Het zal moeilijk zijn om een andere technologie te vinden die net zo nuttig, succesvol en uiteindelijk invloedrijk is geweest als Ethernet, en aangezien deze deze week zijn 50e verjaardag viert, is het duidelijk dat de reis van Ethernet nog lang niet voorbij is.
Sinds de uitvinding door Bob Metcalf en David Boggs in 1973 is Ethernet voortdurend uitgebreid en aangepast om het meest gebruikte Layer 2-protocol te worden in computernetwerken in alle sectoren.
“Voor mij is het meest interessante aspect van Ethernet de universaliteit ervan, wat betekent dat het letterlijk overal is ingezet, ook onder de oceanen en in de ruimte. Ethernet-gebruiksscenario's breiden zich nog steeds uit met nieuwe fysieke lagen, bijvoorbeeld high-speed Ethernet voor camera's in voertuigen", zegt Andreas Bechtolsheim, medeoprichter van Sun Microsystems en Arista Networks, nu voorzitter en hoofd ontwikkeling van Arista.
“Het meest impactvolle gebied voor Ethernet op dit moment bevindt zich in de grote cloud-datacenters die een hoge groei hebben laten zien, inclusief onderling verbonden AI/ML-clusters die zich snel uitbreiden”, aldus Bechtolsheim.
Ethernet heeft brede toepassingen.
Flexibiliteit en aanpassingsvermogen zijn belangrijke kenmerken van de technologie, die volgens hem “het standaardantwoord is geworden voor elk communicatienetwerk, of het nu gaat om het verbinden van apparaten of computers, wat betekent dat het in bijna alle gevallen niet nodig is om nog een ander netwerk uit te vinden. ”
Toen COVID toesloeg, was Ethernet een belangrijk onderdeel van de manier waarop bedrijven reageerden, zegt Mikael Holmberg, vooraanstaand systeemingenieur bij Extreme Networks. “Terugkijkend op de plotselinge verschuiving naar werken op afstand tijdens de wereldwijde COVID-uitbraak, is een van de meest transformerende toepassingen van Ethernet ongetwijfeld de rol ervan bij het faciliteren van een gedistribueerd personeelsbestand”, zei hij.
Deze verschuiving zette de aanbieders van communicatiediensten onder druk om meer bandbreedte te eisen. “Deze vraag werd gedreven door bedrijfsmedewerkers die op afstand werkten, studenten die overgingen op online onderwijs en zelfs meer online gamen als gevolg van sociale afstandsverplichtingen”, aldus Holmberg. “Omdat Ethernet de fundamentele technologie is die voor het internet wordt gebruikt, heeft het individuen in wezen in staat gesteld een verscheidenheid aan taken efficiënt uit te voeren vanuit het comfort van hun eigen huis.”
Zo wijdverspreidontwikkelingen de enorme ecosystemen van Ethernet hebben daartoe geleidunieke toepassingen– van gebruik op het Internationale Ruimtestation, de nieuwste F-35 straaljagers en Abrams-tanks tot oceanisch onderzoek.
Ethernet wordt al meer dan twintig jaar gebruikt bij ruimteverkenning, onder meer bij het ruimtestation, satellieten en Mars-missies, zegt Peter Jones, voorzitter van de Ethernet Alliance en een vooraanstaand ingenieur bij Cisco. “Ethernet maakt naadloze connectiviteit mogelijk tussen bedrijfskritische subsystemen, zoals sensoren, camera’s, bedieningselementen en telemetrie in voertuigen en apparaten, zoals satellieten en sondes. Het is ook een belangrijk onderdeel van grond-naar-ruimte- en ruimte-naar-grond-communicatie.”
Als een meer capabele vervanging voor oudere Controller Area Network (CAN) en Local Interconnect Network (LIN) protocollen, is Ethernet de ruggengraat geworden van netwerken in voertuigen, inclusief auto's en drones. “Onbemande luchtvoertuigen (UAV’s) en onbemande onderwatervoertuigen (UUV’s) die omgevingsmonitoring van atmosferische omstandigheden, getijden en temperaturen mogelijk maken, en autonome bewakings- en beveiligingssystemen van de volgende generatie vertrouwen allemaal op Ethernet”, aldus Jones.
