Ťažko by ste hľadali inú technológiu, ktorá by bola taká užitočná, úspešná a v konečnom dôsledku vplyvná ako Ethernet, a keďže tento týždeň oslavuje 50. výročie, je jasné, že cesta Ethernetu sa ani zďaleka nekončí.
Od svojho vynálezu Bobom Metcalfom a Davidom Boggsom v roku 1973 sa Ethernet neustále rozširoval a prispôsoboval, aby sa stal základným protokolom vrstvy 2 v počítačových sieťach v rôznych odvetviach.
„Pre mňa je najzaujímavejším aspektom Ethernetu jeho univerzálnosť, čo znamená, že bol nasadený doslova všade vrátane pod oceánmi a vo vesmíre. Prípady použitia Ethernetu sa stále rozširujú o nové fyzické vrstvy – napríklad vysokorýchlostný Ethernet pre kamery vo vozidlách,“ povedal Andreas Bechtolsheim, spoluzakladateľ Sun Microsystems a Arista Networks, teraz predseda predstavenstva a hlavný vývojový riaditeľ spoločnosti Arista.
„Najvplyvnejšia oblasť pre Ethernet je v tomto bode vo veľkých cloudových dátových centrách, ktoré zaznamenali vysoký rast vrátane prepojených klastrov AI/ML, ktoré rýchlo narastajú,“ povedal Bechtolsheim.
Ethernet má široké využitie.
Flexibilita a prispôsobivosť sú dôležitými charakteristikami technológie, ktorá sa podľa neho „stala predvolenou odpoveďou pre akúkoľvek komunikačnú sieť, či už ide o pripojenie zariadení alebo počítačov, čo znamená, že takmer vo všetkých prípadoch nie je potrebné vymýšľať ďalšiu sieť. “
Keď zasiahol COVID, Ethernet bol dôležitou súčasťou toho, ako podniky reagovali, povedal Mikael Holmberg, významný systémový inžinier z Extreme Networks. „Keď sa pozrieme späť na náhly prechod na prácu na diaľku počas globálnej epidémie COVID, jedna z najtransformatívnejších aplikácií Ethernetu je nepochybne jej úlohou pri uľahčovaní distribuovanej pracovnej sily,“ povedal.
Tento posun vyvolal tlak na väčšiu šírku pásma na poskytovateľov komunikačných služieb. „Tento dopyt bol poháňaný podnikovými zamestnancami pracujúcimi na diaľku, študentmi, ktorí prešli na online vzdelávanie, a dokonca aj zvýšeným online hraním kvôli sociálnym dištancom,“ povedal Holmberg. „V podstate vďaka ethernetu, ktorý je základnou technológiou používanou na internete, umožnil jednotlivcom efektívne vykonávať rôzne úlohy z pohodlia ich domova.“
Taký rozšírenýrozvoja obrovské ekosystémy Ethernetu viedli kunikátne aplikácie— od použitia na Medzinárodnej vesmírnej stanici, najnovších stíhacích lietadlách F-35 a tankoch Abrams až po výskum oceánov.
Ethernet sa používa pri prieskume vesmíru už viac ako 20 rokov, vrátane vesmírnej stanice, satelitov a misií na Mars, povedal Peter Jones, predseda Ethernet Alliance a uznávaný inžinier spoločnosti Cisco. „Ethernet umožňuje bezproblémové prepojenie medzi kritickými podsystémami, ako sú senzory, kamery, ovládacie prvky a telemetria vo vozidlách a zariadeniach, ako sú satelity a sondy. Je to tiež kľúčová súčasť komunikácie medzi zemou a vesmírom a medzi krajinami.“
Ako schopnejšia náhrada za staršie protokoly Controller Area Network (CAN) a Local Interconnect Network (LIN) sa Ethernet stal chrbticou sietí vo vozidle, vrátane automobilov a dronov. „Bezpilotné lietadlá (UAV) a bezpilotné podvodné vozidlá (UUV), ktoré umožňujú monitorovanie atmosférických podmienok, prílivu a odlivu a teplôt, a autonómne sledovacie a bezpečnostné systémy novej generácie sa spoliehajú na Ethernet,“ povedal Jones.
Ethernet vyrástol, aby nahradil úložné protokoly a dnes je základom vysokovýkonných výpočtov, ako je napríklad základHraničný superpočítačs HPE Slingshot – aktuálne číslo jedna medzi najrýchlejšími superpočítačmi na svete. Takmer všetky „špecializované zbernice“ dátovej komunikácie vo všetkých odvetviach sa nahrádzajú ethernetom, povedal Mark Pearson, hlavný technológ prepínania HPE Aruba Networking a člen HPE.
