Стандарт 100GbE: роскошь или насущная необходимость?::Журнал СА 10.2018
www.samag.ru
     
Поиск  
              
 www.samag.ru    Web  0 товаров , сумма 0 руб.
E-mail
Пароль  
 Запомнить меня
Регистрация | Забыли пароль?
Сетевой агент
О журнале
Журнал «БИТ»
Информация для ВАК
Звезды «СА»
Подписка
Где купить
Авторам
Рекламодателям
Магазин
Архив номеров
Форум
Вакансии
Спроси юриста
Игры
Контакты
   
Слайд шоу  
Представляем работы Виктора Чумачева
Виктор Чумачев – известный московский художник, который сотрудничает с «Системным администратором» уже несколько лет. Именно его забавные и воздушные, как ИТ, иллюстрации украшают многие серьезные статьи в журнале. Работы Виктора Чумачева хорошо знакомы читателям в России («Комсомольская правда», «Известия», «Московские новости», Коммерсант и др.) и за рубежом (США, Германия). Каждый раз, получая новый рисунок Виктора, мы в редакции улыбаемся. А улыбка, как известно, смягчает душу. Поэтому смотрите на его рисунки – и пусть у вас будет хорошее настроение!
1001 и 1 книга  
22.11.2018г.
Просмотров: 164
Комментарии: 0
MySQL 8 для больших данных

 Читать далее...

22.11.2018г.
Просмотров: 112
Комментарии: 0
Осваиваем C++17 STL

 Читать далее...

22.11.2018г.
Просмотров: 146
Комментарии: 0
Решение задач на современном C++

 Читать далее...

22.11.2018г.
Просмотров: 108
Комментарии: 0
Программируй на Haskell

 Читать далее...

29.10.2018г.
Просмотров: 429
Комментарии: 0
Информатика. Учебник, 4-е издание, цветное, переработанное и дополненное

 Читать далее...

Дискуссии  
17.09.2014г.
Просмотров: 19925
Комментарии: 3
Красть или не красть? О пиратском ПО как о российском феномене

Тема контрафактного ПО и защиты авторских прав сегодня актуальна как никогда. Мы представляем ...

 Читать далее...

03.03.2014г.
Просмотров: 22087
Комментарии: 1
Жизнь под дамокловым мечом

Политические события как катализатор возникновения уязвимости Законодательная инициатива Государственной Думы и силовых структур, ...

 Читать далее...

23.01.2014г.
Просмотров: 30707
Комментарии: 3
ИТ-специалист будущего. Кто он?

Так уж устроен человек, что взгляд его обращен чаще всего в Будущее, ...

 Читать далее...


  Опросы

Друзья сайта  

Форум системных администраторов  

sysadmins.ru

 Стандарт 100GbE: роскошь или насущная необходимость?

Архив номеров / 2018 / Выпуск №10 (191) / Стандарт 100GbE: роскошь или насущная необходимость?

Рубрика: Администрирование /  Технологии

Антон Карев АНТОН КАРЕВ, ведущий эксперт Алтайского края по кибербезопасности с 20-летним стажем. Окончил физтех АлтГУ. Занимается технологической разведкой и подготовкой аналитических обзоров для «красной» команды правительственных хакеров, anton.barnaul.1984@mail.ru

Стандарт 100GbE:
роскошь или насущная необходимость?

Стандарт 100GbE: роскошь или насущная необходимость?Объем циркулирующего по интернету контента с течением времени становится все больше и больше. При передаче данных из одного домена в другой совокупная пропускная способность ключевых сетевых узлов уже давно превышает возможности портов 10GbE [1]. Этим и обусловлено появление нового стандарта – 100GbE

IEEE P802.3ba, стандарт для передачи данных по 100-гигабитным каналам Ethernet (100GbE), разрабатывался в период с 2007 по 2010 год [3], но получил широкое распространение только в 2018-м [5].

Разрабатывался он в первую очередь для удовлетворения нужд ЦОД и точек обмена интернет-трафиком (между независимыми операторами), а также для обеспечения бесперебойной работы ресурсоемких веб-сервисов, таких как порталы сбольшим количеством видеоконтента (например, YouTube), и для осуществления высокопроизводительных вычислений [3].

Крупные ЦОД и поставщики облачных услуг уже активно применяют стандарт 100GbE

Рядовые пользователи интернета тоже вносят свой вклад в изменение требований к пропускной способности: у многих есть цифровые камеры, и люди хотят передавать отснятый ими контент через интернет.

