Bạn sẽ khó có thể tìm thấy một công nghệ khác hữu ích, thành công và có sức ảnh hưởng lớn như Ethernet, và khi nó kỷ niệm 50 năm thành lập vào tuần này, rõ ràng là hành trình của Ethernet còn lâu mới kết thúc.
Kể từ khi được Bob Metcalf và David Boggs phát minh vào năm 1973, Ethernet đã liên tục được mở rộng và điều chỉnh để trở thành giao thức Lớp 2 trong mạng máy tính ở nhiều ngành công nghiệp.
“Đối với tôi, khía cạnh thú vị nhất của Ethernet là tính phổ quát của nó, nghĩa là nó đã được triển khai ở mọi nơi, kể cả dưới đại dương và ngoài vũ trụ.Các trường hợp sử dụng Ethernet vẫn đang mở rộng với các lớp vật lý mới—ví dụ như Ethernet tốc độ cao cho camera trên ô tô,” Andreas Bechtolsheim, đồng sáng lập Sun Microsystems và Arista Networks, hiện là chủ tịch kiêm giám đốc phát triển của Arista, cho biết.
Bechtolsheim cho biết: “Khu vực có tác động mạnh nhất đối với Ethernet tại thời điểm này là bên trong các trung tâm dữ liệu đám mây lớn, nơi đã cho thấy mức tăng trưởng cao, bao gồm cả các cụm AI/ML kết nối đang tăng tốc nhanh chóng”.
Ethernet có ứng dụng rộng rãi.
Theo ông, tính linh hoạt và khả năng thích ứng là những đặc điểm quan trọng của công nghệ “đã trở thành câu trả lời mặc định cho bất kỳ mạng truyền thông nào, cho dù đó là kết nối thiết bị hay máy tính, điều đó có nghĩa là trong hầu hết các trường hợp, không cần phải phát minh ra một mạng khác. ”
Mikael Holmberg, kỹ sư hệ thống nổi tiếng của Extreme Networks, cho biết khi dịch bệnh bùng phát, Ethernet là một phần quan trọng trong cách các doanh nghiệp phản ứng.Ông nói: “Nhìn lại sự chuyển đổi đột ngột sang làm việc từ xa trong thời kỳ bùng phát COVID toàn cầu, một trong những ứng dụng mang tính biến đổi nhất của Ethernet chắc chắn là vai trò của nó trong việc tạo điều kiện thuận lợi cho lực lượng lao động phân tán”.
Sự thay đổi đó gây áp lực phải có thêm băng thông cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền thông.Holmberg cho biết: “Nhu cầu này được thúc đẩy bởi các nhân viên doanh nghiệp làm việc từ xa, sinh viên chuyển sang giáo dục trực tuyến và thậm chí gia tăng hoạt động chơi game trực tuyến do các yêu cầu giãn cách xã hội”.“Về bản chất, nhờ Ethernet là công nghệ nền tảng được sử dụng cho Internet, nó cho phép các cá nhân thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau một cách hiệu quả ngay tại nhà của họ.”
Phổ biến rộng rãi như vậyphát triểnvà hệ sinh thái khổng lồ của Ethernet đã dẫn đếnứng dụng độc đáo—từ việc sử dụng trên Trạm vũ trụ quốc tế, máy bay chiến đấu F-35 và xe tăng Abrams mới nhất cho đến nghiên cứu đại dương.
Peter Jones, chủ tịch của Liên minh Ethernet và là kỹ sư nổi tiếng của Cisco, cho biết Ethernet đã được sử dụng trong thám hiểm không gian trong hơn 20 năm, bao gồm cả trạm vũ trụ, vệ tinh và các sứ mệnh trên sao Hỏa.“Ethernet tạo điều kiện kết nối liền mạch giữa các hệ thống con quan trọng, như cảm biến, camera, bộ điều khiển và đo từ xa bên trong các phương tiện và thiết bị, chẳng hạn như vệ tinh và tàu thăm dò.Nó cũng là một phần quan trọng của thông tin liên lạc từ mặt đất tới không gian và từ không gian tới mặt đất.”
Jones cho biết, với vai trò là sự thay thế có khả năng hơn cho các giao thức Mạng khu vực điều khiển (CAN) và Mạng kết nối cục bộ (LIN) cũ, Ethernet đã trở thành xương sống của các mạng trên xe, bao gồm cả ô tô và máy bay không người lái.Jones cho biết: “Các phương tiện bay không người lái (UAV) và phương tiện không người lái dưới nước (UUV) cho phép giám sát môi trường về điều kiện khí quyển, thủy triều và nhiệt độ cũng như các hệ thống an ninh và giám sát tự động thế hệ tiếp theo đều dựa vào Ethernet”.
Ethernet phát triển để thay thế các giao thức lưu trữ và ngày nay là nền tảng của điện toán hiệu năng cao như nền tảng củaSiêu máy tính biên giớivới HPE Slingshot – hiện đang đứng số một trong số các siêu máy tính nhanh nhất thế giới.Mark Pearson, nhà công nghệ trưởng chuyển mạch của HPE Aruba Networking và HPE Fellow cho biết, hầu hết tất cả 'xe buýt chuyên dụng' về truyền thông dữ liệu, trong tất cả các ngành, đang được thay thế bằng Ethernet.
