Seria difícil encontrar outra tecnologia que fosse tão útil, bem-sucedida e, em última análise, influente quanto a Ethernet, e ao comemorar seu 50º aniversário esta semana, fica claro que a jornada da Ethernet está longe de terminar.
Desde a sua invenção por Bob Metcalf e David Boggs em 1973, a Ethernet tem sido continuamente expandida e adaptada para se tornar o protocolo de Camada 2 em redes de computadores em todos os setores.
“Para mim, o aspecto mais interessante da Ethernet é a sua universalidade, o que significa que ela foi implantada literalmente em todos os lugares, inclusive sob os oceanos e no espaço sideral.Os casos de uso de Ethernet ainda estão se expandindo com novas camadas físicas – por exemplo, Ethernet de alta velocidade para câmeras em veículos”, disse Andreas Bechtolsheim, cofundador da Sun Microsystems e Arista Networks, agora presidente e diretor de desenvolvimento da Arista.
“A área de maior impacto para Ethernet neste momento está dentro de grandes data centers em nuvem, que mostraram alto crescimento, incluindo clusters de interconexão de IA/ML que estão crescendo rapidamente”, disse Bechtolsheim.
Ethernet tem amplas aplicações.
Flexibilidade e adaptabilidade são características importantes da tecnologia, que, segundo ele, “tornou-se a resposta padrão para qualquer rede de comunicação, seja para conectar dispositivos ou computadores, o que significa que em quase todos os casos não há necessidade de inventar mais uma rede. ”
Quando o COVID chegou, a Ethernet foi uma parte importante da resposta das empresas, disse Mikael Holmberg, renomado engenheiro de sistemas da Extreme Networks.“Olhando para trás, para a mudança repentina para o trabalho remoto durante o surto global de COVID, uma das aplicações mais transformadoras da Ethernet é, sem dúvida, o seu papel na facilitação de uma força de trabalho distribuída”, disse ele.
Essa mudança pressionou os provedores de serviços de comunicação por mais largura de banda.“Essa demanda foi impulsionada por funcionários de empresas que trabalham remotamente, estudantes em transição para a educação on-line e até mesmo pelo aumento dos jogos on-line devido a mandatos de distanciamento social”, disse Holmberg.“Em essência, graças ao fato de a Ethernet ser a tecnologia fundamental usada para a Internet, ela permitiu que os indivíduos realizassem uma variedade de tarefas com eficiência, no conforto de suas próprias casas.”
Tão difundidodesenvolvimentoe os enormes ecossistemas da Ethernet levaram aaplicações exclusivas— desde o uso na Estação Espacial Internacional, os mais recentes caças F-35 e tanques Abrams até a pesquisa oceânica.
A Ethernet tem sido usada na exploração espacial há mais de 20 anos, inclusive com estações espaciais, satélites e missões a Marte, disse Peter Jones, presidente da Ethernet Alliance e um renomado engenheiro da Cisco.“A Ethernet facilita a conectividade perfeita entre subsistemas de missão crítica, como sensores, câmeras, controles e telemetria dentro de veículos e dispositivos, como satélites e sondas.É também uma parte fundamental das comunicações terra-espaço e espaço-solo.”
Como um substituto mais capaz para os protocolos legados Controller Area Network (CAN) e Local Interconnect Network (LIN), a Ethernet se tornou a espinha dorsal das redes em veículos, disse Jones, incluindo carros e drones.“Veículos aéreos não tripulados (UAVs) e veículos subaquáticos não tripulados (UUVs) que permitem o monitoramento ambiental de condições atmosféricas, marés e temperaturas, e sistemas autônomos de vigilância e segurança de próxima geração, todos dependem de Ethernet”, disse Jones.
A Ethernet cresceu para substituir os protocolos de armazenamento e hoje é a base da computação de alto desempenho, como na base doSupercomputador de fronteiracom o HPE Slingshot – atualmente classificado em primeiro lugar entre os supercomputadores mais rápidos do mundo.Quase todos os “barramentos especializados” de comunicação de dados, em todos os setores, estão sendo substituídos por Ethernet, disse Mark Pearson, tecnólogo-chefe de switching da HPE Aruba Networking e membro da HPE.
