Ethernet fête ses 50 ans, mais son voyage ne fait que commencer

Par Michael Coney

Rédacteur principal, Network World |

Vous auriez du mal à trouver une autre technologie qui a été aussi utile, réussie et finalement influente qu'Ethernet, et alors qu'elle célèbre son 50e anniversaire cette semaine, il est clair que le voyage d'Ethernet est loin d'être terminé.

Depuis son invention par Bob Metcalf et David Boggs en 1973, Ethernet n'a cessé d'être étendu et adapté pour devenir le protocole de couche 2 incontournable dans les réseaux informatiques dans tous les secteurs.

"Pour moi, l'aspect le plus intéressant d'Ethernet est son universalité, ce qui signifie qu'il a été déployé littéralement partout, y compris sous les océans et dans l'espace. Les cas d'utilisation d'Ethernet continuent de se développer avec de nouvelles couches physiques, par exemple l'Ethernet haut débit pour les caméras dans véhicules », a déclaré Andreas Bechtolsheim, cofondateur de Sun Microsystems et d'Arista Networks, aujourd'hui président et directeur du développement d'Arista.

"La zone la plus impactante pour Ethernet à ce stade se trouve dans les grands centres de données cloud qui ont connu une forte croissance, y compris l'interconnexion des clusters AI/ML qui se développent rapidement", a déclaré Bechtolsheim.

La flexibilité et l'adaptabilité sont des caractéristiques importantes de la technologie, qui, selon lui, "est devenue la réponse par défaut pour tout réseau de communication, qu'il s'agisse de connecter des appareils ou des ordinateurs, ce qui signifie que dans presque tous les cas, il n'est pas nécessaire d'inventer encore un autre réseau". "

Lorsque le COVID a frappé, Ethernet a joué un rôle important dans la réaction des entreprises, a déclaré Mikael Holmberg, éminent ingénieur système chez Extreme Networks. "En regardant en arrière le passage soudain au travail à distance lors de l'épidémie mondiale de COVID, l'une des applications les plus transformatrices d'Ethernet est sans aucun doute son rôle dans la facilitation d'une main-d'œuvre distribuée", a-t-il déclaré.

Ce changement a exercé une pression pour plus de bande passante sur les fournisseurs de services de communication. "Cette demande a été motivée par les employés de l'entreprise travaillant à distance, les étudiants passant à l'éducation en ligne et même l'augmentation des jeux en ligne en raison des mandats de distanciation sociale", a déclaré Holmberg. "Essentiellement, grâce au fait qu'Ethernet est la technologie fondamentale utilisée pour Internet, il a permis aux individus d'effectuer efficacement une variété de tâches dans le confort de leur foyer."

Un tel développement généralisé et les immenses écosystèmes d'Ethernet ont conduit à des applications uniques, de l'utilisation sur la Station spatiale internationale, les derniers avions de combat F-35 et chars Abrams à la recherche océanique.

Ethernet est utilisé dans l'exploration spatiale depuis plus de 20 ans, y compris avec la station spatiale, les satellites et les missions sur Mars, a déclaré Peter Jones, président de l'Ethernet Alliance et éminent ingénieur chez Cisco. "Ethernet facilite une connectivité transparente entre les sous-systèmes critiques, tels que les capteurs, les caméras, les commandes et la télémétrie à l'intérieur des véhicules et des appareils, tels que les satellites et les sondes. C'est également un élément clé des communications sol-espace et espace-sol. "

En tant que remplacement plus performant des anciens protocoles CAN (Controller Area Network) et LIN (Local Interconnect Network), Ethernet est devenu l'épine dorsale des réseaux embarqués, a déclaré Jones, y compris les voitures et les drones. "Les véhicules aériens sans pilote (UAV) et les véhicules sous-marins sans pilote (UUV) qui permettent la surveillance environnementale des conditions atmosphériques, des marées et des températures, ainsi que les systèmes de surveillance et de sécurité autonomes de nouvelle génération reposent tous sur Ethernet", a déclaré Jones.

