40 Gigabit Ethernet: lo sbarramento dell’ampiezza di banda e il mercato

Una ricca analisi di Roberto Benedetti di Extreme Networks Italia porta a concludere che il passaggio ai 40 GbE sarà una conseguenza naturale per dare efficienza a cloud e datacenter.

Ethernet continua a migliorare e nessuno si lamenta dell'aumento di velocità, dato che le applicazioni si espandono per sfruttare tutto lo spazio disponibile.

Secondo Roberto Benedetti, country manager di Extreme Networks Italia, oggi 10 Gigabit Ethernet (10GbE ) è sufficiente per l'interconnessione tra server, ma non lo è più per il layer di aggregazione.

La virtualizzazione dei datacenter, per Benedetti, è centrata sull'utilizzo efficiente delle risorse disponibili: si tratta in sostanza di trovare il corretto bilanciamento tra l'esigenza di ridurre il consumo energetico, il raffreddamento, l'utilizzo dello spazio, e la necessità di massimizzare la potenza di calcolo, di networking e di storage.
Il collante di tutto ciò è la rete, e qui sono in campo diverse tecnologie, incluse Fibre Channel, iScsi ed Ethernet.

Ruolo di Ethernet: limiti, costi, opportunità
A un primo sguardo, Ethernet sembrerebbe il contendente più debole in questa competizione, senonché è in costante evoluzione e, in quanto tecnologia di ampia applicazione, si evolve anche più rapidamente delle sue rivali.
L'arrivo di 10GbE e il supporto dei player di riferimento del mercato, come Intel che ha sviluppato un mercato di massa per le 10GbE Network Interface Cards (NICs) e per Lan On Motherboards (LOMs), ha reso Ethernet una scelta molto diffusa per le reti server e storage.
Anche il costo medio per porta è diminuito, sino a meno di 250 euro per ogni connessione 10GbE.

Oggi cloud e reti di datacenter richiedono prestazioni elevate e velocità per gestire la domanda di contenuti multimediali, eseguire il backup di miliardi di immagini, supportare le applicazioni di data mining relativamente ai big data e far fronte a una crescente popolazione di utilizzatori mobili.

Perchè 40GbE?
Per soddisfare questa domanda, 10GbE è oggi universalmente accettata come la più veloce tra le tecnologie disponibili per server connessi con device ad alte prestazioni; dunque, si e ci chiede Benedetti, perchè avremmo bisogno di 40GbE?

La verità è che nessuno si lamenta di poter adottare la tecnologia Ethernet più veloce disponibile.

Lo dice la storia
Dal 1990 ad oggi la velocità di Ethernet ha continuato a crescere di un ordine di grandezza ogni 7 anni e non appena c'è più velocità a disposizione le applicazioni si adattano immediatamente alle nuove possibilità.
Nel 2002 10GbE era il nuovo campione di velocità e oggi 40GbE è nella medesima posizione.
Questo significa che 40GbE si è già affermata come la soluzione di nicchia per le implementazioni di high performance computing (HPC) nelle organizzazioni che si occupano su ricerca scientifica, ma si sta anche affermando come la soluzione ottimale per l'interconnessione degli switch nei data center dove sono implementate porte 10GbE.

Il networking strutturato
I progetti di cloud computing virtualizzato richiedono connessioni più veloci per ridurre spazi, livelli di network e numero di dispositivi implementati.
Questa tendenza verso un networking strutturato ha come risultato un elevatissimo fabbisogno di Gigabit e la necessità di aggregare al centro le connessioni 10GbE.
In questo contesto, per Benedetti, 40GbE è la soluzione ideale per l'interconnessione ad alta velocità tra switch.

Un paio di connessioni ridondanti 40GbE tra due switch modulari assicura 80Gbps di banda, lasciando nel contempo banda sufficiente per aggregare il traffico di rete tra tutte le connessioni 1/10GbE e 10 Gigabit LOMs.

Il fatto che 40GbE sia basato sulle specifiche 10GbE suggerisce una soluzione alternativa: riutilizzare le apparecchiature esistenti e implementare un Link Aggregation Group (LAG) tra quattro connessioni 10GbE invece di un link 40GbE. Bisogna però considerare che l'efficienza di un data center non si esaurisce nella banda disponibile, ma richiede anche di contenere il numero di connessioni e device, e la soluzione 4xLAG aggiunge carico senza raggiungere i livelli di velocità di una soluzione basata su una singola 40GbE.

Le oversubscription
Nemmeno l'utilizzo di uplinks da 10GbE nel layer di aggregazione rappresenta un'opzione percorribile. In presenza di un significativo volume di link 1GbE e di un numero crescente di link 10GbE, le oversubscription aumentano in modo intollerabile. Una sola connessione a 10GbE che aggrega 48 porte 10GbE risulta essere un assurdo collo di bottiglia, laddove due link ridondanti da 40GbE assicurano una più opportuna banda di 80 Gigabits.
Un certo livello di oversubscription sulle porte della rete è normale, posto che la banda per ciascuna connessione in uplink deve essere di dimensioni adeguate per sopportarlo. Una volta che le connessioni ad alte prestazioni 40GbE dei server risultano disponibili, occorrerà utilizzare la tecnologia di nuova generazione 100GbE per assicurare agli switch interconnessi una ampiezza di banda ridondante da 200Gbps e gestire anche i picchi di upstream.

40 GbE, una scelta naturale
In conclusione, per Benedetti, il successo riscosso da Ethernet è dovuto alla sua affidabilità, convenienza, semplicità e scalabilità. Oggi la maggior parte del traffico si realizza dall'inizio alla fine su Ethernet.

L'avvento delle tecnologie 40 GbE e 100 GbE ha sottolineato questo successo, disegnando una roadmap per gli anni a venire per le aziende, per i datacenter e per un crescente numero di applicazioni nelle reti dei carrier.

In breve, 40GbE, con il quadruplo della capacità di 10GbE, è oggi la scelta naturale per aggregare la connettività 10GbE dei server, in linea con le esigenze dettate dall'evoluzione del cloud, dai cluster ad alte prestazioni e dalle reti dei datacenter.

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