“A Ethernet simplificou as coisas.Conectores simples, simples de fazer funcionar no cabeamento de par trançado existente, tipos de quadros simples que eram fáceis de depurar, simples de encapsular o tráfego no meio, mecanismo de controle de acesso simples”, disse Pearson.
Isso tornou todas as categorias de produtos com Ethernet mais rápidas, mais baratas e mais fáceis de solucionar, disse Pearson, incluindo:
NICs incorporadas em placas-mãe
Switches Ethernet de qualquer tamanho, combinação de sabores de velocidade
Placas NIC Gigabit Ethernet pioneiras em jumbo frames
Otimizações de NIC e switch Ethernet para todos os tipos de casos de uso
Recursos como EtherChannel – conjuntos de portas de ligação de canal em uma configuração stat-mux
O desenvolvimento da Ethernet continua.
Seu valor futuro também se reflete na quantidade de recursos de alto nível dedicados à continuação do trabalho técnico para melhorar os recursos da Ethernet, disse John D'Ambrosia, Presidente da Força-Tarefa IEEE P802.3dj, que está desenvolvendo a próxima geração de Ethernet elétrica e sinalização óptica.
“É simplesmente fascinante para mim observar o desenvolvimento e a forma como a Ethernet une a indústria para resolver problemas – e esta cooperação já existe há muito tempo e só ficará mais forte com o passar do tempo”, disse D'Ambrosia. .
Embora a velocidade máxima cada vez maior da Ethernet atraia muita atenção, há igualmente muito esforço para desenvolver e melhorar a velocidade mais lenta da Ethernet de 2,5 Gbps, 5 Gbps e 25 Gbps, o que levou ao desenvolvimento de um mercado bastante grande, para dizer o ao menos.
De acordo com Sameh Boujelbene, vice-presidente de pesquisa de mercado de switches Ethernet para data centers e campus da Grupo Dell'Oro, nove bilhões de portas de switch Ethernet foram vendidas durante as últimas duas décadas, por um valor de mercado total de bem mais de US$ 450 bilhões.“A Ethernet desempenhou um papel fundamental na facilitação da conectividade e na conexão de coisas e dispositivos em uma ampla gama de indústrias, mas, mais importante, na conexão de pessoas em todo o mundo”, disse Boujelbene.
O IEEE lista futuras expansões em seulocal na rede Internetque incluem: interconexões ópticas de curto alcance baseadas em comprimentos de onda de 100 Gbps;Esclarecimentos sobre carimbo de data/hora do Precision Time Protocol (PTP);Multigig Óptico Automotivo;Próximos passos no ecossistema Single-Pair;100 Gbps em sistemas Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM);400 Gbps em sistemas DWDM;proposta de grupo de estudos para Cobre Automotivo 10G+;e Ethernet de 200 Gbps, 400 Gbps, 800 Gbps e 1,6 Tbps.
“O portfólio Ethernet continua a se expandir, abrangendo velocidades mais altas e avanços revolucionários, comoAlimentação pela Ethernet(PoE), Ethernet de par único (SPE), rede sensível ao tempo (TSN) e muito mais”, disse Boujelbene.(SPE define uma maneira de lidar com a transmissão Ethernet através de um único par de fios de cobre. TSN é uma maneira padrão de fornecer entrega determinística e garantida de dados através de uma rede.)
As tecnologias em evolução dependem da Ethernet
À medida que os serviços em nuvem, incluindo a realidade virtual (VR), progridem, o gerenciamento da latência está se tornando de suma importância, disse Holmberg.“A solução deste problema provavelmente envolverá o uso de Ethernet juntamente com o Precision Time Protocol, permitindo que a Ethernet evolua para uma tecnologia de conectividade com objetivos de latência definidos”, disse ele.