Ethernet s'est développé pour remplacer les protocoles de stockage et constitue aujourd'hui la base du calcul haute performance, comme dans la fondation du supercalculateur Frontier avec HPE Slingshot, actuellement classé numéro un parmi les supercalculateurs les plus rapides au monde. Presque tous les "bus spécialisés" de communication de données, dans tous les secteurs, sont remplacés par Ethernet, a déclaré Mark Pearson, technologue en chef de la commutation HPE Aruba Networking et HPE Fellow.

"Ethernet a simplifié les choses. Des connecteurs simples, simples à faire fonctionner sur le câblage à paires torsadées existant, des types de trames simples faciles à déboguer, simples à encapsuler le trafic sur le support, un mécanisme de contrôle d'accès simple", a déclaré Pearson.

Cela rend toutes les catégories de produits dotées d'Ethernet plus rapides, moins chères et plus faciles à dépanner, a déclaré Pearson, notamment :

Sa valeur future se reflète également dans la quantité de ressources de haut niveau dédiées à la poursuite des travaux techniques visant à améliorer les fonctionnalités d'Ethernet, a déclaré John D'Ambrosia, président du groupe de travail IEEE P802.3dj, qui développe la prochaine génération de réseaux électriques et signalisation optique.

"C'est tout simplement fascinant pour moi d'observer le développement et la manière dont Ethernet rassemble l'industrie pour résoudre les problèmes. Cette coopération dure depuis très longtemps et ne fera que se renforcer au fil du temps", a déclaré D'Ambrosia. .

Alors que la vitesse de pointe sans cesse croissante d'Ethernet attire beaucoup d'attention, il y a tout autant d'efforts pour développer et améliorer les vitesses plus lentes d'Ethernet 2,5 Gbps, 5 Gbps et 25 Gbps, ce qui a conduit au développement d'un marché assez vaste, pour dire le moins.

Selon Sameh Boujelbene, vice-président, étude de marché des commutateurs Ethernet pour centres de données et campus pour le groupe Dell'Oro, neuf milliards de ports de commutateurs Ethernet ont été livrés au cours des deux dernières décennies, pour une valeur marchande totale de plus de 450 milliards de dollars. "Ethernet a joué un rôle central en facilitant la connectivité et en connectant des objets et des appareils dans un large éventail d'industries, mais, plus important encore, en connectant les gens dans le monde entier", a déclaré Boujelbene.

L'IEEE répertorie les extensions futures sur son site Web, notamment : des interconnexions optiques à courte portée basées sur des longueurs d'onde de 100 Gbit/s ; Clarifications de l'horodatage du protocole de temps de précision (PTP) ; Multigig Optique Automobile ; Prochaines étapes dans l'écosystème à paire unique ; 100 Gbit/s sur des systèmes de multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) ; 400 Gbit/s sur les systèmes DWDM ; une proposition de groupe d'étude pour le cuivre 10G+ automobile ; et Ethernet 200 Gbit/s, 400 Gbit/s, 800 Gbit/s et 1,6 Tbit/s.

« Le portefeuille Ethernet continue de s'étendre, englobant des vitesses plus élevées et des avancées révolutionnaires telles que Power over Ethernet (PoE), Single Pair Ethernet (SPE), Time-Sensitive Networking (TSN), et plus encore », a déclaré Boujelbene. (SPE définit un moyen de gérer la transmission Ethernet via une seule paire de fils de cuivre. TSN est un moyen standard de fournir une livraison déterministe et garantie des données sur un réseau.)

À mesure que les services cloud, y compris la réalité virtuelle (VR), progressent, la gestion de la latence devient d'une importance primordiale, a déclaré Holmberg. "Résoudre ce problème impliquera probablement l'utilisation d'Ethernet couplé au protocole de temps de précision, permettant à Ethernet d'évoluer vers une technologie de connectivité avec des objectifs de latence définis", a-t-il déclaré.

La prise en charge de systèmes distribués à grande échelle où les opérations synchronisées sont essentielles nécessite une précision temporelle de l'ordre de centaines de nanosecondes. "Un excellent exemple de cela est observé dans le secteur des télécommunications, en particulier dans le domaine des réseaux 5G et éventuellement des réseaux 6G", a déclaré Holmberg.

