اترنت 100 گیگابیت (100GbE) چیست و چه کاربردهایی دارد؟

اترنت 100 گیگابیتی (100GbE) یک استاندارد اترنت است که از سرعت داده تا 100 میلیارد بیت (گیگابیت) در ثانیه (گیگابیت بر ثانیه) پشتیبانی می‌کند. به عبارت دیگر سرعتی 10 برابر بیشتر از 10 گیگابیت را ارائه می‌دهد.

فناوری 100GbE برای اولین بار تحت استاندارد 802.3ba-2010 موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) تعریف شد. سپس به صورت دوره‌ای تحت استانداردهای 802.3bg-2011, 802.3bj-2014, 802.3bm-2015, 802.3cd-2018 و سایر استانداردها بروزرسانی شد.

از فوریه 2021، استاندارد IEEE 802.3cu-2021 لایه‌های فیزیکی و پارامترهای مدیریتی را برای 100GbE روی فیبر تک حالته تعریف کرده است.

تکامل اترنت 100 گیگابیتی

اترنت که امروزه پرکاربردترین فناوری شبکه محلی است، در سال 1973 در مرکز تحقیقات زیراکس پالو آلتو در کالیفرنیا اختراع شد. هدف اصلی آن، اتصال چندین ایستگاه کاری کامپیوتری، سرور و چاپگر به یکدیگر بود بطوریکه بتوانند داده‌ها را به یکدیگر ارسال کنند.

در دورانی که این مساله تنها تحت تسلط کامپیوترهای بزرگ و گران قیمت بود، این یک دستاورد قابل توجه محسوب می‌شد.

در ابتدا، اتصال اترنت نمی‌توانست از 2.85 مگابیت در ثانیه (Mbps) تجاوز کند. در سال 1980، کنسرسیوم فروشندگان شرکت تجهیزات دیجیتال اینتل Xerox استاندارد اترنت 10 مگابیت بر ثانیه را منتشر کرد که به استاندارد اترنت DIX معروف است. بنابراین، در دهه 1980، شبکه‌های اترنت به حداکثر سرعت 10 مگابیت بر ثانیه دست یافتند.

از سال 1985، استانداردهای اترنت متعدد IEEE ظاهر شد. با این حال، IEEE از اترنت در نام این استانداردها استفاده نمی‌کند و در عوض این فناوری را 802.3 دسترسی چندگانه با قابلیت حامل برای تشخیص برخورد یا برای راحتی بیشتر 802.3 می‌نامد. با این وجود، نام اترنت هنوز هم هنگام اشاره به سیستم شبکه‌ای تعریف شده در استاندارد 802.3 استفاده می‌شود.

در سال 1995، سیستم اترنت سریع 100 مگابیت بر ثانیه توسعه یافت، که شامل انواع مختلفی از سیستم‌های رسانه‌ای زوج سیم تابیده و فیبر نوری بود. چهار سال بعد نیز اترنت 1000 مگابیت در ثانیه (1 گیگابیت) ابداع شد.

انتقال از 1GbE به 10GbE تقریباً هفت سال طول کشید. اما انتقال از 10 گیگابیت به 40 گیگابایت تنها چهار سال به طول انجامید.

با فاصله گرفتن مراکز داده از 40GbE و کاهش هزینه تجهیزات شبکه 100GbE، استفاده از شبکه‌های 100GbE گسترش یافت.

مزایای اترنت 100 گیگابیتی

در مقایسه با سایر استانداردهای اترنت، 100GbE از نظر سرعت، برتری بیشتری دارد. سرعت انتقال داده بالاتر، امکان دسترسی سریع‌تر به فایل‌های داخل شبکه سازمانی را ممکن می‌سازد. با این حال، این استاندارد بیشترین مزیت را در شبکه‌های مرکز داده و اتاق‌های سرور دارد.

از آنجایی که ترافیک اینترنت افزایش می‌یابد و مراکز داده میزبان سرورها و دستگاه‌های مجازی متعددی وجود دارند، نیاز به پردازش درخواست‌های پیچیده‌تر و بروزرسانی اطلاعات در بازه زمانی مشخص دارند. همه این موارد به سرعت داده بالا نیاز دارند که 100GbE می‌تواند آن را فراهم کند.

تجهیزات 100GbE، مانند سوییچ‌ها و سایر تجهیزات شبکه، با تکنولوژی‌های گذشته نیز سازگار هستند. کابل‌کشی موجود را می‌توان با نصب فرستنده/گیرنده یا ماژول‌های جدید، مجددا مورد استفاده قرار داد. این یکپارچه‌سازی کابل‌کشی، عملیات راه‌اندازی را ساده کرده، نیاز به برق و فضا را کاهش داده و هزینه را همچنان پایین نگه می‌دارد.

