Технология Ethernet способна преподнести еще не один сюрприз.

Ethernet оставил далеко позади себя такие сетевые стандарты, как ATM, FDDI и Token Ring, и стал основой для 85% сетей во всем мире. С увеличением первоначальной номинальной скорости в 1000 раз и поддержкой параметров качества сервиса эта сетевая технология вторгается в своем коммутируемом варианте в пока еще слабо «затронутые» ею области — в сети хранения и городские инфраструктуры.

С того момента, как в 1973 г. Боб Меткалф набросал на салфетке первоначальный проект Ethernet, популярная и ныне концепция начала свое победоносное шествие. Промежуточными этапами развития была смена разделяемого Ethernet (шинная структура) на коммутируемый и широкомасштабное введение аппаратных средств на базе ASIC. Параллельно с растущим спросом на пропускную способность повышается и производительность Ethernet. Первоначальная скорость передачи составляла 10 Мбит/с. В 90-х гг. она поднялась до 100 Мбит/с и 1 Гбит/с, а сегодня достигла 10 Gigabit Ethernet. По мнению экспертов, весьма вероятно, что уже через два года будет принят стандарт 40 Gigabit Ethernet.

Основная часть поставляемых компонентов Ethernet до сих пор рассчитана на двойной режим — 10/100 Мбит/с. Однако эксперты прогнозируют новое падение цен как на сетевые адаптеры, так и на коммутаторы и уже в ближайшие месяцы ожидают смещение акцента в пользу поддержки тройного режима Ethernet — на 10/100/1000 Мбит/с. По всей видимости, в данном сегменте предпочтительной средой передачи станет медный кабель. Многие коммутаторы уже сегодня предлагают медные интерфейсы Ethernet на 10/100/1000 Мбит/с, что также способствует переводу сетевых узлов на Gigabit Ethernet по меди (Gigabit over Copper, GoC). Преимущества последнего очевидны: медные кабели значительно дешевле волоконно-оптических и позволяют задействовать уже имеющуюся инфраструктуру без каких-либо кардинальных изменений — по крайней мере, когда речь идет о структурированной кабельной системе Категории 5. Однако протяженность кабеля не должна превышать 100 м. Исследование Dell?Oro за последний год показало, что наблюдается явная тенденция перехода к GoC. Согласно ему, в 2005 г. количество поставленных медных портов GigE в первый раз превысит волоконно-оптические порты (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Рост продаж медных портов GigЕ в миллионах: в 2005 г. число портов Gigabit через медь превысит количество волоконно-оптических портов (извлечение из исследования «Развитие Gigabit Ethernet через медь» группы Dell?Oro Group, июль 2002 г.).

10 GIGABIT ETHERNET

В будущем спрос на пропускную способность в ядре сети будет расти и дальше, а линий Gigabit Ethernet, или транков, порой не хватает уже сегодня. Решение этой проблемы — 10 Gigabit Ethernet (10 GigE): благодаря ратификации в середине прошлого года стандарта IEEE-802.3ae, Ethernet перешел в лигу сверхвысокоскоростных технологий. По уровню производительности он больше не уступает OC-192 SONET/SDH, а разница в цене огромная. В расчете за порт покупка 10 GigE окажется приблизительно в 10 раз дешевле, чем SONET/SDH. Кроме того, 10 GigE позволяет отказаться от таких дорогих технологий, как плотное спектральное мультиплексирование (Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM). Следующий плюс — сравнительно простой переход к 10 GigE, если уже имеется базовая инфраструктура.

Крупные производители данного оборудования разработали свою системную архитектуру так, что расширение до 10 GigE возможно сразу. К примеру, компания Foundry вот уже год предлагает в своих коммутаторах однопортовые модули с различной оптикой для локальных, городских и глобальных сетей. С того времени появились и двухпортовые модули с поддержкой этой же технологии. Лежащий в основе стандарт называется Xenpak. Он определяет режим работы различной оптики на одном и том же модуле.

