Ethernet na dlouhé cestě k rychlostem 40 a 100 gigabitů

Technologii Ethernetu v podstatě "zachránily" přepínače (switchovaný Ethernet), které zabránily kolizím v komunikaci,...


Technologii Ethernetu v podstatě "zachránily" přepínače (switchovaný Ethernet),
které zabránily kolizím v komunikaci, odstranily čekací časy aktivních prvků a
dokázaly propojit dva komunikující body přímo mezi sebou. Pak už se mohla
rychlost zvyšovat do závratných násobků. Zatím nikdo nedokáže říci, jaké jsou
technologické hranice rychlosti nyní záleží především na přenosovém médiu a
technické dokonalosti spojů.
Bob Metcalfe, který v roce 1973 navrhl koncept Ethernetu a v roce 1979 založil
společnost 3Com, u příležitosti 30. narozenin této technologie pokládal za
důvod jejího úspěchu dobrý obchodní model. "Když vezmete formální standard a
dáte ho na vysoce konkurenční trh, který začne produkovat množství různých
výrobků, ve kterých je implementován, a zákazníci přesto mohou bezproblémově
využívat tyto produkty navzájem díky dodržení standardu, pak se jedná o jeden
ze základů úspěchu," vysvětluje Bob Metcalfe a dodává: "Rovněž vědomí toho, že
i pokračující vývoj technologie nenechá stávající uživatele na holičkách,
přispělo k tak masovém rozšíření."

40, nebo 100?
I přestože je dnešní 10gigabitový Ethernet tisíckrát rychlejší než ten, který
se využíval pro připojení PC již před deseti lety (a na mnohých méně
exponovaných místech se ještě využívá), zdá se, že se během několika let začne
intenzivně pracovat na novém standardu. Jde však o to, zda se bude jednat o
skok na "pouhých" 40 Gb/s nebo zda se posune řádová čárka a začne se vytvářet
standard 100gigabitový. Pro i proti oběma variantám hovoří několik faktů.
První záležitostí, kterou je třeba brát v úvahu, je především cena za port. Ta
se odvíjí od rychlosti konkrétního portu a lze očekávat, že u 40Gb/s portu bude
nižší než u rychlejší varianty. V době, kdy jsou telekomunikace stále v útlumu,
je nižší rychlost rozumnější.
Kromě toho 10gigabitový Ethernet zatím stále spíše vstupuje na scénu, než aby
byl běžnou technologií. Jednoduše není po něm taková poptávka, jaká by se dala
očekávat. Bob Smith, ředitel rozvojových technologií společnosti BellSouth
(poskytovatel ethernetových datových služeb) říká: "Máme zhruba 20 procent
zákazníků, kteří využívají Gigabitový Ethernet, a někteří z nich se stále diví,
co mají dělat s polovinou pásma, které vůbec nevyužívají."
Problém je i v oblasti telekomunikační operátorů, kteří by byli zřejmě mezi
prvními příjemci rychlejšího standardu. Podle Kevina Dillona, ředitele
marketingu směrovačů z Juniper Networks, totiž mnoho z nich výrazně investovalo
do optických struktur, které bohužel mají rychlostní hranici na 10 Gb/s. Tudíž
o nic rychlejšího nebudou mít zájem, dokud se investice nevrátí.
Podle mnoha analytiků je technicky logičtějším krokem vzestup rychlosti jen na
40 Gb/s, protože se tím velmi hezky srovná s rychlostmi stávajících
"tradičních" WAN linek OC-768, které mají podobnou prostupnost. Díky tomu lze
lépe navrhovat zařízení a sítě, protože nebudou hrozit kritická úzká místa.
Senior viceprezident Luca Cafiero z Cisco Systems preferuje místo matematického
posunutí řádu rovněž menší skok s tím, že technické řešení by mělo být k
dispozici už do dvou let. Dokonce již dnes má Cisco k dispozici v řadě
směrovacích přepínačů podporu 40gigabitového Ethernetu pomocí interface karet.
Díky nim lze vytvořit i jeden 40gigabitový port.
Odpůrci menšího rychlostního nárůstu ovšem tvrdí, že se jedná téměř o
ekonomický nesmysl. "40gigabitová varianta nebude životaschopná," tvrdí Nan
Chen, ředitel produktového marketingu výrobce síťového zařízení Atrica, a
pokračuje: "Takovou rychlost můžete úplně bez problémů dosáhnout standardní
vlastností Ethernetu, kterou je agregace linek. Pak vás takové řešení přijde na
mnohem nižší náklady než speciální nový interface. Pokud bude vyvíjen další
standard, rozhodně by se mělo jednat o 100gigabitovou variantu."
Chen předpokládá, že požadavek na vytvoření standardu tak rychlého Ethernetu by
mohl být vznesen na pracovní skupinu 802.3 Institute Electrical and Electronics
Engineers (IEEE) již příští rok a první produkty by se dokonce mohly objevit
již v roce 2006.
Rozdíl v požadavcích je ovšem mezi sférou podniků a telekomunikacemi. Podniky
totiž díky agregaci linek mohly v historii vydržet až do doby, kdy byl k
dispozici desetinásobek používané rychlosti, a pak upgradovat. Ethernet se však
začal využívat i pro metropolitní a jiné rozsáhlé sítě, kde jsou upgrady trochu
jiné a jdou v násobcích čtyř. Naposledy se jednalo například o standard OC-48
(2,5 Gb/s), který přešel na OC-192 (10 Gb/s) a ten pak přešel na OC-768 (40
Gb/s). Zde potom dává mnohem větší smysl vzestup rychlosti "jen" na 40 Gb/s.
Formální práce na Ethernetu rychlejším než 10 gigabitů ještě nezačala. Bob
Grow, šéf pracovní skupiny 802.3 IEEE, si však myslí, že se jedná o klid před
bouří. Dokonce očekává významné rozepře nad "nástupnickou" rychlostí.
Když pohlédneme na navrhované rychlosti, zůstává otázkou, kde lze rychlejší
Ethernet využít. David Passmore, analytik z The Burton Group, tvrdí, že bude
využíván na páteřní sítě různých kampusů, linky mezi nimi a pro okrajové části
sítí. Technologie jako SDH/SONet údajně stále zůstanou v jádru metropolitních
sítí především díky své spolehlivosti a rychlému zotavení po různých haváriích.
I přesto, že jsou podobné vlastnosti do Ethernetu zabudovávány postupně také.
Jak jsou postupně rychlé linky natahovány i k serverům, začínají se zde
objevovat technologické bariéry jejich vstupně-výstupní rozhraní totiž dokáže
zpracová-vat maximálně rychlost 10 Gb/s. "Čtyřicet nebo sto gigabitů bude u
serverů naprostým plýtváním," říká Passmore.
Přesto se například společnost Precision I/O nevzdává a pracuje na vývoji
škálovatelného vstupně-výstupního rozhraní serverů. Její ředitelka Judy
Estrinová věří, že se podaří vytvořit takový interface, který dosáhne rychlostí
40 Gb/s a více.

