Verso lo standard 400 GbE

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Gli utenti sentono sempre più il bisogno di accedere alla Rete in molte modalità, per usare più applicazioni e fruire contenuti che richiedono una banda sempre più ampia. Di conseguenza l’ecosistema Ethernet dovrà evolvere rispetto ai 100 Gbit/s per fornire agli operatori di network e data center soluzioni più evolute.

La richiesta di ampiezza di banda superiore rispetto al passato cresce in ambito Ethernet networking. Ogni giorno sempre più utenti sentono il bisogno di accedere alla Rete in molte modalità, per usare sempre più applicazioni e consumare contenuti che richiedono una banda sempre più ampia. Il futuro degli utenti sarà sempre più mobile; aumenterà il numero di dispositivi, sarà richiesto sempre più l’uso del video, crescerà la quantità di dati necessari agli utenti mentre nuove necessità potrebbero richiedere ulteriori innovazioni nelle tecnologie e nelle applicazioni. A fronte di questo scenario, le esigenze in ambito Ethernet Networking aumenteranno. Le capacità di 40 Gbit/s e 100 Gbit/s non saranno più sufficienti per i fornitori di data center e network, saranno necessari dispositivi network in grado di affrontare velocità più elevate, come 400 Gbit/s. Di conseguenza l’ecosistema Ethernet globale si sta muovendo con l’obiettivo di evolvere rispetto ai 100 Gbit/s per fornire agli operatori di network e data center soluzioni più evolute. Partendo da queste considerazioni, nel marzo 2013 il Gruppo di Lavoro IEEE 802.3 ha approvato il Gruppo di Studio IEEE 802.3 400 Gbit/s Ethernet (400 GbE), che ha iniziato le proprie attività nel maggio dello stesso anno con l’obiettivo di ratificare uno standard e indirizzare il mercato verso un supporto efficiente alla crescita esponenziale della richiesta di ampiezza di banda. Solo pochi anni fa, 10 GbE era sufficiente per la maggior parte dei dati, 40 GbE era una novità e 400 GbE era ritenuto qualcosa che andava al di là delle reali necessità degli utenti. In base alla legge di Moore, i 40 GbE erano ritenuti il valore adeguato per le necessità del mondo industriale nel 2014. Quella previsione era probabilmente corretta, ma le necessità degli utenti stanno aumentando e questo implica una crescita ulteriore.

Verso tecnologie di nuova generazione

 

Oggi lo sviluppo di capacità di 400 GbE sta diventando una realtà, per questo i produttori di attrezzature tecnologiche dovranno rendere disponibili tecnologie di nuova generazione. In questa gara saranno vincenti se riusciranno ad anticipare la domanda, introducendo e testando dispositivi network a elevata velocità. Importante, però, è muoversi con la consapevolezza che lo scenario attuale è cambiato rispetto al passato. Una volta le aziende chiedevano LAN più veloci, i vendor volevano individuare modalità per raggiungere volumi di produzione più elevati e capacità di trasmissione superiori, mentre i rivenditori erano alla ricerca di una velocità adeguata alle necessità di nuovi computer e switch. Oggi la situazione è più complessa e le esigenze degli utenti sono variegate. Carrier, grandi realtà attive in area Web 2.0, fornitori cloud e aziende di altro genere sono interessati a diverse velocità e interfacce, alcune con più urgenza rispetto ad altre. Di conseguenza, il compito del Gruppo di Studio IEEE 802.3 400 Gbit/s Ethernet non sarà facile. Con miliardi di dispositivi Ethernet in uso su network intorno al mondo è difficile definire specifiche in grado di soddisfare tutti. Proprio per soddisfare queste necessità, nel Gruppo di Studio sono presenti persone che provengono da diversi ambiti anche se questa caratteristica potrebbe rendere più difficile il raggiungimento del consenso che deve arrivare al 75% di approvazione per poter ratificare lo standard.