Таким образом, объем циркулирующего по интернету контента с течением времени становится все больше и больше, как на профессиональном, так и на потребительском уровнях. Во всех этих случаях при передаче данных из одного домена в другой совокупная пропускная способность ключевых сетевых узлов уже давно превышает возможности портов 10GbE [1]. Этим и обусловлено появление нового стандарта – 100GbE.

Крупные ЦОД и поставщики облачных услуг уже активно применяют 100GbE и планируют через пару лет постепенно переходить на 200GbE и 400GbE. При этом уже присматриваются к скоростям, превышающим терабит [6].

Хотя есть среди крупных поставщиков и такие, которые переходят на 100GbE лишь только в этом году (например, Microsoft Azure).

ЦОД, осуществляющие высокопроизводительные вычисления для финансовых услуг, государственных платформ, нефтегазовых платформ и коммунальных услуг, также начали переходить на 100GbE [5].

В корпоративных ЦОД потребность на пропускную способность несколько ниже: лишь недавно 10GbE стала здесь насущной необходимостью, а не роскошью. Однако, поскольку темпы потребления трафика растут все стремительнее, сомнительно, что 10GbE проживет в корпоративных ЦОД еще хотя бы 10 или даже пять лет. Вместо этого мы увидим быстрый переход на 25GbE и еще более быстрый на 100GbE [6]. Потому что, как отмечают аналитики Intel, интенсивность трафика внутри ЦОД ежегодно увеличивается на 25% [5].

Аналитики Dell и Hewlett Packard констатируют [4], что 2018-й – это год 100GbE для ЦОД. Еще в августе нынешнего года поставки оборудования 100GbE вдвое превысили поставки за весь 2017-й. И темпы поставок продолжают расти, поскольку ЦОД начали в массовом порядке отходить от 40GbE. Ожидается, что к 2022 году ежегодно будет поставляться 19,4 млн 100GbE-портов (в 2017-м, для сравнения, эта цифра составляла 4,6 млн) [4]. Что касается затрат, то в 2017году на 100GbE-порты было потрачено $7 млрд, а в 2020-м, по прогнозам, будет потрачено порядка $20 млрд [1] (см. рис. 1).

Рисунок 1. Статистика и прогнозы спроса на сетевое оборудование

Рисунок 1. Статистика и прогнозы спроса на сетевое оборудование

Почему сейчас? 100GbE не такая уж и новая технология, так почему именно сейчас вокруг нее разворачивается такой ажиотаж?

1) Потому что эта технология созрела и подешевела. Именно в 2018 году мы перешагнули тот рубеж, когда использование в ЦОД платформ со 100-гигабитными портами стало более рентабельным, чем «штабелирование» нескольких 10-гигабитных платформ. Пример: Ciena 5170 (см. рис. 2) – компактная платформа, обеспечивающая совокупную пропускную способность в 800GbE (4x100GbE, 40x10GbE). Если для обеспечения необходимой пропускной способности требуется несколько 10-гигабитных портов, то затраты на дополнительное железо, дополнительно занимаемое пространство, избыточное потребление электроэнергии, текущее обслуживание, дополнительные запчасти и дополнительные системы охлаждения складываются в достаточно кругленькую сумму [1]. Так например, специалисты Hewlett Packard, анализируя потенциальные преимущества перехода от 10GbE к 100GbE, пришли к следующим цифрам: производительность выше на 56%, суммарные затраты меньше на 27%, меньше потребление электроэнергии на 31%, упрощение кабельных взаимосвязей на 38% [5].

Рисунок 2. Ciena 5170: пример платформы со 100-гигабитными портами

Рисунок 2. Ciena 5170: пример платформы со 100-гигабитными портами

2) Juniper и Cisco наконец-то создали свои собственные микросхемы ASIC для коммутаторов 100GbE [5]. Что является красноречивым подтверждением того факта, что технология 100GbE действительно созрела.

Дело в том, что микросхемы ASIC рентабельно создавать только тогда, когда, во-первых, реализуемая на них логика не потребует изменений в обозримом будущем и, во-вторых, когда изготавливается большое количество идентичных микросхем.

Juniper и Cisco не стали бы производить эти ASIC, не будучи уверенными в зрелости 100GbE.

3) Потому что Broadcom, Cavium и Mellanox Technologie начали штамповать процессоры с поддержкой 100GbE, и эти процессоры уже используются в коммутаторах таких производителей, как Dell, Hewlett Packard, Huawei Technologies, Lenovo Group и др. [5].

4) Потому что серверы, размещенные в серверных стойках, все чаще оснащаются новейшими сетевыми адаптерами Intel (см. рис. 3) с двумя 25-гигабитными портами, а иногда даже конвергентными сетевыми адаптерами с двумя 40-гигабитными портами (XXV710 и XL710).

