IEEE P802.3ba, un estándar para transferir datos a través de canales Ethernet de 100 gigabits (100GbE), se desarrolló de 2007 a 2010 [3], pero se utilizó ampliamente solo en 2018 [5]. ¿Por qué en 2018 y no antes? ¿Y por qué inmediatamente en masa? Hay al menos cinco razones ...
IEEE P802.3ba se desarrolló principalmente para satisfacer las necesidades de los centros de datos y las necesidades de los puntos de intercambio de tráfico de Internet (entre operadores independientes); así como para garantizar el buen funcionamiento de los servicios web que requieren muchos recursos, como portales con una gran cantidad de contenido de video (por ejemplo, YouTube); y para computación de alto rendimiento. [3] Los usuarios comunes de Internet también contribuyen a cambiar los requisitos de ancho de banda: muchos tienen cámaras digitales, y la gente quiere transferir el contenido que filmaron a través de Internet. T.O. El volumen de contenido que circula por Internet a lo largo del tiempo es cada vez mayor. Tanto a nivel profesional como de consumo. En todos estos casos, cuando se transfieren datos de un dominio a otro, el ancho de banda agregado de los nodos de red clave ha excedido por mucho las capacidades de los puertos de 10 GbE. [1] Esta es la razón de la aparición de un nuevo estándar: 100GbE.
Los grandes centros de datos y los proveedores de servicios en la nube ya están utilizando activamente 100GbE, y planean cambiar gradualmente a 200GbE y 400GbE en un par de años. Al mismo tiempo, ya están mirando velocidades superiores a terabit. [6] Aunque hay algunos grandes proveedores que se están cambiando a 100 GbE solo el año pasado (por ejemplo, Microsoft Azure). Los centros de datos que realizan cómputo de alto rendimiento para servicios financieros, plataformas gubernamentales, plataformas de petróleo y gas y servicios públicos también han comenzado a cambiar a 100GbE. [5]
En los centros de datos corporativos, la demanda de ancho de banda es ligeramente menor: solo recientemente 10GbE se ha convertido en una necesidad urgente aquí, y no en un lujo. Sin embargo, como la tasa de consumo de tráfico está creciendo más rápidamente, es dudoso que 10GbE viva en centros de datos corporativos durante al menos 10 o incluso 5 años. En cambio, veremos una transición rápida a 25 GbE e incluso más rápido a 100 GbE. [6] Porque, como señalan los analistas de Intel, la intensidad del tráfico dentro del centro de datos aumenta en un 25% anualmente. [5]
Los analistas de Dell y Hewlett Packard afirman [4] que 2018 es el año de 100GbE para centros de datos. En agosto de 2018, las entregas de equipos de 100 GbE duplicaron los suministros para todo el año 2017. Y el ritmo de suministro continúa creciendo, a medida que los centros de datos comenzaron a alejarse de 40 GbE en masa. Se espera que para 2022, se entreguen 19.4 millones de puertos 100GbE anualmente (en 2017, en comparación, esta cifra fue de 4.6 millones). [4] En términos de costos, se gastaron $ 7 mil millones en puertos de 100 GbE en 2017, y se proyecta que se gasten alrededor de $ 20 mil millones en 2020 (ver Figura 1). [1]
Figura 1. Estadísticas y pronósticos de la demanda de equipos de red.
¿Por qué ahora? 100GbE no es una tecnología tan nueva, entonces, ¿por qué hay tanto revuelo en este momento?
1) Porque esta tecnología ha madurado y se ha vuelto más barata. Fue en 2018 que cruzamos la línea cuando el uso de plataformas con puertos de 100 gigabits en el centro de datos se volvió más rentable que "apilar" varias plataformas de 10 gigabits. Ejemplo: Ciena 5170 (ver Figura 2) es una plataforma compacta que proporciona un rendimiento agregado a 800GbE (4x100GbE, 40x10GbE). Si se requieren varios puertos de 10 gigabits para proporcionar el rendimiento necesario, entonces el costo de hierro adicional, espacio adicional, consumo excesivo de energía, mantenimiento, repuestos adicionales y sistemas de enfriamiento adicionales se suman a una suma bastante ordenada. [1] Por ejemplo, los especialistas de Hewlett Packard, analizando los beneficios potenciales de cambiar de 10GbE a 100GbE, llegaron a las siguientes cifras: mayor rendimiento (56%), costos totales menos (27%), menos consumo de electricidad (31%), simplificación interconexiones de cable (en un 38%). [5]
Figura 2. Ciena 5170: una plataforma de ejemplo con puertos de 100 gigabits
2) Juniper y Cisco finalmente han creado sus propios chips ASIC para conmutadores de 100 GbE. [5] Lo cual es una confirmación elocuente del hecho de que la tecnología 100GbE está realmente madura. El hecho es que es rentable crear microcircuitos ASIC solo cuando, en primer lugar, la lógica implementada en ellos no requiere cambios en el futuro previsible, y en segundo lugar, cuando se fabrica una gran cantidad de microcircuitos idénticos. Juniper y Cisco no producirían estos ASIC sin tener confianza en la madurez de 100GbE.
3) Debido a que Broadcom, Cavium y Mellanox Technologie comenzaron a perforar procesadores con soporte de 100 GbE, y estos procesadores ya se utilizan en conmutadores de fabricantes como Dell, Hewlett Packard, Huawei Technologies, Lenovo Group, etc. [5]
4) Debido a que los servidores ubicados en bastidores de servidores están cada vez más equipados con los últimos adaptadores de red Intel (consulte la Figura 3), con dos puertos de 25 gigabits y, a veces, incluso adaptadores de red convergentes con dos puertos de 40 gigabits (XXV710 y XL710) .
Figura 3. Últimos adaptadores de red Intel: XXV710 y XL710
5) Debido a que el equipo de 100 GbE es compatible con versiones anteriores, lo que simplifica la implementación: puede reutilizar cables ya cableados (solo conecte un nuevo transceptor).
Además, la disponibilidad de 100 GbE nos prepara para nuevas tecnologías, como NVMe sobre Fabrics (por ejemplo, Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD; ver Fig. 4) [8, 10], Red de área de almacenamiento (SAN) / "Almacenamiento definido por software" (ver Fig. 5) [7], RDMA [11], que sin 100GbE no podría alcanzar su máximo potencial.
Figura 4. SSD PCIe NVMe Samsung Evo Pro de 256 GB
Figura 5. "Red de área de almacenamiento" (SAN) / "Almacenamiento definido por software"
Finalmente, como un ejemplo exótico de la relevancia práctica de usar 100GbE y tecnologías de alta velocidad relacionadas, podemos citar la nube científica de la Universidad de Cambridge (ver Fig. 6), que se basa en 100GbE (conmutadores Ethernet Spectrum SN2700), para, entre otras cosas, Garantice el funcionamiento eficiente del almacenamiento de disco distribuido NexentaEdge SDS, que puede sobrecargar fácilmente una red de 10 / 40GbE. [2] Estas nubes científicas de alto rendimiento se implementan para resolver una amplia variedad de problemas científicos aplicados [9, 12]. Por ejemplo, los científicos médicos usan tales nubes para descifrar el genoma humano, y los canales de 100 GbE se usan para transferir información entre grupos de investigación de universidades.
Figura 6. Fragmento de una nube científica en la Universidad de Cambridge