Těžko byste hledali jinou technologii, která by byla tak užitečná, úspěšná a nakonec vlivná jako Ethernet, a protože tento týden slaví 50. výročí, je jasné, že cesta Ethernetu zdaleka nekončí.
Od svého vynálezu Bobem Metcalfem a Davidem Boggsem v roce 1973 byl Ethernet neustále rozšiřován a přizpůsobován, aby se stal běžným protokolem vrstvy 2 v počítačových sítích napříč průmyslovými odvětvími.
„Pro mě je nejzajímavějším aspektem Ethernetu jeho univerzálnost, což znamená, že byl nasazen doslova všude, včetně pod oceány a ve vesmíru.Případy použití Ethernetu se stále rozšiřují o nové fyzické vrstvy – například vysokorychlostní Ethernet pro kamery ve vozidlech,“ řekl Andreas Bechtolsheim, spoluzakladatel Sun Microsystems a Arista Networks, nyní předseda představenstva a hlavní vývojový ředitel společnosti Arista.
„Nejpůsobivější oblast pro Ethernet je v tomto bodě uvnitř velkých cloudových datových center, která vykázala vysoký růst, včetně propojených klastrů AI/ML, které rychle narůstají,“ řekl Bechtolsheim.
Ethernet má široké použití.
Flexibilita a přizpůsobivost jsou důležitými vlastnostmi technologie, která se podle něj „stala výchozí odpovědí pro jakoukoli komunikační síť, ať už jde o připojení zařízení nebo počítačů, což znamená, že téměř ve všech případech není třeba vymýšlet další síť. “
Když zasáhl COVID, Ethernet byl důležitou součástí toho, jak podniky reagovaly, řekl Mikael Holmberg, významný systémový inženýr společnosti Extreme Networks.„Když se podíváme zpět na náhlý přechod k práci na dálku během celosvětové epidemie COVID, jedna z nejvíce transformativních aplikací Ethernetu je nepochybně její role v usnadnění distribuované pracovní síly,“ řekl.
Tento posun vyvolal tlak na větší šířku pásma na poskytovatele komunikačních služeb.„Tato poptávka byla způsobena zaměstnanci podniků pracujících na dálku, studenty přecházejícími na online vzdělávání a dokonce zvýšeným online hraním kvůli sociálnímu distancování,“ řekl Holmberg."V podstatě díky Ethernetu, který je základní technologií používanou pro internet, umožnil jednotlivcům efektivně provádět různé úkoly z pohodlí jejich domova."
Takové rozšířenérozvoja obrovské ekosystémy Ethernetu vedly kunikátní aplikace– od použití na Mezinárodní vesmírné stanici, nejnovějších stíhačkách F-35 a tankech Abrams až po oceánský výzkum.
Ethernet se používá při průzkumu vesmíru již více než 20 let, včetně vesmírné stanice, satelitů a misí na Mars, řekl Peter Jones, předseda Ethernet Alliance a významný inženýr společnosti Cisco.„Ethernet umožňuje bezproblémovou konektivitu mezi kriticky důležitými subsystémy, jako jsou senzory, kamery, ovládací prvky a telemetrie uvnitř vozidel a zařízení, jako jsou satelity a sondy.Je to také klíčová součást komunikace země-vesmír a vesmír-země.“
Jako schopnější náhrada za starší protokoly Controller Area Network (CAN) a Local Interconnect Network (LIN) se Ethernet stal páteří sítí ve vozidlech, včetně automobilů a dronů.„Unmanned Aerial Vehicles (UAV) a Unmanned Underwater Vehicles (UUV), které umožňují monitorování atmosférických podmínek, přílivu a odlivu a teplot a autonomní sledovací a bezpečnostní systémy nové generace, všechny spoléhají na Ethernet,“ řekl Jones.
Ethernet vyrostl, aby nahradil úložné protokoly, a dnes je základem vysoce výkonných výpočtů, jako je napřHraniční superpočítačs HPE Slingshot – aktuálně číslo jedna mezi nejrychlejšími superpočítači na světě.Téměř všechny „specializované sběrnice“ datové komunikace ve všech odvětvích jsou nahrazeny Ethernetem, řekl Mark Pearson, hlavní technolog HPE Aruba Networking Switching a HPE Fellow.
