400-Gigabit Ethernet: трудности роста

Технология Ethernet становится заложницей своего собственного успеха. И это отражается на долгосрочном планировании очередного серьезного увеличения скорости передачи данных.

Дело в том, что раньше необходимость перехода к сетям Ethernet нового поколения ни у кого сомнений не вызывала: предприятия хотели ускорить работу своих сетей, производители искали способы увеличения пропускной способности и определения стандартов, а ИТ-службы покупали рост производительности в виде новых компьютеров и коммутаторов.

Сегодня все сложнее. Операторы, гиганты Web 2.0, провайдеры облачных сервисов и корпоративные заказчики высказывают разные пожелания относительно интерфейсов и скоростей. В Facebook, например, в 2010 году заявляли, что их ЦОД уже сейчас нуждаются в производительности на уровне Terabit Ethernet. В попытке открыть новую главу в истории Ethernet исследовательская группа, проектировавшая стандарт IEEE 802.3 с пропускной способностью 400 Гбит/с, столкнулась с тем, что предлагаемой скорости уже может оказаться недостаточно. Сегодня в сетях, развернутых по всему миру, используются миллиарды устройств Ethernet, и в таких условиях очень трудно предложить спецификации, которые удовлетворили бы каждого.

«К нам обращается множество самых разных людей, – отметил председатель исследовательской группы Джон д'Амброзиа в на конференции Technology Exploration Forum, организованной Ethernet Alliance. – Прийти к консенсусу в такой ситуации довольно сложно, а ведь для утверждения стандарта спецификации должны получить одобрение 75% голосующих. И даже если рабочая группа знает, к какой скорости ей нужно стремиться, у производителей сетевого оборудования имеются свои интересы, и они могут не согласиться с тем, что им предлагают».

Опыт проектирования последнего стандарта 802.3ba, описывающего работу технологий Ethernet с пропускной способностью 40 Гбит/с и 100 Гбит/с, показывает, что задача, стоящая перед разработчиками, становится все сложнее. В начале проекта была поставлена цель определить спецификации для стандарта с пропускной способностью 100 Гбит/с, которую хотели получить поставщики услуг. Но затем ее пришлось дополнить спецификациями для пропускной способности 40 Гбит/с, поскольку серверы не были готовы к работе на более высоких скоростях. Если на разработку нового стандарта 802.3bs уйдет столько же времени, сколько и на проектирование предыдущего, утвердить его удастся не раньше первой половины 2017 года.

По мнению аналитика Light Counting Дэйла Мюррея, даже такой прогноз весьма оптимистичен, потому что разработать стандарт для передачи данных со скоростью 400 Гбит/с гораздо сложнее.

Один из ключевых вопросов заключается в том, какие линии объединять для получения более высокой скорости. Объединение – это обычный способ получения более толстого канала. В качестве линий могут выступать волоконно-оптические каналы, оптические волны разной длины и другие соединения. При разработке стандарта 802.3ba, регламентирующего передачу данных на скорости 40 Гбит/с — 100 Гбит/с все было проще. Инженеры, проектировавшие эти спецификации, использовали несколько интерфейсов предыдущего стандарта 10-Gigabit Ethernet, который к тому времени был уже доступен в коммерческом варианте.

«Нового в этой технологии было не так уж много, – заметил Мюррей. – Задача состояла лишь в том, как объединить уже имеющиеся ресурсы».

Для доведения пропускной способности до 400 Гбит/с в качестве строительных блоков нужны уже более скоростные интерфейсы. Есть несколько возможных вариантов, каждый из которых повлечет за собой свои последствия. К величинам, которые предстоит определить, относятся стоимость отдельных компонентов, виды волоконно-оптических линий или кабелей и их протяженность, а также доступность таких кабелей.

«Лучший способ создания канала 400-Gigabit Ethernet – это объединение четырех интерфейсов с пропускной способностью 100 Гбит/с, – считает д'Амброзиа. – Это помогло бы добиться того же эффекта, который мы наблюдали с ранее утвержденными спецификациями. Оказалось, что интерфейсы с пропускной способностью 40 Гбит/с можно создать, объединив четыре линии 10-Gigabit Ethernet. Таким образом, покупатели получили продукт, отвечающий как текущим, так и будущем потребностям. Это позволило увеличить объемы продаж интерфейсов с пропускной способностью 40 Гбит/с и уменьшить стоимость их компонентов».

Сегодня среди возможных вариантов называется объединение восьми соединений с пропускной способностью 50 Гбит/с или 16 линий с пропускной способностью 25 Гбит/с. Мюррей предостерег против создания технологии, которая появится раньше, но не будет отвечать текущим или будущим потребностям. Ведь если покупатели не почувствуют ценность новых предложений, они не станут закупать соответствующие средства в больших объемах, а отрасли придется ждать перехода на технологию 400-Gigabit Ethernet еще дольше.