Trudno byłoby znaleźć inną technologię, która byłaby równie użyteczna, skuteczna i ostatecznie wpływowa jak Ethernet, a ponieważ w tym tygodniu obchodzi ona 50. rocznicę istnienia, jasne jest, że podróż Ethernetu jeszcze się nie skończyła.
Od czasu wynalezienia przez Boba Metcalfa i Davida Boggsa w 1973 roku Ethernet był stale rozwijany i dostosowywany, aby stać się popularnym protokołem warstwy 2 w sieciach komputerowych w różnych branżach.
„Dla mnie najciekawszym aspektem Ethernetu jest jego uniwersalność, co oznacza, że został wdrożony dosłownie wszędzie, w tym pod oceanami i w przestrzeni kosmicznej. Możliwości wykorzystania sieci Ethernet wciąż się poszerzają o nowe warstwy fizyczne — na przykład szybki Ethernet do kamer w pojazdach” — powiedział Andreas Bechtolsheim, współzałożyciel Sun Microsystems i Arista Networks, obecnie prezes i dyrektor ds. rozwoju firmy Arista.
„Obszarem Ethernetu, który ma obecnie największy wpływ, znajdują się w dużych centrach danych w chmurze, które wykazały duży wzrost, w tym łączące się klastry AI/ML, które szybko się rozwijają” – powiedział Bechtolsheim.
Ethernet ma szerokie zastosowanie.
Elastyczność i zdolność adaptacji to ważne cechy tej technologii, która, jak powiedział, „stała się domyślną odpowiedzią dla każdej sieci komunikacyjnej, niezależnie od tego, czy łączy ona urządzenia, czy komputery, co oznacza, że prawie we wszystkich przypadkach nie ma potrzeby wymyślania kolejnej sieci. ”
Kiedy pandemia uderzyła, Ethernet odegrał ważną rolę w reakcji przedsiębiorstw, powiedział Mikael Holmberg, wybitny inżynier systemowy w Extreme Networks. „Patrząc wstecz na nagłe przejście na pracę zdalną podczas globalnej epidemii COVID, jednym z najbardziej rewolucyjnych zastosowań Ethernetu jest niewątpliwie jego rola w ułatwianiu rozproszonej siły roboczej” – powiedział.
Zmiana ta wywarła presję na zapewnienie większej przepustowości dostawcom usług komunikacyjnych. „Zapotrzebowanie to było napędzane przez pracowników przedsiębiorstw pracujących zdalnie, studentów przechodzących do edukacji online, a nawet zwiększoną liczbę gier online ze względu na nakazy dotyczące dystansu społecznego” – stwierdziła Holmberg. „W skrócie, dzięki Ethernetowi będącemu podstawową technologią wykorzystywaną w Internecie, umożliwiono ona użytkownikom efektywne wykonywanie różnorodnych zadań w zaciszu własnego domu”.
Takie powszechnerozwóji do czego doprowadziły ogromne ekosystemy Ethernetuunikalne aplikacje— od zastosowań na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, przez najnowsze myśliwce F-35 i czołgi Abrams, po badania oceaniczne.
Ethernet jest używany w eksploracji kosmosu od ponad 20 lat, w tym w stacjach kosmicznych, satelitach i misjach na Marsa, powiedział Peter Jones, przewodniczący Ethernet Alliance i wybitny inżynier firmy Cisco. „Ethernet umożliwia bezproblemową łączność między podsystemami o znaczeniu krytycznym, takimi jak czujniki, kamery, elementy sterujące i dane telemetryczne wewnątrz pojazdów i urządzeń, takich jak satelity i sondy. Jest to także kluczowy element komunikacji ziemia-kosmos i przestrzeń-ziemia.
Jako bardziej wydajny zamiennik starszych protokołów Controller Area Network (CAN) i Local Interconnect Network (LIN), Ethernet stał się podstawą sieci w pojazdach, powiedział Jones, w tym w samochodach i dronach. „Bezzałogowe statki powietrzne (UAV) i bezzałogowe statki podwodne (UUV), które umożliwiają monitorowanie warunków atmosferycznych, pływów i temperatur, a także autonomiczne systemy nadzoru i bezpieczeństwa nowej generacji, opierają się na sieci Ethernet” – powiedział Jones.
Ethernet rozwinął się, zastępując protokoły pamięci masowej, a dziś stanowi podstawę obliczeń o wysokiej wydajności, takich jak podstawyGraniczny superkomputerz HPE Slingshot – obecnie numerem jeden wśród najszybszych superkomputerów na świecie. Prawie wszystkie „specjalistyczne magistrale” transmisji danych we wszystkich branżach są zastępowane siecią Ethernet, powiedział Mark Pearson, główny technolog przełączania w HPE Aruba Networking i członek HPE.
