Ethernet cumple 50 años, pero su viaje apenas ha comenzado

por Michael Cooney

Editor sénior, Network World |

Sería difícil encontrar otra tecnología que haya sido tan útil, exitosa y, en última instancia, influyente como Ethernet, y mientras celebra su 50 aniversario esta semana, está claro que el viaje de Ethernet está lejos de terminar.

Desde su invención por Bob Metcalf y David Boggs en 1973, Ethernet se ha ampliado y adaptado continuamente para convertirse en el protocolo de capa 2 de referencia en las redes informáticas de todas las industrias.

"Para mí, el aspecto más interesante de Ethernet es su universalidad, lo que significa que se ha implementado literalmente en todas partes, incluso bajo los océanos y en el espacio exterior. Los casos de uso de Ethernet aún se están expandiendo con nuevas capas físicas, por ejemplo, Ethernet de alta velocidad para cámaras en vehículos", dijo Andreas Bechtolsheim, cofundador de Sun Microsystems y Arista Networks, ahora presidente y director de desarrollo de Arista.

"El área de mayor impacto para Ethernet en este momento es dentro de los grandes centros de datos en la nube que han mostrado un alto crecimiento, incluida la interconexión de clústeres de IA/ML que están aumentando rápidamente", dijo Bechtolsheim.

La flexibilidad y la adaptabilidad son características importantes de la tecnología, que dijo, "se ha convertido en la respuesta predeterminada para cualquier red de comunicación, ya sea para conectar dispositivos o computadoras, lo que significa que en casi todos los casos no hay necesidad de inventar otra red. "

Cuando llegó COVID, Ethernet fue una parte importante de cómo respondieron las empresas, dijo Mikael Holmberg, distinguido ingeniero de sistemas de Extreme Networks. “Mirando hacia atrás al cambio repentino al trabajo remoto durante el brote global de COVID, una de las aplicaciones más transformadoras de Ethernet es, sin duda, su papel para facilitar una fuerza laboral distribuida”, dijo.

Ese cambio ejerció presión para obtener más ancho de banda en los proveedores de servicios de comunicación. “Esta demanda fue impulsada por empleados de empresas que trabajan de forma remota, estudiantes que hacen la transición a la educación en línea e incluso un aumento de los juegos en línea debido a los mandatos de distanciamiento social”, dijo Holmberg. "En esencia, gracias a que Ethernet es la tecnología fundamental utilizada para Internet, permitió a las personas realizar una variedad de tareas de manera eficiente desde la comodidad de sus propios hogares".

Tal desarrollo generalizado y los enormes ecosistemas de Ethernet han dado lugar a aplicaciones únicas, desde el uso en la Estación Espacial Internacional, lo último en aviones de combate F-35 y tanques Abrams hasta la investigación oceánica.

Ethernet se ha utilizado en la exploración espacial durante más de 20 años, incluso con la estación espacial, los satélites y las misiones a Marte, dijo Peter Jones, presidente de Ethernet Alliance e ingeniero distinguido de Cisco. "Ethernet facilita la conectividad perfecta entre subsistemas de misión crítica, como sensores, cámaras, controles y telemetría dentro de vehículos y dispositivos, como satélites y sondas. También es una parte clave de las comunicaciones tierra-espacio y espacio-tierra. "

Como reemplazo más capaz de los protocolos heredados de la red de área del controlador (CAN) y la red de interconexión local (LIN), Ethernet se ha convertido en la columna vertebral de las redes en los vehículos, dijo Jones, incluidos los automóviles y los drones. "Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) y los vehículos submarinos no tripulados (UUV) que permiten el monitoreo ambiental de las condiciones atmosféricas, las mareas y las temperaturas, y los sistemas autónomos de vigilancia y seguridad de próxima generación, todos dependen de Ethernet", dijo Jones.