„Ethernet věci zjednodušil.Jednoduché konektory, jednoduché zprovoznění stávající kabeláže s kroucenými páry, jednoduché typy rámců, které bylo snadné ladit, jednoduché zapouzdření provozu na médiu, jednoduchý mechanismus řízení přístupu,“ řekl Pearson.
Díky tomu je každá kategorie produktů s Ethernetem rychlejší, levnější a snadněji řešitelné, řekl Pearson, včetně:
Integrované síťové karty v základních deskách
Ethernetové přepínače libovolné velikosti, kombinace rychlosti
Gigabit Ethernet NIC karty, které byly průkopníky jumbo rámců
Optimalizace ethernetové karty a přepínače pro všechny druhy případů použití
Funkce jako EtherChannel – sady portů pro propojení kanálů v konfiguraci stat-mux
Vývoj Ethernetu tlačí dál.
Jeho budoucí hodnota se odráží také v množství zdrojů na vysoké úrovni, které jsou věnovány pokračování technické práce na vylepšení funkcí Ethernetu, řekl John D'Ambrosia, předseda pracovní skupiny IEEE P802.3dj, která vyvíjí novou generaci ethernetových elektrických a optická signalizace.
„Je pro mě fascinující sledovat vývoj a způsob, jakým Ethernet spojuje průmysl, aby řešil problémy – a tato spolupráce trvá velmi dlouho a časem bude jen silnější,“ řekl D'Ambrosia. .
Zatímco stále se zvyšující maximální rychlost Ethernetu přitahuje velkou pozornost, je stejně velké úsilí vyvíjet a zlepšovat pomalejší 2,5 Gb/s, 5 Gb/s a 25 Gb/s Ethernet, což vedlo k rozvoji poměrně velkého trhu. nejméně.
Podle Sameh Boujelbene, viceprezidenta pro průzkum trhu ethernetových přepínačů datových center a kampusů Skupina Dell'OroBěhem posledních dvou desetiletí bylo dodáno devět miliard ethernetových přepínačů v celkové tržní hodnotě více než 450 miliard USD.„Ethernet hrál klíčovou roli při usnadňování konektivity a propojování věcí a zařízení v celé řadě průmyslových odvětví, ale co je důležitější, při spojování lidí po celém světě,“ řekl Boujelbene.
IEEE uvádí na svém seznamu budoucí rozšířeníwebová stránkakteré zahrnují: optická propojení s krátkým dosahem založená na vlnových délkách 100 Gbps;Vysvětlení časového razítka protokolu Precision Time Protocol (PTP);Automotive Optical Multigig;Další kroky v ekosystému Single-Pair;100 Gbps přes systémy DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing);400 Gbps přes DWDM systémy;návrh studijní skupiny pro Automotive 10G+ Copper;a 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s a 1,6 Tb/s Ethernet.
„Portfolio Ethernetu se stále rozšiřuje, zahrnuje vyšší rychlosti a pokroky, které mění hru, jako je napřNapájení přes Ethernet(PoE), Single Pair Ethernet (SPE), Time-Sensitive Networking (TSN) a další,“ řekl Boujelbene.(SPE definuje způsob, jak zvládnout ethernetový přenos prostřednictvím jednoho páru měděných vodičů. TSN je standardní způsob, jak zajistit deterministické a zaručené doručování dat po síti.)
Vyvíjející se technologie spoléhají na Ethernet
S pokrokem cloudových služeb, včetně virtuální reality (VR), získává řízení latence prvořadý význam, řekl Holmberg.„Řešení tohoto problému bude pravděpodobně zahrnovat použití Ethernetu spojeného s protokolem Precision Time, což umožní Ethernetu vyvinout se v technologii konektivity s definovanými cíli latence,“ řekl.