„Ethernet ułatwił wszystko. Proste złącza, łatwe do przystosowania do istniejącej skrętki komputerowej, proste typy ramek, które można było łatwo debugować, prosta hermetyzacja ruchu na nośniku, prosty mechanizm kontroli dostępu” – powiedział Pearson.
To z kolei sprawia, że każda kategoria produktów wyposażonych w Ethernet jest szybsza, tańsza i łatwiejsza do rozwiązywania problemów, powiedział Pearson, w tym:
Wbudowane karty sieciowe w płytach głównych
Przełączniki Ethernet dowolnej wielkości, połączenie smaku szybkości
Karty sieciowe Gigabit Ethernet, które były pionierami ramek typu jumbo
Optymalizacje kart sieciowych i przełączników Ethernet dla wszystkich rodzajów zastosowań
Funkcje takie jak EtherChannel – łączenie kanałów zestawów portów w konfiguracji stat-mux
Rozwój sieci Ethernet postępuje.
Jego przyszła wartość znajduje również odzwierciedlenie w ilości zasobów wysokiego szczebla przeznaczonych na kontynuację prac technicznych mających na celu ulepszenie funkcji Ethernetu, powiedział John D'Ambrosia, przewodniczący grupy zadaniowej IEEE P802.3dj, która opracowuje następną generację elektrycznych i elektrycznych systemów Ethernet sygnalizacja optyczna.
„Fascynujące jest dla mnie obserwowanie rozwoju i sposobu, w jaki Ethernet jednoczy branżę w celu rozwiązywania problemów – a ta współpraca trwa już od bardzo długiego czasu i z biegiem czasu będzie się tylko wzmacniać” – powiedział D'Ambrosia .
Chociaż stale rosnąca prędkość maksymalna Ethernetu przyciąga wiele uwagi, tyle samo wysiłku wkłada się w rozwój i udoskonalanie sieci Ethernet o mniejszej szybkości 2,5 Gb/s, 5 Gb/s i 25 Gb/s, co doprowadziło do rozwoju dość dużego rynku, powiedzmy najmniej.
Według Sameha Boujelbene, wiceprezesa ds. badań rynku przełączników Ethernet dla centrów danych i kampusów Grupa Dell'Orow ciągu ostatnich dwudziestu lat dostarczono dziewięć miliardów portów przełączników Ethernet, co daje łączną wartość rynkową znacznie przekraczającą 450 miliardów dolarów. „Ethernet odegrał kluczową rolę w ułatwianiu łączności oraz łączeniu rzeczy i urządzeń w wielu różnych branżach, ale co ważniejsze, w łączeniu ludzi na całym świecie” – powiedział Boujelbene.
IEEE zawiera listę przyszłych rozszerzeń na swojej stroniestrona internetowado których należą: interkonekty optyczne krótkiego zasięgu oparte na długości fal 100 Gb/s; Wyjaśnienia dotyczące znaczników czasu w protokole Precision Time Protocol (PTP); Motoryzacyjny optyczny wielogigowy; Kolejne kroki w ekosystemie Single-Pair; 100 Gb/s w systemach DWDM; 400 Gb/s w systemach DWDM; propozycja grupy analitycznej dotycząca miedzi w branży motoryzacyjnej 10G+; oraz Ethernet 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s i 1,6 Tb/s.
„Portfolio sieci Ethernet stale się rozwija, obejmując wyższe prędkości i przełomowe rozwiązania, takie jakZasilanie przez Ethernet(PoE), Ethernet jednoparowy (SPE), sieci wrażliwe na czas (TSN) i nie tylko” – powiedział Boujelbene. (SPE definiuje sposób obsługi transmisji w sieci Ethernet za pomocą pojedynczej pary przewodów miedzianych. TSN to standardowy sposób zapewnienia deterministycznego i gwarantowanego dostarczania danych w sieci.)
Rozwijające się technologie opierają się na sieci Ethernet
Holmberg stwierdził, że w miarę postępu usług w chmurze, w tym rzeczywistości wirtualnej (VR), zarządzanie opóźnieniami staje się sprawą najwyższej wagi. „Rozwiązanie tego problemu będzie prawdopodobnie wymagało wykorzystania sieci Ethernet w połączeniu z protokołem Precision Time Protocol, co umożliwi ewolucję sieci Ethernet w technologię łączności z określonymi celami w zakresie opóźnień” – powiedział.