„Ethernet veci zjednodušil. Jednoduché konektory, jednoduché na fungovanie na existujúcej krútenej dvojlinke, jednoduché typy rámov, ktoré sa dali ľahko ladiť, jednoduché zapuzdrenie prevádzky na médiu, jednoduchý mechanizmus kontroly prístupu,“ povedal Pearson.
Vďaka tomu je každá kategória produktov s Ethernetom rýchlejšia, lacnejšia a ľahšie riešiteľná, povedal Pearson, vrátane:
Zabudované NIC v základných doskách
Ethernetové prepínače akejkoľvek veľkosti, kombinácia rýchlosti
Gigabit Ethernet NIC karty, ktoré boli priekopníkmi pre jumbo rámy
Ethernet NIC a optimalizácia prepínačov pre všetky druhy prípadov použitia
Funkcie ako EtherChannel – sady portov na prepojenie kanálov v konfigurácii stat-mux
Vývoj Ethernetu tlačí ďalej.
Jeho budúca hodnota sa odráža aj v množstve zdrojov na vysokej úrovni venovaných pokračovaniu technickej práce na zlepšovaní funkcií Ethernetu, povedal John D'Ambrosia, predseda IEEE P802.3dj Task Force, ktorá vyvíja ďalšiu generáciu ethernetových elektrických a optická signalizácia.
„Je pre mňa fascinujúce sledovať vývoj a spôsob, akým Ethernet spája priemysel pri riešení problémov – a táto spolupráca trvá už veľmi dlho a časom sa bude len posilňovať,“ povedal D'Ambrosia. .
Zatiaľ čo neustále sa zvyšujúca maximálna rýchlosť ethernetu priťahuje veľkú pozornosť, rovnako veľké úsilie je vynaložené na vývoj a zlepšenie pomalších 2,5 Gbps, 5 Gbps a 25 Gbps ethernetu, čo viedlo k rozvoju pomerne veľkého trhu, napr. najmenej.
Podľa Sameha Boujelbeneho, viceprezidenta pre prieskum trhu s ethernetovými prepínačmi dátového centra a kampusu Skupina Dell'Oro9 miliárd ethernetových prepínacích portov dodaných za posledné dve desaťročia v celkovej trhovej hodnote viac ako 450 miliárd USD. „Ethernet zohral kľúčovú úlohu pri uľahčovaní konektivity a spájaní vecí a zariadení v širokej škále odvetví, ale čo je dôležitejšie, pri spájaní ľudí na celom svete,“ povedal Boujelbene.
IEEE obsahuje zoznam budúcich rozšíreníwebovej stránkyktoré zahŕňajú: optické prepojenia s krátkym dosahom založené na vlnových dĺžkach 100 Gbps; Precision Time Protocol (PTP) Objasnenie časovej pečiatky; Automobilový optický multigig; Ďalšie kroky v ekosystéme jedného páru; 100 Gbps cez systémy DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing); 400 Gbps cez systémy DWDM; návrh študijnej skupiny pre Automotive 10G+ Copper; a 200 Gbps, 400 Gbps, 800 Gbps a 1,6 Tbps Ethernet.
„Portfólio Ethernetu sa naďalej rozširuje, zahŕňa vyššie rýchlosti a pokroky, ktoré menia hru, ako naprNapájanie cez Ethernet(PoE), Single Pair Ethernet (SPE), Time-Sensitive Networking (TSN) a ďalšie,“ povedal Boujelbene. (SPE definuje spôsob, ako zvládnuť ethernetový prenos cez jeden pár medených vodičov. TSN je štandardný spôsob poskytovania deterministického a zaručeného doručovania údajov cez sieť.)
Vyvíjajúce sa technológie sa spoliehajú na Ethernet
Keďže cloudové služby vrátane virtuálnej reality (VR), pokrok, riadenie latencie nadobúda prvoradý význam, povedal Holmberg. „Riešenie tohto problému bude pravdepodobne zahŕňať použitie Ethernetu spojeného s protokolom Precision Time Protocol, ktorý umožní, aby sa Ethernet vyvinul do technológie pripojenia s definovanými cieľmi latencie,“ povedal.