Les réseaux Ethernet qui offrent une latence prédéfinie pourraient également profiter aux réseaux locaux d'entreprise, en particulier pour répondre aux exigences de technologies telles que l'IA, a-t-il déclaré, mais aussi pour synchroniser les GPU entre les centres de données. "Essentiellement, l'avenir d'Ethernet semble lié aux paradigmes technologiques émergents, façonnant leur fonctionnement et leur évolution", a déclaré Holmberg.

La mise en place de l'infrastructure pour l'informatique IA et le développement d'applications sera également un domaine clé de l'expansion d'Ethernet, a déclaré D'Ambrosia. L'IA nécessite de nombreux serveurs qui nécessitent des connexions à faible latence, "Ainsi, l'interconnexion haute densité devient un gros problème. Et parce que vous essayez de faire les choses plus rapidement que la latence devient un problème parce que vous devez résoudre ces problèmes et utiliser l'erreur correction pour obtenir des performances de canal supplémentaires. Il y a beaucoup de problèmes là-bas."

Les nouveaux services pilotés par l'IA, tels que les œuvres d'art génératives, nécessiteront d'énormes investissements dans l'infrastructure qui utilisent Ethernet comme couche de communication fondamentale, a déclaré Jones.

L'IA et le cloud computing sont les catalyseurs de la croissance continue des services attendus des appareils et du réseau, a ajouté Jones. "Ces nouveaux outils continueront de propulser l'évolution de la consommation de technologie dans et hors de l'environnement de travail", a déclaré Jones.

Même l'expansion des réseaux sans fil nécessitera une plus grande utilisation d'Ethernet. "En premier lieu, vous ne pouvez pas avoir de sans fil sans câble. Tous les points d'accès sans fil nécessitent une infrastructure câblée", a déclaré Greg Dorai, vice-président senior de Cisco Networking. "Et les centres de données à grande échelle qui alimentent le cloud, l'IA et d'autres technologies du futur sont tous connectés entre eux par des fils et de la fibre, tous remontant aux commutateurs Ethernet."

La nécessité de réduire la consommation électrique d'Ethernet est également à l'origine de son développement.

Par exemple, l'Ethernet écoénergétique, qui éteint les liaisons lorsqu'il n'y a pas beaucoup de trafic, serait utile lorsqu'il est essentiel de minimiser la consommation d'énergie, a déclaré George Zimmerman : Président, IEEE P802.3dg 100Mb/s Long-Reach Single Pair Ethernet Force d'intervention. Cela inclut dans les automobiles, où le trafic réseau est asymétrique ou intermittent. "L'efficacité énergétique est un gros problème dans tous les domaines d'Ethernet. Elle contrôle la complexité de beaucoup de choses que nous faisons", a-t-il déclaré. Cela inclut de plus en plus les systèmes de contrôle industriels et d'autres technologies opérationnelles, "cependant, nous avons un long chemin à parcourir avant qu'il ne corresponde à l'omniprésence d'Ethernet dans l'informatique".

En raison de son omniprésence, un grand nombre de professionnels de l'informatique sont formés à l'utilisation d'Ethernet, ce qui le rend attractif dans les domaines qui utilisent actuellement des protocoles propriétaires. Ainsi, plutôt que de s'appuyer sur un groupe relativement restreint de personnes qui les connaissent bien, les organisations peuvent puiser dans un groupe beaucoup plus vaste et puiser dans les décennies de développement d'Ethernet. "Et ainsi, Ethernet devient cette base sur laquelle le monde de l'ingénierie est construit", a déclaré Zimmerman.

Ce statut prévoit un développement continu de la technologie et de ses utilisations croissantes.

"Quoi que l'avenir nous réserve, l'Ethernet de Bob Metcalf sera là pour tout connecter, même s'il peut être sous une forme que même Bob ne reconnaîtrait pas", a déclaré Dorai. « Qui sait ? Mon avatar, formé pour dire ce que je veux qu'il dise, voyage peut-être sur Ethernet pour apparaître dans une conférence de presse pour le 60e anniversaire.

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Michael Cooney est rédacteur en chef chez Network World et écrit sur le monde de l'informatique depuis plus de 25 ans. Il peut être contacté à [email protected].

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