“Ethernet khiến mọi việc trở nên đơn giản.Các đầu nối đơn giản, đơn giản để hoạt động trên cáp xoắn đôi hiện có, các loại khung đơn giản, dễ gỡ lỗi, đơn giản để đóng gói lưu lượng trên cơ chế kiểm soát truy cập đơn giản, trung bình,” Pearson nói.
Điều này lần lượt làm cho mọi danh mục sản phẩm có Ethernet nhanh hơn, rẻ hơn, dễ khắc phục sự cố hơn, Pearson cho biết, bao gồm:
NIC nhúng trong bo mạch chủ
Bộ chuyển mạch Ethernet có kích thước bất kỳ, kết hợp hương vị tốc độ
Thẻ Gigabit Ethernet NIC đi tiên phong trong khung jumbo
Tối ưu hóa Ethernet NIC và Switch cho mọi trường hợp sử dụng
Các tính năng như EtherChannel – tập hợp các cổng liên kết kênh trong cấu hình stat-mux
Sự phát triển của Ethernet đang được thúc đẩy.
John D'Ambrosia, Chủ tịch, Lực lượng đặc nhiệm IEEE P802.3dj, đơn vị đang phát triển thế hệ tiếp theo của Ethernet điện và Ethernet, cho biết giá trị tương lai của nó cũng được phản ánh qua lượng tài nguyên cấp cao dành riêng cho việc tiếp tục công việc kỹ thuật nhằm cải thiện các tính năng của Ethernet. tín hiệu quang học.
“Tôi thật thú vị khi được chứng kiến sự phát triển và cách Ethernet gắn kết ngành công nghiệp lại với nhau để giải quyết vấn đề—và sự hợp tác này đã diễn ra trong một thời gian rất dài và sẽ chỉ trở nên mạnh mẽ hơn theo thời gian,” D'Ambrosia, cho biết .
Mặc dù tốc độ tối đa ngày càng tăng của Ethernet thu hút nhiều sự chú ý, nhưng cũng có nhiều nỗ lực để phát triển và nâng cao tốc độ chậm hơn của Ethernet 2,5Gbps, 5Gbps và 25Gbps, dẫn đến sự phát triển của một thị trường khá lớn, có thể nói là ít nhất.
Theo Sameh Boujelbene, phó chủ tịch, trung tâm dữ liệu và nghiên cứu thị trường chuyển mạch Ethernet của trường cho Tập đoàn Dell'Oro9 tỷ cổng chuyển mạch Ethernet đã được xuất xưởng trong hai thập kỷ qua, mang lại tổng giá trị thị trường hơn 450 tỷ USD.Boujelbene cho biết: “Ethernet đã đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện kết nối và kết nối mọi thứ cũng như thiết bị trên nhiều ngành công nghiệp, nhưng quan trọng hơn là kết nối mọi người trên toàn thế giới”.
IEEE liệt kê các mở rộng trong tương lai trêntrang mạngbao gồm: phạm vi tiếp cận ngắn, kết nối quang học dựa trên bước sóng 100 Gbps;Làm rõ về Giao thức thời gian chính xác (PTP) về Dấu thời gian;Multigig quang học ô tô;Các bước tiếp theo trong hệ sinh thái Cặp đôi;100 Gbps trên hệ thống Ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc (DWDM);400 Gbps trên hệ thống DWDM;đề xuất của nhóm nghiên cứu về Ô tô 10G+ Copper;và Ethernet 200 Gbps, 400 Gbps, 800 Gbps và 1.6 Tbps.
“Danh mục Ethernet tiếp tục mở rộng, bao gồm tốc độ cao hơn và những tiến bộ có thể thay đổi cuộc chơi nhưCấp nguồn qua Ethernet(PoE), Ethernet cặp đơn (SPE), Mạng nhạy cảm với thời gian (TSN), v.v.,” Boujelbene nói.(SPE xác định cách xử lý việc truyền Ethernet thông qua một cặp dây đồng. TSN là một cách tiêu chuẩn để cung cấp khả năng phân phối dữ liệu xác định và đảm bảo qua mạng.)
Công nghệ phát triển dựa vào Ethernet
Holmberg cho biết, khi các dịch vụ đám mây, bao gồm cả thực tế ảo (VR), tiến độ, việc quản lý độ trễ đang trở nên hết sức quan trọng.Ông nói: “Việc giải quyết vấn đề này có thể sẽ liên quan đến việc sử dụng Ethernet kết hợp với Giao thức thời gian chính xác, cho phép Ethernet phát triển thành công nghệ kết nối với các mục tiêu về độ trễ được xác định”.
Hỗ trợ các hệ thống phân tán quy mô lớn trong đó các hoạt động đồng bộ là rất cần thiết đòi hỏi độ chính xác về thời gian ở mức hàng trăm nano giây.Holmberg cho biết: “Một ví dụ điển hình về điều này được thấy trong lĩnh vực Viễn thông, đặc biệt là trong lĩnh vực mạng 5G và cuối cùng là mạng 6G”.
