холмберг.
За його словами, мережі Ethernet, які пропонують попередньо визначену затримку, також можуть принести користь корпоративним локальним мережам, зокрема для задоволення вимог технологій, таких як ШІ, а також для синхронізації графічних процесорів між центрами обробки даних. «По суті, майбутнє Ethernet, здається, пов’язане з новими технологічними парадигмами, що визначає їх функціонування та розвиток», — сказав Холмберг.
Створення інфраструктури для обчислень штучного інтелекту та розробки додатків також стане ключовим напрямком розширення Ethernet, сказав Д'Амброзія. AI потребує багатьох серверів, які вимагають з’єднань з низькою затримкою. «Отже, міжз’єднання високої щільності стає великою справою. І оскільки ви намагаєтеся робити щось швидше, ніж затримка стає проблемою, тому що ви повинні вирішити ці проблеми та використовувати виправлення помилок, щоб отримати додаткову продуктивність каналу. Там багато питань».
За словами Джонса, нові послуги, що керуються штучним інтелектом, такі як генеративне мистецтво, вимагатимуть величезних інвестицій у інфраструктуру, яка використовує Ethernet як базовий комунікаційний рівень.
Штучний інтелект і хмарні обчислення сприяють постійному зростанню послуг, які очікуються від пристроїв і мережі, додав Джонс. «Ці нові інструменти й надалі сприятимуть еволюції використання технологій у робочому середовищі та поза ним», — сказав Джонс.
Навіть розширення бездротових мереж вимагатиме більшого використання Ethernet. «По-перше, ви не можете мати бездротовий зв’язок без дроту. Усі точки бездротового доступу потребують дротової інфраструктури», – сказав Грег Дорай, старший віце-президент Cisco Networking. «І масштабні центри обробки даних, які живлять хмару, штучний інтелект та інші технології майбутнього, з’єднані між собою дротами та оптоволокном, і все це повертається до комутаторів Ethernet».
Необхідність зменшити енергоспоживання Ethernet також стимулює його розвиток.
Наприклад, енергозберігаючий Ethernet, який вимикає з’єднання, коли трафік невеликий, буде корисним, коли мінімізація енергоспоживання є важливою, сказав Джордж Циммерман, голова, IEEE P802.3dg 100 Мбіт/с Long-Reach Single Pair Ethernet Оперативна група. Це стосується і автомобілів, де мережевий трафік асиметричний або переривчастий. «Енергоефективність є важливою справою в усіх сферах Ethernet. Він контролює складність багатьох речей, які ми робимо», — сказав він. Це все більше включає в себе промислові системи управління та інші операційні технології, «однак нам ще потрібно пройти довгий шлях, перш ніж він зрівняється з повсюдним поширенням Ethernet в ІТ».
Через його всюдисущість величезна кількість ІТ-професіоналів навчаються використанню Ethernet, що робить його привабливим у сферах, де зараз використовуються власні протоколи. Таким чином, замість того, щоб покладатися на відносно невелику групу людей, знайомих з ними, організації можуть використовувати набагато більший пул і використовувати десятиліття розвитку Ethernet. «І таким чином Ethernet стає тією основою, на якій будується світ інженерії», — сказав Циммерман.
Цей статус передбачає продовження розвитку технології та розширення її використання.
«Що б не чекало майбутнє, Ethernet Боба Меткалфа обов’язково з’єднає все разом, навіть якщо він буде у формі, яку навіть Боб не впізнає», — сказав Дорай. «Хто знає? Мій аватар, навчений говорити те, що я хочу, можливо, подорожує через Ethernet, щоб з’явитися на прес-конференції до 60-річчя».
Час публікації: 14 листопада 2023 р