Ethernet groeide om opslagprotocollen te vervangen en vormt vandaag de dag de basis van krachtige rekenkracht, zoals aan de basis van deGrensoverschrijdende supercomputermet HPE Slingshot – momenteel nummer één onder de snelste supercomputers ter wereld. Bijna alle ‘gespecialiseerde bussen’ voor datacommunicatie, in alle sectoren, worden vervangen door Ethernet, zegt Mark Pearson, hoofdtechnoloog van HPE Aruba Networking Switching en HPE Fellow.
“Ethernet maakte dingen eenvoudig. Eenvoudige connectoren, eenvoudig om het te laten werken op bestaande twisted pair-bekabeling, eenvoudige frametypes die gemakkelijk te debuggen waren, eenvoudig om verkeer op het medium in te kapselen, eenvoudig toegangscontrolemechanisme”, aldus Pearson.
Hierdoor is elke productcategorie met Ethernet sneller, goedkoper en gemakkelijker op te lossen, aldus Pearson, waaronder:
Ingebouwde NIC's in moederborden
Ethernet-switches van elk formaat, snelheidscombinatie
Gigabit Ethernet NIC-kaarten die pionierden in jumboframes
Ethernet NIC- en switch-optimalisaties voor allerlei soorten gebruiksscenario's
Functies zoals EtherChannel – kanaalverbindingssets van poorten in een stat-mux-configuratie
De ontwikkeling van Ethernet zet door.
De toekomstige waarde ervan wordt ook weerspiegeld in de hoeveelheid middelen op hoog niveau die zijn gewijd aan het voortzetten van het technische werk om de mogelijkheden van Ethernet te verbeteren, zegt John D'Ambrosia, voorzitter van de IEEE P802.3dj Task Force, die de volgende generatie Ethernet-elektrische en elektrische Ethernet-systemen ontwikkelt. optische signalering.
“Het is voor mij fascinerend om de ontwikkeling te zien en de manier waarop Ethernet de industrie samenbrengt om problemen op te lossen – en deze samenwerking is al heel lang aan de gang en zal alleen maar sterker worden naarmate de tijd verstrijkt,” zei D'Ambrosia. .
Hoewel de steeds toenemende topsnelheid van Ethernet veel aandacht trekt, wordt er net zo veel moeite gedaan om langzamere snelheden van 2,5 Gbps, 5 Gbps en 25 Gbps Ethernet te ontwikkelen en te verbeteren, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van een vrij grote markt, om zo te zeggen minst.
Volgens Sameh Boujelbene, vice-president, datacenter en campus Ethernet-switch marktonderzoek voor Dell'Oro-groepEr zijn de afgelopen twintig jaar negen miljard Ethernet-switchpoorten verzonden, voor een totale marktwaarde van ruim $450 miljard. “Ethernet heeft een cruciale rol gespeeld bij het faciliteren van connectiviteit en het verbinden van dingen en apparaten in een breed scala van industrieën, maar, nog belangrijker, bij het verbinden van mensen over de hele wereld”, aldus Boujelbene.
De IEEE somt toekomstige uitbreidingen opwebsitewaaronder: optische verbindingen met een kort bereik op basis van golflengten van 100 Gbps; Precision Time Protocol (PTP) Tijdstempelverduidelijkingen; Optische multigig voor auto's; Volgende stappen in het Single-Pair-ecosysteem; 100 Gbps via Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)-systemen; 400 Gbps via DWDM-systemen; een voorstel van de werkgroep voor Automotive 10G+ Copper; en 200 Gbps, 400 Gbps, 800 Gbps en 1,6 Tbps Ethernet.
“Het Ethernet-portfolio blijft zich uitbreiden en omvat hogere snelheden en baanbrekende ontwikkelingen zoalsMacht over Ethernet(PoE), Single Pair Ethernet (SPE), Time-Sensitive Networking (TSN) en meer”, aldus Boujelbene. (SPE definieert een manier om Ethernet-transmissie af te handelen via een enkel paar koperdraden. TSN is een standaardmanier om deterministische en gegarandeerde levering van gegevens via een netwerk te bieden.)
Evoluerende technologieën zijn afhankelijk van Ethernet
Naarmate clouddiensten, waaronder virtual reality (VR), vooruitgang boeken, wordt het beheren van latentie van het allergrootste belang, aldus Holmberg. “Het aanpakken van dit probleem zal waarschijnlijk het gebruik van Ethernet in combinatie met het Precision Time Protocol met zich meebrengen, waardoor Ethernet kan evolueren naar een connectiviteitstechnologie met gedefinieerde latentiedoelstellingen”, zei hij.