Pád cen značný
Říká se tomu ethernetový paradox. Přestože se v loňském roce prodalo více
ethernetových portů než v roce 2001, finanční objem trhu s přepínači se zmenšil.
Podle posledního průzkumu společnosti In-Stat/MDR se ukázalo, že prodeje
ethernetových switchů spadly z hodnoty 14,9 miliardy dolarů v roce 2001 na
hodnotu 12,4 miliardy dolarů za minulý rok. Na druhou stranu však počty
prodaných portů vzrostly o 12 % (!) z hodnoty 137 milionů za předloňský rok na
hodnotu 154 milionů v roce 2002.
Přepínače na třetí vrstvě jsou přitom nejprodávanějším typem produktů. V této
kategorii se dokonce dodávky zvýšily o 13,8 %. Celkově se cena jednoho LAN
portu snížila meziročně zhruba ze 109 na 86 dolarů. U Gigabitového Ethernetu
spadla dokonce z 802 na 584 dolarů. Přestože se jednalo o významný cenový pád,
gigabitové ethernetové switche tvořily za loňský rok jen 5 % všech dodávek.
V oblasti 10gigabitového Ethernetu se ceny prozatím pohybují v závratných
výšinách. Podle IDC se jeden 10Gb/s port prodává zhruba za 40 tisíc dolarů.
Jedná se o tak vysokou cenu, že je mimo dosah běžných prodejců IT.
Na druhou stranu se ovšem jedná jen o část ceny, kterou zákazníci platí
například při použití technologií OC-192c SONet. Zde totiž jeden 10gigabitový
port vychází zhruba na 300 tisíc dolarů.
Podle IDC začne cena 10Gb/s Ethernetu, stejně jako v případě Gigabitového
Ethernetu, výrazně klesat. V roce 2005 by údajně měla ze zmíněných 40 tisíc
klesnout na 7 800 dolarů. Nižší cena pak podle IDC zapříčiní rychlé rozšíření
této technologie do mnoha oblastí. Podle propočtů IDC by mělo být ze současně
dodaných zhruba 9 tisíc portů 10gigabitového Ethernetu dodáno do roku 2005
dalších 400 tisíc.
Mezi ty, kteří prodávají největší počet portů o rychlosti 10 Gb/s, patří podle
průzkumu nezávislé organizace DellOro Group společnost Extreme Networks.
Studie řadí tuto firmu na první místo v prodejích 10gigabitových přepínačů pro
třetí síťovou vrstvu. Výsledky se týkají prvního čtvrtletí letošního roku.
Jedním z posledních zákazníků je Hancock Telecom, který vybudoval za použití
této rychlosti robustní síť pro přenos videosekvencí, hlasu a dat s tím, že
bude poskytovat i další vysokokapacitní služby.