Рисунок 3. Новейшие сетевые адаптеры Intel: XXV710 и XL710

Рисунок 3. Новейшие сетевые адаптеры Intel: XXV710 и XL710

5) Потому что оборудование 100GbE имеет обратную совместимость, что упрощает развертывание: можно повторно использовать уже проброшенные кабели (достаточно подключить к ним новый приемопередатчик).

Кроме того, доступность 100GbE подготавливает нас к новым технологиям, таким как:

  • NVMe over Fabrics (например, Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD) [8, 10] (см. рис. 4),
  • Storage Area Network (SAN)/Software Defined Storage (SDS) [7] (см. рис. 5),
  • RDMA [11].

Рисунок 4. Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD

Рисунок 4. Samsung Evo Pro 256 GB NVMe PCIe SSD

Рисунок 5. Storage Area Network (SAN) / Software Defined Storage (SDS)

Рисунок 5. Storage Area Network (SAN) / Software Defined Storage (SDS)

Эти технологии без 100GbE не могли бы реализовать свой потенциал в полной мере.

Наконец, в качестве экзотического примера практической востребованности применения 100GbE и смежных высокоскоростных технологий можно привести научное облако Кембриджского университета (см. рис. 6), которое построено наоснове 100GbE (Spectrum SN2700 Ethernet switches) для того, чтобы в числе прочего обеспечивать эффективную работу распределенного дискового хранилища NexentaEdge SDS, которое легко может перегрузить сеть 10/40GbE [2].

Рисунок 6. Фрагмент научного облака Кембриджского университета

Рисунок 6. Фрагмент научного облака Кембриджского университета

Подобные высокопроизводительные научные облака разворачивают для решения самых разнообразных прикладных научных задач [9, 12]. Так, например, ученые-медики задействуют такие облака для расшифровки генома человека, аканалы 100GbE используют для передачи информации между исследовательскими группами университетов.

  1. John Hawkins. 100GbE: Closer to the Edge, Closer to Reality // 2017. URL: https://www.ciena.com/insights/articles/Who-needs-100GbE.html (дата обращения: 14 сентября 2018).
  2. Amit Katz. 100GbE Switches – Have You Done The Math? // 2016. URL: http://www.mellanox.com/blog/2016/05/100gbe-switches-have-you-done-the-math/ (дата обращения: 14 сентября 2018).
  3. Margaret Rouse. 100 Gigabit Ethernet (100GbE) // URL: https://searchtelecom.techtarget.com/definition/100-Gigabit-Ethernet-100GbE (дата обращения: 14 сентября 2018).
  4. David Graves. Dell EMC Doubles Down on 100 Gigabit Ethernet for the Open, Modern Data Center // 2018. URL: https://norway.emc.com/about/news/press/2018/20180815-01.htm (дата обращения: 14 сентября 2018).
  5. Mary Branscombe. The Year of 100GbE in Data Center Networks // 2018. URL: https://www.datacenterknowledge.com/networks/year-100gbe-data-center-networks (дата обращения: 14 сентября 2018).
  6. Jarred Baker. Moving Faster in the Enterprise Data Center // 2017. URL: http://www.datacenterjournal.com/moving-faster-enterprise-data-center/ (дата обращения: 14 сентября 2018).
  7. Tom Clark. Designing Storage Area Networks: A Practical Reference for Implementing Fibre Channel and IP SANs. 2003. – 572 p.
  8. James O’Reilly. Network Storage: Tools and Technologies for Storing Your Company's Data // 2017. – 280 p.
  9. James Sullivan. Student cluster competition 2017, Team University of Texas at Austin/Texas State University: Reproducing vectorization of the Tersoff multi-body potential on the Intel Skylake and NVIDIA V100 architectures // Parallel Computing. v.79, 2018. – Pp. 30-35.
  10. Manolis Katevenis. The next Generation of Exascale-class Systems: the ExaNeSt Project // Microprocessors and Microsystems. v.61, 2018. – Pp. 58-71.
  11. Hari Subramoni. RDMA over Ethernet: A Preliminary Study // Proceedings of the Workshop on High Performance Interconnects for Distributed Computing. 2009.
  12. Chris Broekema. Energy-Efficient Data Transfers in Radio Astronomy with Software UDP RDMA // Future Generation Computer Systems. v.79, 2018. – Pp. 215-224.

Ключевые слова: 100GbE, трафик, облака, дисковые хранилища.


Комментарии отсутствуют

Добавить комментарий

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи

               Copyright © Системный администратор

Яндекс.Метрика
Tel.: (499) 277-12-41
Fax: (499) 277-12-45
E-mail: sa@samag.ru