Ông cho biết, mạng Ethernet có độ trễ được xác định trước cũng có thể mang lại lợi ích cho mạng LAN doanh nghiệp, đặc biệt là để giải quyết các yêu cầu của công nghệ như AI, đồng thời đồng bộ hóa GPU trên các trung tâm dữ liệu.Holmberg cho biết: “Về bản chất, tương lai của Ethernet dường như gắn liền với các mô hình công nghệ mới nổi, định hình cách chúng hoạt động và phát triển”.
D'Ambrosia cho biết, việc thiết lập cơ sở hạ tầng cho điện toán AI và phát triển ứng dụng cũng sẽ là một lĩnh vực quan trọng trong việc mở rộng Ethernet.AI yêu cầu nhiều máy chủ yêu cầu kết nối có độ trễ thấp, “Vì vậy, kết nối mật độ cao trở thành một vấn đề lớn.Và bởi vì bạn đang cố gắng thực hiện mọi việc nhanh hơn nên độ trễ sẽ trở thành một vấn đề vì bạn phải giải quyết những vấn đề này và sử dụng tính năng sửa lỗi để có được hiệu suất kênh bổ sung.Có rất nhiều vấn đề ở đó.”
Jones cho biết, các dịch vụ mới được điều khiển bởi AI — chẳng hạn như tác phẩm nghệ thuật sáng tạo — sẽ yêu cầu đầu tư cơ sở hạ tầng khổng lồ để sử dụng Ethernet làm lớp truyền thông nền tảng.
Jones cho biết thêm, AI và điện toán đám mây là những yếu tố hỗ trợ cho sự phát triển liên tục của các dịch vụ được mong đợi từ các thiết bị và mạng.Jones cho biết: “Những công cụ mới này sẽ tiếp tục thúc đẩy sự phát triển của việc tiêu thụ công nghệ trong và ngoài môi trường làm việc”.
Ngay cả việc mở rộng mạng không dây cũng sẽ yêu cầu sử dụng Ethernet nhiều hơn.“Ngay từ đầu, bạn không thể có mạng không dây mà không có dây.Tất cả các điểm truy cập không dây đều yêu cầu cơ sở hạ tầng có dây,” Greg Dorai, phó chủ tịch cấp cao của Cisco Networking cho biết.“Và các trung tâm dữ liệu quy mô lớn cung cấp năng lượng cho đám mây, AI và các công nghệ khác trong tương lai đều được kết nối với nhau bằng dây và cáp quang, tất cả đều quay trở lại bộ chuyển mạch Ethernet.”
Nhu cầu giảm tiêu thụ điện năng Ethernet cũng đang thúc đẩy sự phát triển của nó.
Ví dụ: Ethernet tiết kiệm năng lượng, giúp tắt các liên kết khi không có nhiều lưu lượng truy cập, sẽ hữu ích khi cần giảm thiểu mức tiêu thụ điện năng, George Zimmerman cho biết: Chủ tịch, Ethernet cặp đôi tầm xa 100Mb/s của IEEE P802.3dg Lực lượng đặc nhiệm.Điều đó bao gồm cả ô tô, nơi lưu lượng truy cập mạng không đối xứng hoặc không liên tục.“Hiệu quả năng lượng là vấn đề quan trọng trong mọi lĩnh vực của Ethernet.Nó kiểm soát sự phức tạp của nhiều việc chúng tôi làm,” ông nói.Điều đó ngày càng bao gồm các hệ thống điều khiển công nghiệp và công nghệ vận hành khác, “tuy nhiên, chúng ta còn phải đi một chặng đường dài trước khi nó phù hợp với tính phổ biến của Ethernet trong CNTT”.
Do tính phổ biến của nó, rất nhiều chuyên gia CNTT được đào tạo về cách sử dụng Ethernet, điều này khiến nó trở nên hấp dẫn trong các lĩnh vực hiện đang sử dụng giao thức độc quyền.Vì vậy, thay vì dựa vào một nhóm tương đối nhỏ những người quen thuộc với họ, các tổ chức có thể rút ra từ một nhóm lớn hơn nhiều và khai thác hàng thập kỷ phát triển Ethernet.“Và do đó Ethernet trở thành nền tảng mà thế giới kỹ thuật được xây dựng trên đó,” Zimmerman nói.
Tình trạng đó dự án tiếp tục phát triển công nghệ và mở rộng ứng dụng của nó.
Dorai nói: “Cho dù tương lai có ra sao đi nữa, Ethernet của Bob Metcalf sẽ ở đó kết nối mọi thứ lại với nhau, ngay cả khi nó ở một dạng mà ngay cả Bob cũng không nhận ra”."Ai biết?Hình đại diện của tôi, được đào tạo để nói những gì tôi muốn, có thể di chuyển qua Ethernet để xuất hiện trong cuộc họp báo nhân kỷ niệm 60 năm.”
Thời gian đăng: 14-11-2023
