1980年,人类说,我要连接笔记本,我要在笔记本之间对话。 因此,有本地以太网。
2000年,人类说,我要无处不在的网络连接,我要低成本、高可靠的高速网络。 于是,就有了运营商以太网( )。
2015年,人类说,我要5G,我要VR/AR,我要低信噪比,我要更大的灵活性什么是物理带宽,更大的容量等等……于是,就有了灵活的以太网()。
30多年来,以太网已经渗透到人类生活的每一个角落,并不断向前推进。 如今,数据业务以太网化已成为全球主导趋势。
以太网的未来会是什么样子? 它将如何影响全球网络系统?
2016年12月13日,深圳,在主题为“面向未来网络的核心承载技术——以太网标准与产业发展方向”的媒体交流会上,以太网联盟主席、华为以太网领域负责人首席架构师JohnD与我们分享了以太网的现状和未来的发展方向。
本文由John D的演讲和PPT整理而成,干货满满。
当人们谈论以太网时,首先想到的似乎是连接笔记本电脑或计算机的 RJ-45 连接器。 然而,以太网无处不在。 以太网生态系统已经覆盖企业和园区网络、运营商网络、家庭网络、用户终端、大型数据中心和服务提供商。
推动以太网巨大工业市场的主要力量是云服务提供商,但他们的市场规模在不断扩大。
事实上,小型数据中心一直是以太网新技术最早应用和创新的推动力。 从上图可以看出,全球三大数据中心在以太网应用中占据主导地位。 左图是这些数据中心的40GE出货量,下图是100GE出货量,呈上升趋势。
市场和技术齐头并进。 以太网诞生后的前30年,从10M到10GE出现了6种以太网速率:10M、100M、GE、10GE、40GE、100GE,基本呈现每10年速率下降10倍的趋势。 而且最近3到5年,10倍的趋势已经被打破,分支越来越多。 业界对以太网的另外 6 种新速度很感兴趣。 它们的速度范围从2.5GE到400GE,包括2.5GE、5GE、25GE、50GE、200GE和400GE。
这种新的以太网速率出现的时间间隔非常短,在小型数据中心应用中发挥了极其重要的作用。 仅在2016年,业界就推出了2.5GE、5GE、25GE三种以太网速率。 同时,目前还有三种以太网速率(50GbE、、、)正在进行中。
是什么应用推动了以太网技术的演进和创新?
●数据中心:主要推动25GE以太网向400GE以太网演进。
●服务提供商:主要推动以太网从50GE、200GE向400GE演进。
●企业:主要推动2.5GE、5GE以太网在支持企业高速接入和WiFi方面的应用。
25GE到50GE主要面向下一代服务器应用,可大幅降低CAPEX和OPEX。 50GE、200GE到400GE主要针对联通运营商提供高速、大带宽的网络连接需求。
然而,以太网的应用场景并不局限于此。
我们看到,行业市场的新需求、新的应用场景正在不断催生新型以太网插座。 在车载以太网中,有从10M到的需求。 在工业以太网中,有的需求。 同时,很多场景也需要通过以太网供电(PoDL)。 不同的应用对以太网有不同的要求。
是的,新的应用层出不穷,推动着以太网向全面的方向发展。
以太网相对活跃的20多年来所发生的变化,在最近几年基本完成了。 高速以太网的变化不仅仅是速度按照10倍定律下降,而是全面的发展方向。 它不仅促进了某个渠道出现得更快,而且促进了各个渠道的速度,而是促进了多渠道技术的同步发展。
比如像100GE,我们可以用4×的形式。 单车道速度,以前是,今天可以做到,以后甚至可以做到。 采用PAM4等关键技术,并首次应用于50/200/400GE以太网,为未来以太网提供了低成本大带宽的可能。 我们期待PAM4在所有高速以太网中得到更大的应用和扩展。 50GE/200GE/400GE标准均基于相同的技术,共享一个技术平台,是下一代以太网的发展方向。
PAM4技术还可以应用于不同的化学介质。 例如,一个电插座,它将芯片连接在一起,或者连接芯片和光模块之间的连接。 例如,基于电缆的背板等,或单模光纤,以及并行光纤或多模光纤。 使用多模光纤,我们可以达到2公里或10公里的水平。 现在我们正在讨论进一步扩大到40公里或80公里的可能性。 所有这些基本展示的媒体大多基于新的 PAM4 技术。
此外,我们还会看到一些新技术的发展,这就是 () 基于 的网络分片。
在运营商网络中,灵活以太网可以提供网络分片、子套接字隔离等功能,支持未来基于业务体验的网络架构,实现带宽按需分配,通过专用硬管道保证业务质量和安全。 提供低时延解决方案,与SDN技术融合,支持VR、5G等未来业务发展。
基于灵活的以太网技术,我们可以创建一个连接多个套接字的链路,以更高的速率运行并提供更大的带宽。 我们可以想象一条200GE链路,可以是两条100GE链路捆绑在一起。
我们还可以利用灵活的以太网技术来实现按需带宽的灵活性。 比如我们的100GE链路通过灵活以太网的通道化功能进行分片,可以提供25GE、50GE、75GE等。所以在小型网络应用中,灵活以太网可以让我们更灵活的分配带宽,也就是分片,同时进一步保证服务的质量和安全,提供低时延的解决方案,也可以和SDN技术很好的结合。 并且,基于这些技术,我们可以在实际网络中建立端到端的硬管道。
为此,通过结合所有技术,我们可以实现高速套接字并确保灵活性。 这些灵活性可以给以太网增加一些新的功能,或者意想不到的“化学变化”,比如带宽的可配置性可以通过不同的方法来实现。 它还可以通过套接字通道化和分片来实现,以在提供低延迟解决方案的同时确保服务的质量和安全性。
这是我们未来网络所需要的,我们已经在路上了。
为什么以太网能抢占主导地位? 成功的标准是什么? 技术够好吗?