Boom metropolí
Podle IDC se během příštích pěti let trh metropolitního Ethernetu zečtyřnásobí.
Růst v podstatě již začal. V minulém roce, i přes výrazný investiční útlum v
telekomunikacích, prodeje Ethernetu do metropolitních sítí vyrostly o 70 % až
na 837 milionů dolarů!
Hlavním driverem byla rostoucí popularita ethernetových služeb především v
oblasti Asie a Pacifiku, kde postupně vzniklo velké množství nových
infrastruktur. Stav "tažen" poptávkou jak soukromých zákazníků, tak zákazníků z
oblastí firem.
IDC tvrdí, že tento trend bude i nadále pokračovat. Ve zmíněném regionu totiž
růst ethernetových zařízení dosáhl za minulý rok výše 51 %. Výzkumná společnost
dokonce předpokládá, že region Asie a Pacifiku bude výsledně v prodejích
Ethernetu do metropolitních sítí tvořit 61 % všech prodejů na světě.
Pro srovnání například Evropa tvořila za loňský rok 27,8 % všech prodejů a její
podíl se do roku 2007 má snížit na 24 %. Severní Amerika ve stejném časovém
úseku má oproti loňskému podílu 18,3 % tvořit výsledně jen 12 %.
Sterling Perrin, spoluautor zprávy, říká, že Spojené státy v poptávce po
Ethernetu poměrně pokulhávají. "Využití Ethernetu jako náhrady stávajících
podnikových linek je rozhodně v asijském regionu vyšší než v Americe."
Zpráva rovněž predikuje rozložení technologických zařízení v metropolitních
sítích, jak ukazuje koláčový graf pro rok 2007.

Ethernet prorazil díky své jednoduchosti
Technologie Ethernetu o rychlostech 10 Gb/s se v současné době začíná teprve
prosazovat. Gigabitový Ethernet však již tvoří významné podíly v dodávkách do
běžných podniků. Na téma těchto technologií jsme hovořili s Jaroslavem Babickým
ze společnosti 3Com, kterou založil právě vynálezce Ethernetu Bob Metcalfe.

Jaké vyžití má u nás v současné době Gigabitový Ethernet?
Podle našich zkušeností se uplatňuje především v páteřních trasách podniků, na
propojení mezi servery, přepínači mezi sebou atd. Když ve firmě s více než 50
počítači budují nová síťová spojení, hraje Gigabitový Ethernet velmi důležitou
roli a lze říci, že se už jedná o standard. Jen u nás se ročně prodají řádově
tisíce portů.

Jak se uplatňují metalické a jak optické spoje?
Metalický Gigabit se využívá spíše pro menší aplikace a tam, kde jsou rozvaděče
vzdáleny zhruba do 100 metrů. Větší podniky preferují jednoznačně optické
trasy. Na koncových stanicích převládá i u nových instalací Fast Ethernet.

Co bylo důvodem vzniku desetinásobně rychlejšího Ethernetu než byl Fast
Ethernet?
Ve chvíli, kdy máte sdruženo mnoho fastethernetových linek do jednoho bodu,
potřebujete vyšší propustnost od tohoto bodu dále k serverům, k dalším prvkům
atd. Právě zde potom nastupuje řádově vyšší rychlost.

Jaké vidíte nejdůležitější rozdíly mezi Fast Ethernetem a 1G či dokonce 10G
Ethernetem?
Nejzákladnějším rozdílem je rychlost. Ve všech ostatních vlastnostech se totiž
stále jedná o Ethernet se svými kladnými i zápornými vlastnostmi. Vždyť
nezávisle na rychlosti používá stejný formát rámce, stejné metody plného
duplexu a nakonec i Flow Control.
Tím, že se rychlost Ethernetu stále zvyšuje, dostává se svými parametry blízko
technologiím ATM, SONet i jiným. Díky tomu je pak možné jej s nimi kombinovat
vytvářet různé mosty bez vzniku úzkých či neprostupných míst.
Ethernet začíná být při svých parametrech alternativou i pro sítě na ukládání
dat, kde se dosud používá především Fibre Channel. Tím se i pro něj stává
výraznou konkurencí. Jakmile by totiž nastal výraznější vstup Ethernetu do této
oblasti, okamžitě by pro zákazníky znamenal snížení ceny, protože by se
využívaly levné standardní čipy a zařízení. Věřím, že taková situace nastane.