در حال حاضر چندین محصول سازگار با 100GbE در دسترس هستند، از جمله کارت‌های رابط شبکه، مدارهای مجتمع ویژه برنامه، سرورها، پردازنده‌ها و سوییچ‌ها. با فناوری جدید، شرکت‌ها می‌توانند تعداد گره‌ها و اتصالات مستقر شده را برای بهبود عملکرد، کاهش هزینه کل و کاهش پیچیدگی کابل‌کشی کاهش دهند.

در شبکه‌های spine ،100GbE به کاهش نگرانی‌ها در مورد موارد احتمالی و بارگذاری بیش از حد شبکه‌های اصلی کمک می‌کند.

استاندارد 100GbE همچنین از سازمان‌هایی که به دنبال استفاده از دسترسی به حافظه مستقیم از راه دور، RDMA از طریق اترنت همگرا و فناوری‌های نوظهور مانند حافظه غیر فرار بر روی بستر هستند، پشتیبانی می‌کند.

کاربردهای اترنت 100 گیگابیتی

استاندارد 40GbE برای استفاده بین سرورها و سوئیچ اترنت در یک سازمان طراحی شده است. استاندارد 100GbE برای انتقال از راه دور و سوییچ به سوییچ مناسب است.

همچنین در مراکز داده اصلی که نیازمند پهنای باند بالا و تاخیر کم هستند ایده‌آل است و به ویژه برای مراکز داده با حجم کاری معمول ولی مجازی‌سازی بیشتر و ماشین‌های مجازی و کانتینرهای ادغام شده بکار می‌رود.

100GbE برای موارد زیر نیز مناسب است:

• سوئیچینگ، مسیریابی و تجمیع در مراکز داده
• نقاط تبادل اینترنت
• نقاط همسان ارائه دهنده خدمات
• برنامه‌های کاربردی با پهنای باند بالا، مانند video on demand
• محاسبات با کارایی بالا یا زیرساخت ابری

100GbE و فن‌آوری‌های ذخیره سازی

ذخیره‌سازی تعریف‌شده نرم‌افزار (SaaS)، نرم‌افزار ذخیره‌سازی را از سخت‌افزار جدا کرده، و به سازمان‌ها کمک می‌کند تا به راحتی و انعطاف‌پذیری ظرفیت ذخیره‌سازی خود را طبق نیازهای کسب‌وکار افزایش دهند.

اما حجم کاری که از فناوری‌هایی مانند دسترسی به فضاهای ذخیره‌سازی مایکروسافت، فضای ذخیره‌سازی کوچک‌تر و زیرساخت‌های بسیار همگرا استفاده می‌کنند (به ویژه در هنگام جابجایی فایل‌های بزرگ یا جریان‌های پیوسته داده) به ذخیره‌سازی فشرده نیاز دارند.

آنها ترافیک ذخیره‌سازی بیشتری را در شبکه‌های مبتنی بر پروتکل اینترنت قرار می‌دهند. در این مورد، ذخیره سازی 100 گیگابیتی، پهنای باند بیشتری نسبت به کانال فیبر ارائه می‌دهد، در عین حال هزینه‌ها را نیز کاهش می‌دهد.

100GbE پهنای باند مورد نیاز فناوری‌های ذخیره‌سازی تعریف‌شده توسط نرم‌افزار را ارائه می‌کند که ذخیره‌سازی داده‌ها را از سخت‌افزار سرور جدا می‌سازد.

ملاحظات سخت افزاری 100GbE

100GbE از فناوری‌ها، رابط‌ها و دستگاه‌های اترنت موجود پشتیبانی کرده و با آنها سازگار می‌شود. در رسانه مسی می‌تواند به فاصله 10 متر برسد. با این حال، هنگامی که با فیبر تک حالته استفاده می‌شود، می‌توان آن را تا مسافت 96 کیلومتر نیز گسترش داد.

یک طرح مدولاسیون، 100 گیگابیت بر ثانیه را به چهار طرح قطبی یا خطوط داده با سرعت 25 گیگابیت بر ثانیه تقسیم می‌کند. ابتدا 100 گیگابیت بر ثانیه به دو جریان قطبی تقسیم می‌شود. سپس هر جریان به دو جریان 25 گیگابیت بر ثانیه تقسیم می‌شود.

قبل از ارتقا به 100 گیگابیت، سازمان‌ها ابتدا باید مطمئن شوند که کابل‌کشی آنها از این سرعت‌ها پشتیبانی کند و نیز باید بررسی کنند که دستگاه‌های موجود با استاندارد سازگار باشند.

عدم سازگاری می‌تواند منجر به همگام سازی کلاک ضعیف بین تجهیزات شود که امکان تاخیر و از دست دادن بسته‌ها را افزایش می‌دهد. اگر دستگاه‌ها باید بروز شوند، حتما نرم‌افزار آنها را نیز بروز کنید. این بروزرسانی شامل بروزرسانی‌ کلی یا بسته‌های درایورهای سیستم عامل و میان‌افزار است.

منبع: www.techtarget.com