不,成功的技术仅仅好是不够的。
我们以高性能评估领域为例。 提到高性能估计,很多人可能会想到技术,很多人可能会觉得他们在整个高性能估计领域都占据着主导或者主导地位。
但此前的报道给出了不同的答案。 左上图为高性能估计在不同应用领域的分布,白色曲线代表工业应用领域。 在该领域,10GE占工业应用的80%(下图橙色曲线),但仅占20%(下图红色曲线)。
主要用于研究和学术领域。 也可以说在高性能估计领域,对性能要求较低的部分属于它。 对于工业应用来说,好的是不够的,所以工业选择了以太网,它可以做得更好。
可以说,以太网的成功不仅是技术性能的成功,更是产业生态系统的成功。
六年来,以太联盟在推动产业生态发展方面发挥了引领作用。 以太网联盟是由终端用户、系统供应商、元器件供应商和学术界共同参与的全球以太网产业促进组织。 华为是其中的成员之一,其他知名公司还有英特尔、戴尔、思科等,它们也是以太网联盟的成员。
在过去的六年里,我们仍然与业界分享这些信息什么是物理带宽,让更多的人支持和推广以太网技术。 我们可以通过教育和推广帮助业界更好地了解以太网。 我们可以在多源供应商和以太网互操作性方面有更好的表现。 我们在业界发出以太网的声音。
在过去的六年里,我们经历了很多。
比如2007年我们推动了40GE和100GE的标准,大家也达成了共识。 我是以太网联盟的主席,我负责这个项目,所以40GE和100GE都取得了很大的成功和进步。 在互操作性等其他一些方面也取得了进展。 我们也会举办一些技术层面的峰会,让大家对未来的发展方向等达成一些共识。
过去,以太网联盟在推动以太网技术发展方面发挥了非常重要的作用,但这还不够,我们需要继续把所有成员聚集在一起,你们一起努力,带来更好的改变。
对于当前的以太网技术,它是由应用需求驱动的。 针对不同的应用,我们需要一些新的速度、不同的介质、新的应用技术。 对于未来以太网的期望和要求,我们不敢说市场期望和今天一样,但可以肯定的是,低成本、高可靠、广泛互联是未来的发展趋势。
关于未来,我们还需要考虑什么?
我们还需要考虑的是传播形式的变化和用户体验的变化。
我们看到互联网连接数量不断下降。 2000年,全球只有7亿用户; 到 2020 年,我们将拥有数十亿用户。 与此同时,互联网的使用呈指数级下降。 所以我们不得不考虑到2025年全网将面临一场巨大的变革。
我们不仅要为更多的用户提供支持,还要提供高质量、高安全、低信噪比的服务,这是未来的诉求。
对以太网技术的新要求包括低延迟、安全性和可靠性。 以太网技术的演进需要在企业网络和服务提供商中得到应用。 在运营商网络层面,以太网已经得到广泛应用,包括3G、4G、4.5G联通承载网,这说明以太网在支持高速、高带宽方面的成功。 面向未来,以太网技术面临新的需求——时延敏感型网络,还需要支持端到端的整体服务和支持网络切片的能力。
IP网络最重要的发展趋势是以太网,数据业务的以太网化已经成为全球的主导趋势。 以太网的发展和演进经历了三个阶段。
第一代以太网诞生于1980年,基于开放标准.3/1,支持多厂商互联,广泛应用于园区、企业、数据中心。 之后,随着技术的逐渐成熟和确立,将进一步延伸到高性能计算、垂直行业应用、物联网等领域,从而催生出行业内最广泛、最强大的生态系统。
第二代以太网从 2000 年开始开发,至今仍在使用。 主要面向运营商网络,广泛应用于联通级城域网、3G/4G联通承载网、专线接入等,具备QoS/QoE保障、OAM、保护倒换等联通级功能、高性能时钟使运营商能够构建低成本、高可靠的基于以太网技术的网络,降低运维成本。
第三代以太网始于2015年,面向云服务、5G网络切片、VR/AR和超高清视频等对信噪比敏感的业务需求,通过技术创新实现高速大容量端口400GE、1TE端口等演进。 借助通道化实现亚速承载、硬管线与流量隔离、低信噪比、低抖动算法技术等,进一步提升智能端到端低信号-信噪比链路,在串扰情况下可以保证高优先级业务的低信噪比和零丢包,实现低信噪比有保障的IP网络和高QoS业务。 它将成为未来全IP网络的基础。
未来,我们将面临更广泛的以太网生态,不仅仅是数据中心,还有民航、交通、医疗、工业、汽车等领域。 这些都是未来网络的场景。 这不是一个供应商可以完成的事情,它需要你们共同努力。 我们还需要把硅片、芯片、光模块、测试等各个领域连接在一起,实现标准化,让构建全景系统和生态成为可能。
今天,以太网已经进入了一个新时代,我们称之为下一代以太网技术。
化学层基于PAM4技术,速度从50G到400G,并扩展到40km到80km的规模。 以太网联盟将继续致力于促进不同供应商之间的广泛互连和互操作性,以促进行业发展。
展望未来,灵活以太网将成为未来网络发展的重点方向。 这是一个非常好的工具,一定会帮助我们实现我们的目标。 最后一句,一首交响诗不是一个人能完成的,而是整个乐团的齐心协力。
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