Un compito complesso

Il compito è sicuramente più complesso rispetto al processo che ha portato allo standard 802.3ba che copre sia il 40 sia il 100 GbE. Quel progetto si era focalizzato solo sullo standard 100 GbE, che era richiesto in particolare dai service provider, ma era cresciuto ulteriormente includendo anche lo standard 40 GbE perchè i server enterprise non erano ancora pronti per una velocità più elevata. Questa esperienza potrà comunque tracciare linee guida per il nuovo standard, che probabilmente non sarà ratificato prima della metà del 2017. Per raggiungere i 400 Gbps saranno necessarie nuove interfacce da usare, più veloci, per esempio di tipo “building blocks”. Esiste una vasta gamma di possibili opzioni; le variabili riguardano i  componenti e i loro costi, quali fibre o cavi utilizzare e a quali distanze e dove possono essere disponibili. Secondo alcuni membri del Gruppo di Studio il miglior modo di rendere disponibili i 400 GbE potrebbe essere con quattro interfacce da 100 Gigabit. Altre possibilità può essere quella di usare otto connessioni a 50 Gbps o 16 connessioni da 25 Gbps. Necessario, però, è procedere con cautela; se una tecnologia è disponibile al più presto ma i potenziali acquirenti non vedono in essa un elemento di valore, il rischio è che quella tecnologia non decolli in breve tempo. Anche se lo standard 10 Gigabit Ethernet (GbE) è in fase di diffusione, il bisogno di 40 e 100 GbE sta crescendo nelle imprese. Di conseguenza, anche il 400 GbE Ethernet potrà assumere, nel tempo, sempre più importanza. Standard a elevata velocità, come il 400 GbE, o addirittura Terabit Ethernet, saranno applicati nel network in cui il traffico era stato aggregato. Per ora, gli standard di interfaccia computer e storage definiscono le quote di trasferimento al di sotto dei 100 GbE. Ma dal momento che esistono anche casi in cui sono richieste velocità superiori, saranno proprio queste richieste di traffico più elevato a forzare la velocità nell’aggregazione metro/core.

Una gerarchia di dispositivi

I moderni network, sia che coinvolgano il solo data center, sia che connettano diverse parti del globo, sono costituiti su una gerarchia di dispositivi con switch e router che connettono insieme dispositivi edge. Tutto questo ha incoraggiato l’uso di linee più veloci in sequenza, aumentando la velocità. Una tale tendenza rende logico pensare che i futuri LAN switch o WAN switch/router necessiteranno di 400 GbE o velocità superiori. Nelle WAN, la maggior parte de traffico aggiutivo, che caratterizzerà i network futuri, sarà costituito da contenuto immagazzinato nei content delivery network (CDNs) o in content farm in ogni area metropolitana. Questo significa che mentre la crescita dell’accesso all’ampiezza di banda è pressochè continuo, e questa aumentata capacità limite richiederà più capacità nell’area metropolitana per l’aggregazione, la maggior parte del traffico contenuto si fermerà nella cache metropolitana e non raggiungerà del tutto il core. In quel caso, entro un’area metropolitana c’è meno traffico da aggregare, questo significa che c’è minor pressione sulla performance Ethernet. Probabilmente crescerà il bisogno di interfacce Ethernet più veloci su switches ottici e percorsi punto a punto nel networking metropolitano. La maggior parte del traffico in un network metropolitano si dirige verso il punto di concentrazione metropolitano, dove è connesso a una cache, a un data center o al core network. L’Ethernet routing o switching basato su un indirizzo di destinazione è a malapena utile quando tutto il traffico è diretto in una stessa direzione. Persino quando il traffico deve raggiungere il centro (il core) per esigenze bussiness o video conferenza, non sempre si dispone dell’attrezzatura adatta per gestire questi cambiamenti.

Verso alternative di architetture network

Gli operatori si stanno orientando verso alternative in grado di aggiungere più strati di aggregazione di switch/router includendo optical transport network (OTN) o routerless core. In entrambe le  alternative di architetture network, le aree metropolitane sono connesse a ogni altra in una rete o in dispositivi elettrici come router. Dal momento che il traffico è limitato in ogni area metropolitana partner, è meno probabile che la connessione richieda un incremento radicale nelle velocità Ethernet. Tuttavia, persino quando la crescita del traffico guiderà le interfacce Ethernet, in modo più veloce, saranno usati probabilmente sia dispositivi ottici sia Ethernet switches o routers. Nella LAN, è più difficile eliminare la nozione che la connettività uniforme è necessaria. Il Cloud Computing incoraggia la creazione di data center densi, molto connessi. Le applicazioni cloud sono spesso più componentizzate e integrate orizzontalmente rispetto alle applicazioni tradizionali; di conseguenza le tradizionali performance LAN switched multi-tiered sono più problematiche. In un cloud data center, persino le interfacce server/storage 10 GbE connesse in una struttura a quattro o cinque strati può guidare le valocità dell’interfaccia switch a velocità di 400 GbE od oltre negli strati più profondi. Mentre la connettività intra-data-center sembra essere migrata al fabric switching, lontano dai tradizionali “scaffali” di switch LAN, questa condizione non preclude al bisogno di 400 GbE.I fabric switch oggi non hanno nessuna connessione interna a tronco, o basano le loro connessioni su standard oltre che su Ethernet. Ma quando i cloud sono creati connettendo multipli data center su fibra è quasi inevitabile. In quel caso, serve una Ethernet più veloce. Una Faster Ethernet connetterà i cloud data center e supporterà l’aggregazione ottica metropolitana e network basati su OTN cloud core. Queste situazioni avranno importanza fondamentale per la progettazione di network nel futuro, di conseguenza è molto probabile che la gara per l’Ethernet veloce continuerà.

 

 

 

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