Следующее  преимущество 10 GigE — гибкость в отношении пропускной способности. В отличие от SONET/SDH, когда скорость передачи может иметь только жестко определенные значения, в случае 10 GigE желаемая пропускная способность может быть сконфигурирована «по требованию». В городских сетях пользователи получат ранее никогда им недоступную гибкость регулирования пропускной способности в соответствии с реальной потребностью и с любым дискретным шагом. В этой области масштабируемое выделение пропускной способности — наиважнейший аргумент в пользу 10 GigE, так как фиксированная пропускная способность SONET/ SDH не только не отвечает требованиям времени, но и неэкономична.

Кроме того, 10 GigE относительно прост в обращении: в его основе — хорошо знакомый Ethernet, а потому отпадают дополнительные расходы на обучение сетевого администратора. Многие возможности прежних вариантов Ethernet — локальные виртуальные сети, обеспечение качества обслуживания и класса предоставляемых услуг передачи данных, протоколы маршрутизации — поддерживаются также и в 10 GigE. К их числу относятся и «большие кадры» (jumbo frame), эффективно уменьшающие накладные расходы при высокоскоростной передаче. Правда, в отличие от других вариантов Ethernet, 10 GigE базируется исключительно на волоконно-оптической дуплексной технологии — с появлением 10 GigE ранее используемый метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/ CD) для разделяемых сетей окончательно устарел.

Однако SONET/SDH все еще остается распространенной технологией. Многие компании год за годом вкладывают в нее инвестиции для осуществления передачи голоса и данных, поэтому вряд ли они сразу заменят всю свою инфраструктуру и перейдут исключительно на 10 GigE. Но этого и не нужно. Стандарт 802.3ае описывает восемь различных интерфейсов. Они поддерживают дальность передачи на 65 и 300 м, а также на 10 и 40 км. Примечательно, что для Ethernet впервые описываются интерфейсы не только локальных, но и глобальных сетей. Тем не менее интерфейсы и тех и других не отличаются с точки зрения максимальной поддерживаемой протяженности сегмента, как того можно было ожидать. Напротив, благодаря появлению интерфейсов 10 GigE для глобальных сетей станет возможным использование существующих инфраструктур SONET/SDH, чтобы передавать 10 GigE. Правда, это не означает, что порты совместимы с технологией «пакеты через SONET» (Packet over SONET, PoS). И все же они определенно помогут Ethernet проникнуть в глобальные сети.

Следующая интересная технологическая идея для поддержки 10 GigE (и не только) основывается на RFC 3176. Так, технология s-Flow позволяет управлять трафиком в режиме реального времени и все чаще реализуется в виде ASIC. Сетевые администраторы смогут теперь определять количественные характеристики и идентифицировать потоки данных без детального зеркального отображения трафика через порт и без использования дорогих внешних зондов. Если однажды пропускной способности 10 GigE окажется недостаточно или же при высокоскоростной передаче потребуется реализовать избыточную конфигурацию канала связи, тогда в один транк можно объединить до четырех портов 10 GigE в соответствии со стандартом 802.3ad на агрегирование.

Инсталляции исключительно на базе 10 GigE распространены в настоящее время еще не очень широко. Однако интерес к ним постоянно растет (см. Рисунок 2). Все чаще различные компании по всему миру обращаются к 10 GigE, в том числе университеты, государственные учреждения, клиники, научно-исследовательские организации, а также провайдеры городских сетей и услуг.

Рисунок 2. Рост спроса на порты 10 Gigabit Ethernet в ближайшие годы.

В сетях хранения (SAN) доминирует технология Fibre Channel; многие эксперты в области хранения утверждают, что и в будущем ситуация не изменится. Однако Ethernet постоянно преподносил сюрпризы и преподал не один показательный урок. Как всегда, с помощью 10 GigE можно реализовать высокоскоростные соединения между монтажными шкафами и серверными фермами в вычислительном центре. А вот какие технологи победят в долгосрочной перспективе, не в последнюю очередь (в который раз!) будет зависеть от экономических факторов. 10 GigE является первым полностью масштабируемым (от локальной и городской до глобальной сети) стандартом, пропускная способность которого соответствует требованиям будущего.

Ули Брокс работает системным инженером в компании Foundry Networks. С ним можно связаться по адресу: http://www.foundrynetworks.com.