O suporte de sistemas distribuídos em larga escala onde as operações sincronizadas são essenciais requer uma precisão de tempo da ordem de centenas de nanossegundos.“Um excelente exemplo disso é visto no setor de telecomunicações, particularmente no domínio das redes 5G e, eventualmente, das redes 6G”, disse Holmberg.
As redes Ethernet que oferecem latência predefinida também poderiam beneficiar as LANs empresariais, especialmente para atender aos requisitos de tecnologias como IA, disse ele, mas também para sincronizar GPUs entre data centers.“Em essência, o futuro da Ethernet parece estar entrelaçado com paradigmas tecnológicos emergentes, moldando a forma como funcionam e evoluem”, disse Holmberg.
A configuração da infraestrutura para computação de IA e desenvolvimento de aplicativos também será uma área chave da expansão da Ethernet, disse D'Ambrosia.A IA requer muitos servidores que exigem conexões de baixa latência, “Portanto, a interconexão de alta densidade se torna um grande negócio.E porque você está tentando fazer as coisas mais rápido do que a latência se torna um problema, porque você precisa resolver esses problemas e usar a correção de erros para obter desempenho adicional do canal.Há muitos problemas aí.”
Novos serviços impulsionados pela IA – como arte generativa – exigirão enormes investimentos em infraestrutura que usem Ethernet como camada de comunicação fundamental, disse Jones.
A IA e a computação em nuvem são os facilitadores do crescimento contínuo dos serviços esperados dos dispositivos e da rede, acrescentou Jones.“Essas novas ferramentas continuarão a impulsionar a evolução do consumo de tecnologia dentro e fora do ambiente de trabalho”, disse Jones.
Até mesmo a expansão das redes sem fio exigirá maior uso da Ethernet.“Em primeiro lugar, você não pode ter wireless sem fio.Todos os pontos de acesso sem fio exigem uma infraestrutura com fio”, disse Greg Dorai, vice-presidente sênior de Cisco Networking.“E os data centers de grande escala que alimentam a nuvem, a IA e outras tecnologias do futuro estão todos conectados por fios e fibra, tudo remontando aos switches Ethernet.”
A necessidade de reduzir o consumo de energia Ethernet também está impulsionando o seu desenvolvimento.
Por exemplo, Ethernet com eficiência energética, que desliga links quando não há muito tráfego, seria útil quando minimizar o consumo de energia é essencial, disse George Zimmerman: Presidente, IEEE P802.3dg 100Mb/s Long-Reach Single Pair Ethernet Força tarefa.Isso inclui automóveis, onde o tráfego de rede é assimétrico ou intermitente.“A eficiência energética é um grande problema em todas as áreas da Ethernet.Ele controla a complexidade de muitas das coisas que fazemos”, disse ele.Isso inclui cada vez mais sistemas de controle industrial e outras tecnologias operacionais, “no entanto, ainda temos um longo caminho a percorrer antes que isso corresponda à onipresença da Ethernet na TI”.
Devido à sua onipresença, um grande número de profissionais de TI são treinados no uso da Ethernet, o que a torna atraente em áreas que atualmente utilizam protocolos proprietários.Portanto, em vez de depender de um grupo relativamente pequeno de pessoas familiarizadas com elas, as organizações podem recorrer a um grupo muito maior e aproveitar as décadas de desenvolvimento da Ethernet.“E assim a Ethernet se torna a base sobre a qual o mundo da engenharia é construído”, disse Zimmerman.
Esse status projeta o desenvolvimento contínuo da tecnologia e seus usos em expansão.
“Seja qual for o futuro, a Ethernet de Bob Metcalf estará lá conectando tudo, mesmo que seja de uma forma que nem mesmo Bob reconheceria”, disse Dorai."Quem sabe?Meu avatar, treinado para dizer o que eu quero, pode estar viajando pela Ethernet para aparecer em uma coletiva de imprensa pelo aniversário de 60 anos.”
Horário da postagem: 14 de novembro de 2023