Proč by si zákazníci měli z rychlých technologií zvolit právě Ethernet?
Podle mého názoru Ethernet vše zjednodušuje. Existují rozhodně menší obavy o
to, zda jednotlivé síťové prvky různých výrobců mezi sebou budou spolupracovat,
zda budou kompatibilní atd.
Dříve byly na páteři ATM, FDDI, Token Ring, ale na desktopy většinou všichni
používali Ethernet, a i když nebyl z dostupných technologií nejlepší, spíše
naopak, tak jeho jednoduchost u zákazníků zvítězila a dodavatelé byli dotlačeni
k tomu, aby dodávali ethernetové technologie.

Má ještě nějaká pozitiva z hlediska podniků?
1G Ethernet byl původně určen jenom pro optiku, ale nakonec vznikl standard i
pro metalické kabeláže. Díky tomu výrazně ochraňuje investice podniků do
kabeláží, protože jakmile máte kabely kategorie 5 a vyšší, pak nemusíte znovu
nic kopat a vyměňovat stačí koupit nové aktivní prvky, a jedete desetinásobnou
rychlostí oproti Fast Ethernetu.
U 10G Ethernetu zatím platí, že je sice jen pro optická vlákna, ale podnik,
který je má, má opět výhodu.

Za loňský rok spadla cena jednoho gigabitového portu zhruba z 800 na 550
dolarů...
Myslím, že ten cenový pád je ještě drastičtější. Je způsoben především
standardizací, na které zákazníci rozhodně vydělávají. V době Token Ringů, FDDI
a ATM speciálně jsme neslyšeli nic jiného než dohady, zda tento produkt bude
vůbec fungovat s tímto produktem. S Ethernetem jakékoli rychlosti tohle
prakticky nikdo neřeší. Sice existují výjimky, ale většinou se jedná o
speciální instalace atd. Nikdo se tedy nebojí propojit Cisco router s 3Com
switchem za použití Allied Telesyn převodníku.

Liší se nějakým způsobem trh u nás a jinde ve světě?
Myslím, že příliš ne. Snad jen tím, že naše podniky mají obvykle novější
kabeláže než ty na Západě, kde rovněž musejí brát ohled na stávající
infrastrukturu a ochranu již provedených investic.

Ethernet z pohledu operátora
Telco operátoři tradičně patří mezi uživatele pokročilých síťových technologií
a velkých řešení v této oblasti. Proto jsme se zeptali Karla Šotkovského,
zaměstnaného u telekomunikačního operátora TeliaSonera, na to, co si myslí o
šancích Ethernetu v porovnání se stávajícími technologiemi.
Podle mého názoru je rozšiřování Ethernetu v prostředí rozsáhlých podnikových a
metropolitních sítí trendem, který rozhodně nelze opomíjet.
Pro operátory sítí Frame Relay je tento trend dokonce přímým ohrožením jejich
core businessu. Vlastnosti WAN spojení zaručující dostupnost, QoS, další
parametry úrovně služby důležité pro komunikaci a "kritické aplikace", jsou
dnes díky dostupné šířce pásma rovnocenné okruhům postaveným na Ethernetu,
původně určeném pro LAN sítě.
Ethernet dnes jednoznačně vede na poli podnikových sítí, většina operátorů
metropolitních sítí dnes na Ethernet přechází nebo jej provozují paralelně se
sítěmi SDH a také tranzitní operátoři rozšiřují funkčnost svých IP sítí.
Například o MPLS tak, aby se "kruh" propojil a koncoví uživatelé mohli využít
největší přednosti Ethernetu pro přístup k mezinárodním okruhům, tj. jednoduché
nastavení šíře pásma přístupového okruhu, které na rozdíl od technologie
SDH/SONet nemusejí být skokem (2 Mb/s -> 34 (45) Mb/s -> 155 Mb/s), ale plně
dle požadavků zákazníka klidně po 1 Mb/s.
Obecný trend "hloupé a dostatečně propustné" přenosové sítě a "logiky"
zajišťující parametry a bezpečnost spojení na koncích či přístupových bodech
vyplývá ze zkušeností z provozu internetu a je důkazem životaschopnosti
jednoduchých, ale dostupných řešení.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.