Obsługa wielkoskalowych systemów rozproszonych, w których niezbędna jest synchronizacja operacji, wymaga precyzji taktowania rzędu setek nanosekund. „Doskonałym tego przykładem jest sektor telekomunikacyjny, szczególnie w dziedzinie sieci 5G, a ostatecznie sieci 6G” – powiedział Holmberg.
Sieci Ethernet oferujące predefiniowane opóźnienia mogą również przynieść korzyści korporacyjnym sieciom LAN, w szczególności w celu spełnienia wymagań technologii takich jak sztuczna inteligencja, ale także w celu synchronizacji procesorów graficznych w centrach danych. „Zasadniczo przyszłość Ethernetu wydaje się być powiązana z pojawiającymi się paradygmatami technologicznymi, kształtującymi ich funkcjonowanie i ewolucję” – stwierdził Holmberg.
D'Ambrosia powiedział, że kluczowym obszarem rozwoju sieci Ethernet będzie także utworzenie infrastruktury do obliczeń AI i rozwoju aplikacji. Sztuczna inteligencja wymaga wielu serwerów wymagających połączeń o małych opóźnieniach, „Dlatego interkonekty o dużej gęstości stają się wielkim problemem. A ponieważ próbujesz działać szybciej, niż opóźnienia stają się problemem, musisz rozwiązać te problemy i zastosować korekcję błędów, aby uzyskać dodatkową wydajność kanału. Jest tam wiele problemów.”
Nowe usługi oparte na sztucznej inteligencji, takie jak dzieła sztuki generatywnej, będą wymagały ogromnych inwestycji w infrastrukturę, które wykorzystują Ethernet jako podstawową warstwę komunikacyjną, powiedział Jones.
Sztuczna inteligencja i przetwarzanie w chmurze umożliwiają dalszy rozwój usług oczekiwanych od urządzeń i sieci – dodał Jones. „Te nowe narzędzia będą w dalszym ciągu napędzać ewolucję wykorzystania technologii w środowisku pracy i poza nim” – powiedział Jones.
Nawet rozwój sieci bezprzewodowych będzie wymagał większego wykorzystania sieci Ethernet. „Po pierwsze, nie można mieć łączności bezprzewodowej bez przewodowej. Wszystkie bezprzewodowe punkty dostępowe wymagają infrastruktury przewodowej” – powiedział Greg Dorai, starszy wiceprezes Cisco Networking. „A ogromne centra danych, które napędzają chmurę, sztuczną inteligencję i inne technologie przyszłości, są połączone ze sobą przewodami i światłowodami, a wszystko to zaczyna się od przełączników Ethernet”.
Konieczność zmniejszenia poboru mocy przez Ethernet również napędza jego rozwój.
Na przykład energooszczędny Ethernet, który wyłącza łącza, gdy nie ma dużego ruchu, byłby przydatny, gdy minimalizacja zużycia energii jest niezbędna, powiedział George Zimmerman: przewodniczący, IEEE P802.3dg Jednoparowy Ethernet dalekiego zasięgu 100 Mb/s Grupa zadaniowa. Dotyczy to również samochodów, w których ruch sieciowy jest asymetryczny lub przerywany. „Efektywność energetyczna ma ogromne znaczenie we wszystkich obszarach sieci Ethernet. Kontroluje złożoność wielu rzeczy, które robimy” – powiedział. Dotyczy to w coraz większym stopniu przemysłowych systemów sterowania i innych technologii operacyjnych, „jednak przed nami długa droga, zanim dorównają one wszechobecności Ethernetu w IT”.
Ze względu na jego wszechobecność ogromna liczba informatyków jest przeszkolona w zakresie korzystania z sieci Ethernet, co czyni ją atrakcyjną w obszarach, w których obecnie stosowane są zastrzeżone protokoły. Zamiast więc polegać na stosunkowo małej grupie zaznajomionych osób, organizacje mogą korzystać ze znacznie większej puli i czerpać korzyści z dziesięcioleci rozwoju sieci Ethernet. „I tak Ethernet staje się fundamentem, na którym zbudowany jest świat inżynierii” – powiedział Zimmerman.
Projekty o tym statusie kontynuowały rozwój technologii i poszerzanie jej zastosowań.
„Bez względu na przyszłość, sieć Ethernet Boba Metcalfa będzie łączyła wszystko w jedną całość, nawet jeśli będzie miała formę, której nawet Bob by nie rozpoznał” – powiedział Dorai. „Kto wie? Mój awatar, wyszkolony do mówienia tego, czego chcę, może podróżować przez sieć Ethernet, aby pojawić się na konferencji prasowej z okazji 60. rocznicy”.
Czas publikacji: 14 listopada 2023 r