Ethernet creció para reemplazar los protocolos de almacenamiento, y hoy es la base de la computación de alto rendimiento, como en la base de la supercomputadora Frontier con HPE Slingshot, actualmente clasificada como la número uno entre las supercomputadoras más rápidas del mundo. Casi todos los 'buses especializados' de comunicación de datos, en todas las industrias, están siendo reemplazados por Ethernet, dijo Mark Pearson, tecnólogo jefe de conmutación de HPE Aruba Networking y miembro de HPE.

"Ethernet simplificó las cosas. Conectores simples, fáciles de hacer funcionar en el cableado de par trenzado existente, tipos de marcos simples que eran fáciles de depurar, fáciles de encapsular el tráfico en el medio, mecanismo de control de acceso simple", dijo Pearson.

Esto a su vez hizo que todas las categorías de productos con Ethernet fueran más rápidas, más baratas y más fáciles de solucionar, dijo Pearson, que incluyen:

Su valor futuro también se refleja en la cantidad de recursos de alto nivel dedicados a continuar el trabajo técnico para mejorar las características de Ethernet, dijo John D'Ambrosia, presidente del grupo de trabajo IEEE P802.3dj, que está desarrollando la próxima generación de Ethernet eléctrica y señalización óptica.

"Es simplemente fascinante para mí observar el desarrollo y la forma en que Ethernet une a la industria para resolver problemas, y esta cooperación ha estado ocurriendo durante mucho tiempo y solo se fortalecerá a medida que pase el tiempo", dijo D'Ambrosia. .

Si bien la velocidad máxima cada vez mayor de Ethernet llama mucho la atención, hay un gran esfuerzo para desarrollar y mejorar Ethernet de 2,5 Gbps, 5 Gbps y 25 Gbps de velocidad más lenta, lo que ha llevado al desarrollo de un mercado bastante grande, por decirlo de alguna manera. el menos.

Según Sameh Boujelbene, vicepresidente de investigación de mercado de conmutadores Ethernet de centro de datos y campus para Dell'Oro Group, se han enviado nueve mil millones de puertos de conmutador Ethernet durante las últimas dos décadas, por un valor de mercado total de más de $ 450 mil millones. "Ethernet ha desempeñado un papel fundamental en la facilitación de la conectividad y la conexión de cosas y dispositivos en una amplia gama de industrias, pero, lo que es más importante, en la conexión de personas en todo el mundo", dijo Boujelbene.

El IEEE enumera futuras expansiones en su sitio web que incluyen: interconexiones ópticas de corto alcance basadas en longitudes de onda de 100 Gbps; Aclaraciones de sellado de tiempo del protocolo de tiempo de precisión (PTP); Automotriz Óptica Multigigabit; Próximos pasos en el ecosistema de un solo par; 100 Gbps sobre sistemas de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM); 400 Gbps sobre sistemas DWDM; una propuesta de grupo de estudio para Automoción 10G+ Cobre; y Ethernet de 200 Gbps, 400 Gbps, 800 Gbps y 1,6 Tbps.

"La cartera de Ethernet continúa expandiéndose, abarcando velocidades más altas y avances innovadores como Power over Ethernet (PoE), Single Pair Ethernet (SPE), Time-Sensitive Networking (TSN) y más", dijo Boujelbene. (SPE define una forma de manejar la transmisión de Ethernet a través de un solo par de cables de cobre. TSN es una forma estándar de proporcionar una entrega de datos determinista y garantizada a través de una red).

A medida que avanzan los servicios en la nube, incluida la realidad virtual (VR), la gestión de la latencia se vuelve de suma importancia, dijo Holmberg. "Abordar este problema probablemente implicará el uso de Ethernet junto con el Protocolo de tiempo de precisión, lo que permitirá que Ethernet evolucione hacia una tecnología de conectividad con objetivos de latencia definidos", dijo.

El soporte de sistemas distribuidos a gran escala donde las operaciones sincronizadas son esenciales requiere una precisión de tiempo del orden de cientos de nanosegundos. "Un excelente ejemplo de esto se ve en el sector de las telecomunicaciones, particularmente en el ámbito de las redes 5G y, eventualmente, las redes 6G", dijo Holmberg.