Podpora rozsiahlych distribuovaných systémov, kde sú synchronizované operácie nevyhnutné, si vyžaduje presnosť načasovania rádovo v stovkách nanosekúnd. „Výborný príklad toho možno vidieť v telekomunikačnom sektore, najmä v oblasti sietí 5G a prípadne sietí 6G,“ povedal Holmberg.
Ethernetové siete, ktoré ponúkajú preddefinovanú latenciu, by mohli byť prínosom aj pre podnikové siete LAN, najmä pri riešení požiadaviek technológií, ako je AI, ale tiež pri synchronizácii GPU v dátových centrách. „V podstate sa zdá, že budúcnosť Ethernetu je spojená s novými technologickými paradigmami, ktoré formujú ich fungovanie a vývoj,“ povedal Holmberg.
Kľúčovou oblasťou rozšírenia Ethernetu bude aj nastavenie infraštruktúry pre výpočtovú techniku AI a vývoj aplikácií, povedal D'Ambrosia. Umelá inteligencia vyžaduje mnoho serverov, ktoré vyžadujú pripojenia s nízkou latenciou, „Prepojenie s vysokou hustotou sa teda stáva veľkým problémom. A pretože sa snažíte robiť veci rýchlejšie, než sa latencia stáva problémom, pretože musíte vyriešiť tieto problémy a použiť opravu chýb na zvýšenie výkonu kanála. Je tam veľa problémov."
Nové služby, ktoré sú poháňané AI – ako napríklad generatívne umelecké diela – si budú vyžadovať obrovské investície do infraštruktúry, ktorá využíva Ethernet ako základnú komunikačnú vrstvu, povedal Jones.
Umelá inteligencia a cloud computing sú predpokladmi pre pokračujúci rast služieb očakávaných od zariadení a siete, dodal Jones. „Tieto nové nástroje budú naďalej poháňať vývoj spotreby technológií v pracovnom prostredí a mimo neho,“ povedal Jones.
Dokonca aj rozšírenie bezdrôtových sietí bude vyžadovať väčšie využitie Ethernetu. „V prvom rade nemôžete mať bezdrôtové pripojenie bez káblového pripojenia. Všetky bezdrôtové prístupové body vyžadujú káblovú infraštruktúru,“ povedal Greg Dorai, senior viceprezident, Cisco Networking. "A rozsiahle dátové centrá, ktoré poháňajú cloud, AI a ďalšie technológie budúcnosti, sú všetky navzájom prepojené drôtmi a optickými vláknami, pričom všetky siahajú späť k ethernetovým prepínačom."
Potreba znížiť spotrebu energie Ethernetu tiež poháňa jeho vývoj.
Napríklad energeticky efektívny Ethernet, ktorý vypína linky, keď nie je veľká prevádzka, by bol užitočný, keď je nevyhnutné minimalizovať spotrebu energie, povedal George Zimmerman: Stolička, IEEE P802.3dg 100 Mb/s Long-Reach Single Pair Ethernet pracovná skupina. To sa týka aj automobilov, kde je sieťová prevádzka asymetrická alebo prerušovaná. „Energetická efektívnosť je veľkým problémom vo všetkých oblastiach Ethernetu. Kontroluje zložitosť mnohých vecí, ktoré robíme,“ povedal. To čoraz viac zahŕňa priemyselné riadiace systémy a ďalšie prevádzkové technológie, „musíme však prejsť ešte dlhú cestu, kým sa vyrovná všadeprítomnosti Ethernetu v IT.“
Vďaka svojej všadeprítomnosti je v používaní Ethernetu vyškolený veľký počet IT profesionálov, čo ho robí atraktívnym v oblastiach, ktoré v súčasnosti používajú proprietárne protokoly. Takže namiesto toho, aby sa organizácie spoliehali na relatívne malý okruh ľudí, ktorí ich poznajú, môžu čerpať z oveľa väčšieho fondu a využiť desaťročia vývoja Ethernetu. „Ethernet sa tak stáva základom, na ktorom je postavený inžiniersky svet,“ povedal Zimmerman.
Tento stav predpokladá ďalší rozvoj technológie a jej rozširovanie.
„Čokoľvek prinesie budúcnosť, Ethernet Boba Metcalfa bude spájať všetko dohromady, aj keď môže byť vo forme, ktorú by Bob nerozpoznal,“ povedal Dorai. „Kto vie? Môj avatar, trénovaný na to, aby povedal, čo chcem, môže cestovať cez Ethernet, aby sa objavil na tlačovej konferencii k 60. výročiu.”
Čas odoslania: 14. novembra 2023