Ondersteuning van grootschalige gedistribueerde systemen waarbij gesynchroniseerde operaties essentieel zijn, vereist timingprecisie in de orde van honderden nanoseconden. “Een goed voorbeeld hiervan is te zien in de telecommunicatiesector, vooral op het gebied van 5G-netwerken en uiteindelijk 6G-netwerken”, aldus Holmberg.
Ethernet-netwerken die vooraf gedefinieerde latentie bieden, kunnen ook ten goede komen aan bedrijfs-LAN's, met name om tegemoet te komen aan de vereisten van technologieën als AI, zei hij, maar ook om GPU's tussen datacenters te synchroniseren. “In wezen lijkt de toekomst van Ethernet verweven met opkomende technologische paradigma’s, die bepalen hoe ze functioneren en evolueren”, aldus Holmberg.
Het opzetten van de infrastructuur voor AI-computing en applicatieontwikkeling zal ook een belangrijk gebied zijn voor de uitbreiding van Ethernet, zei D'Ambrosia. AI vereist veel servers die verbindingen met lage latentie vereisen. “De interconnectie met hoge dichtheid wordt dus een groot probleem. En omdat je dingen sneller probeert te doen dan wordt de latentie een probleem, omdat je deze problemen moet oplossen en foutcorrectie moet gebruiken om extra kanaalprestaties te krijgen. Er zijn veel problemen daar.”
Nieuwe diensten die worden aangestuurd door AI – zoals generatieve kunstwerken – zullen enorme infrastructuurinvesteringen vergen die Ethernet als fundamentele communicatielaag gebruiken, aldus Jones.
AI en cloud computing zijn de factoren die de aanhoudende groei mogelijk maken van de diensten die van apparaten en het netwerk worden verwacht, aldus Jones. “Deze nieuwe tools zullen de evolutie van de technologieconsumptie binnen en buiten de werkomgeving blijven stimuleren”, aldus Jones.
Zelfs de uitbreiding van draadloze netwerken zal meer gebruik van Ethernet vereisen. “In de eerste plaats kun je geen draadloos hebben zonder bekabeld. Alle draadloze toegangspunten vereisen een bekabelde infrastructuur”, aldus Greg Dorai, senior vice president, Cisco Networking. “En de grootschalige datacenters die de cloud, AI en andere technologieën van de toekomst aandrijven, zijn allemaal met elkaar verbonden door draden en glasvezel, allemaal terug te voeren op Ethernet-switches.”
De noodzaak om het stroomverbruik van Ethernet te verminderen stimuleert ook de ontwikkeling ervan.
Energie-efficiënt Ethernet, dat verbindingen uitschakelt als er niet veel verkeer is, zou bijvoorbeeld nuttig kunnen zijn als het minimaliseren van het stroomverbruik essentieel is, zegt George Zimmerman: voorzitter, IEEE P802.3dg 100Mb/s Long-Reach Single Pair Ethernet Taskforce. Dat geldt ook voor auto's, waar het netwerkverkeer asymmetrisch of onderbroken is. “Energie-efficiëntie is een groot probleem op alle gebieden van Ethernet. Het beheerst de complexiteit van veel van de dingen die we doen”, zei hij. Dat omvat steeds meer industriële besturingssystemen en andere operationele technologie, “maar we hebben nog een lange weg te gaan voordat dit aansluit bij de alomtegenwoordigheid van Ethernet in IT.”
Vanwege de alomtegenwoordigheid ervan zijn grote aantallen IT-professionals getraind in het gebruik van Ethernet, wat het aantrekkelijk maakt in gebieden waar momenteel propriëtaire protocollen worden gebruikt. Dus in plaats van te vertrouwen op een relatief kleine groep mensen die er bekend mee zijn, kunnen organisaties putten uit een veel grotere groep en profiteren van de tientallen jaren van Ethernet-ontwikkeling. “En zo wordt Ethernet de basis waarop de technische wereld is gebouwd”, aldus Zimmerman.
Die status voorspelt een voortdurende ontwikkeling van de technologie en het toenemende gebruik ervan.
“Wat de toekomst ook brengt, het Ethernet van Bob Metcalf zal alles met elkaar verbinden, ook al zal het in een vorm zijn die zelfs Bob niet zou herkennen,” zei Dorai. “Wie weet? Mijn avatar, getraind om te zeggen wat ik wil, reist mogelijk via Ethernet om te verschijnen op een persconferentie ter gelegenheid van het 60-jarig jubileum.
Posttijd: 14-nov-2023