Las redes Ethernet que ofrecen una latencia predefinida también podrían beneficiar a las LAN empresariales, particularmente para abordar los requisitos de tecnologías como la IA, dijo, pero también para sincronizar las GPU en los centros de datos. "En esencia, el futuro de Ethernet parece estar entrelazado con paradigmas tecnológicos emergentes, dando forma a cómo funcionan y evolucionan", dijo Holmberg.

Establecer la infraestructura para el desarrollo de aplicaciones y computación de IA también será un área clave de la expansión de Ethernet, dijo D'Ambrosia. AI requiere muchos servidores que requieren conexiones de baja latencia, "Entonces, la interconexión de alta densidad se convierte en un gran problema. Y debido a que está tratando de hacer las cosas más rápido, la latencia se convierte en un problema porque tiene que resolver estos problemas y usar error corrección para obtener un rendimiento adicional del canal. Hay muchos problemas allí".

Los nuevos servicios impulsados ​​por IA, como el arte generativo, requerirán enormes inversiones en infraestructura que utilizan Ethernet como una capa de comunicaciones fundamental, dijo Jones.

La inteligencia artificial y la computación en la nube son los habilitadores para el crecimiento continuo de los servicios que se esperan de los dispositivos y la red, agregó Jones. "Estas nuevas herramientas seguirán impulsando la evolución del consumo de tecnología dentro y fuera del entorno laboral", dijo Jones.

Incluso la expansión de las redes inalámbricas requerirá un mayor uso de Ethernet. "En primer lugar, no se puede tener conexión inalámbrica sin cable. Todos los puntos de acceso inalámbrico requieren una infraestructura cableada", dijo Greg Dorai, vicepresidente senior de Redes de Cisco. "Y los centros de datos a gran escala que alimentan la nube, la IA y otras tecnologías del futuro están todos conectados entre sí por cables y fibra, y todos se remontan a conmutadores Ethernet".

La necesidad de reducir el consumo de energía de Ethernet también está impulsando su desarrollo.

Por ejemplo, Ethernet de bajo consumo, que apaga los enlaces cuando no hay mucho tráfico, sería útil cuando es esencial minimizar el consumo de energía, dijo George Zimmerman: Presidente, IEEE P802.3dg 100 Mb/s Long-Reach Single Pair Ethernet Fuerza de Tarea. Eso incluye a los automóviles, donde el tráfico de la red es asimétrico o intermitente. "La eficiencia energética es un gran problema en todas las áreas de Ethernet. Controla la complejidad de muchas de las cosas que hacemos", dijo. Eso incluye cada vez más sistemas de control industrial y otra tecnología operativa, "sin embargo, tenemos un largo camino por recorrer antes de que coincida con la ubicuidad de Ethernet en TI".

Debido a su ubicuidad, un gran número de profesionales de TI están capacitados en el uso de Ethernet, lo que lo hace atractivo en áreas que actualmente utilizan protocolos propietarios. Entonces, en lugar de depender de un grupo relativamente pequeño de personas familiarizadas con ellos, las organizaciones pueden aprovechar un grupo mucho más grande y aprovechar las décadas de desarrollo de Ethernet. “Y entonces, Ethernet se convierte en la base sobre la que se construye el mundo de la ingeniería”, dijo Zimmerman.

Ese estado proyecta el desarrollo continuo de la tecnología y sus usos en expansión.

"Sea lo que sea lo que nos depare el futuro, la Ethernet de Bob Metcalf estará allí conectando todo, incluso si puede ser en una forma que incluso Bob no reconocería", dijo Dorai. "¿Quién sabe? Mi avatar, entrenado para decir lo que quiero, puede estar viajando por Ethernet para aparecer en una conferencia de prensa por el 60 aniversario".

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Michael Cooney es editor sénior de Network World y ha escrito sobre el mundo de TI durante más de 25 años. Se le puede contactar en [email protected].

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