Podpora rozsáhlých distribuovaných systémů, kde jsou synchronizované operace zásadní, vyžaduje přesnost načasování v řádu stovek nanosekund.„Ukázkový příklad toho je vidět v telekomunikačním sektoru, zejména v oblasti sítí 5G a případně sítí 6G,“ řekl Holmberg.
Sítě Ethernet, které nabízejí předdefinovanou latenci, by také mohly být přínosem pro podnikové sítě LAN, zejména pro řešení požadavků technologií, jako je AI, řekl, ale také pro synchronizaci GPU napříč datovými centry.„V zásadě se zdá, že budoucnost Ethernetu je propojena s novými technologickými paradigmaty, která utvářejí jejich fungování a vývoj,“ řekl Holmberg.
Klíčovou oblastí rozšíření Ethernetu bude také nastavení infrastruktury pro výpočetní techniku AI a vývoj aplikací, řekl D'Ambrosia.Umělá inteligence vyžaduje mnoho serverů, které vyžadují připojení s nízkou latencí. „Propojení s vysokou hustotou se tedy stává velkým problémem.A protože se snažíte dělat věci rychleji, než se latence stává problémem, musíte tyto problémy vyřešit a použít opravu chyb, abyste získali další výkon kanálu.Je tam spousta problémů."
Nové služby, které jsou poháněny umělou inteligencí – jako je generativní umělecká díla – budou vyžadovat obrovské investice do infrastruktury, která využívá Ethernet jako základní komunikační vrstvu, řekl Jones.
Umělá inteligence a cloud computing jsou předpoklady pro pokračující růst služeb očekávaných od zařízení a sítě, dodal Jones.„Tyto nové nástroje budou i nadále pohánět vývoj spotřeby technologií v pracovním prostředí i mimo něj,“ řekl Jones.
I rozšiřování bezdrátových sítí bude vyžadovat větší využití Ethernetu.„Za prvé, nemůžete mít bezdrátové připojení bez kabelů.Všechny bezdrátové přístupové body vyžadují kabelovou infrastrukturu,“ řekl Greg Dorai, senior viceprezident, Cisco Networking."A rozsáhlá datová centra, která pohánějí cloud, AI a další technologie budoucnosti, jsou všechna propojena dráty a vlákny, vše se vrací k ethernetovým přepínačům."
Potřeba snížit spotřebu energie Ethernetu je také hnacím motorem jeho vývoje.
Například energeticky účinný Ethernet, který vypíná linky, když není velký provoz, by byl užitečný, když je nezbytné minimalizovat spotřebu energie, řekl George Zimmerman: Chair, IEEE P802.3dg 100 Mb/s Long-Reach Single Pair Ethernet Komando.To zahrnuje automobily, kde je síťový provoz asymetrický nebo přerušovaný.„Energetická účinnost je velkým problémem ve všech oblastech Ethernetu.Řídí to složitost mnoha věcí, které děláme,“ řekl.To stále více zahrnuje průmyslové řídicí systémy a další provozní technologie, „avšak máme před sebou dlouhou cestu, než se vyrovná všudypřítomnosti Ethernetu v IT.“
Vzhledem k jeho všudypřítomnosti je v používání Ethernetu školeno velké množství IT profesionálů, což jej činí atraktivním v oblastech, které v současnosti používají proprietární protokoly.Takže spíše než se spoléhat na relativně malou skupinu lidí, kteří je znají, mohou organizace čerpat z mnohem větší skupiny a využít desetiletí vývoje Ethernetu."A tak se Ethernet stává základem, na kterém je postaven svět inženýrství," řekl Zimmerman.
Tento stav předpokládá další vývoj technologie a její rozšiřující se využití.
„Ať bude budoucnost jakákoli, Ethernet Boba Metcalfa bude spojovat všechno dohromady, i když může být ve formě, kterou by ani Bob nerozpoznal,“ řekl Dorai."Kdo ví?Můj avatar, vycvičený říkat, co chci, možná cestuje přes Ethernet, aby se objevil na tiskové konferenci k 60. výročí.“
Čas odeslání: 14. listopadu 2023
