اترنت یک تکنولوژی بنیادی در شبکه ها از زمان توسعه آن در Xerox PARC در دهه 1970 است. تکامل آن به فن آوری LAN غالب، تعریف شده توسط خانواده استاندارد IEEE 802.3، نقش مهمی در ایجاد زیرساخت های شبکه های انعطاف پذیر و سازگار که از انعطاف پذیری اترنت، مقیاس پذیری، مقیاس پذیری و هزینه بهره وری آن را به یک انتخاب ترجیحی برای سازمان های با هدف ساخت شبکه های قوی، و بهبود تقاضا از شکست های جدید، و انطباق با استفاده از قابلیت های جدید.

مسیر تکاملی اترنت

اترنت از زمان آغاز به کار خود، 10BASE5 (Thick Ethernet) از 10 Mbps در کابل کواکسیال پشتیبانی کرده است. معرفی 10BASE-T در سال 1990، کابل کشی پیچ خورده را ایجاد کرد، سیستم های کابل کشی ساختار یافته و عیب یابی ساده تر. Fast Ethernet (100B-T) در سال 1995 سرعت 10 برابر Gigabit Ethernet (1000BASE-T) در ستون فقرات شرکت تبدیل شد.

امروزه، اترنت سرعت از 10Mbps به 400 گیگابیت در ثانیه و فراتر از آن را با IEEE 80bs-2017 استاندارد تعریف 200 گیگابیت در گیگابیت گیگابیت در گیگابیت و 400 گیگابیت اترنت گیگابیت در ثانیه، و کار در حال انجام در 800 گیگابیت در ثانیه و 1.6 Tbps، این پیشرفت بی وقفه اجازه می دهد تا اترنت برای پشتیبانی از حجم داده های فشرده مانند AI / آموزش آی وی بی آی، تجارت با فرکانس بالا و محاسبات ابر، همچنان به معرفی انواع مختلف فیبر متصل می شود.

ویژگی های کلیدی پشتیبانی از انعطاف پذیری و سازگاری

فلسفه طراحی اترنت همیشه عملکرد متعادل با قابلیت اطمینان دارد. اترنت مدرن شامل چندین مکانیسم است که به طور مستقیم به انعطاف پذیری شبکه و توانایی سازگاری با الگوهای ترافیکی در حال تغییر کمک می کند.

مقیاس پذیری و طراحی Hierarchical

مقیاس شبکه های اترنت از تنظیمات کوچک اداری به پارچه های گسترده مرکز داده با هزاران دستگاه. Hierarchical طرح با استفاده از دسترسی، توزیع و لایه های اصلی، و یا معماری مدرن ستون فقرات، اجازه می دهد مقیاس خطی با اضافه کردن سوئیچ ها، LAN های مجازی (VLAN، IEEE 802.1Q) پخش دامنه ها، بهبود عملکرد و امنیت بدون پروتکل فیزیکی مانند لینک دهی، اتصال چند منطقی و ساده (Gar.

Redundancy و High Availability

اترنت چندین توپولوژی اضافی را ارائه می دهد. پروتکل درخت اسپانیایی (STP، IEEE 802.1D) و جانشینان آن پروتکل سریع رنگ آمیزی سریع (RSTP، 802.1w) و پروتکل چندگانه درخت اسپانیایی (MSTP، 802.1) جلوگیری از حلقه در حالی که ارائه خرابی خودکار برای مراکز داده مدرن، سوئیچ های شفاف بسیاری از لینک ها (TRILL) و پیکربندی کوتاه (Chost) را پشتیبانی می کند.

انعطاف پذیری در رسانه ها و قدرت

اترنت از طیف گسترده ای از انواع کابل پشتیبانی می کند: مس پیچ خورده (Cat5e، Cat6a، Cat6a، Cat8)، فیبر چند حالت (OM3، OM4، OM5)، فیبر تک حالت (OS2) و حتی اترنت تک (SPE، 802.3cg) برای IoT و برنامه های صنعتی.

شبکه های نرم افزاری-Defined Networking (SDN) و اتوماسیون

اترنت با ارائه یک لایه انتزاعی بین سخت افزار حمل و نقل و کنترل هواپیما، OpenFlow، VXLAN و NETCONF / YANG اجازه می دهد تا کنترل کنندگان متمرکز به طور پویا تنظیم مجدد جداول سوئیچ اترنت، اجرای فرمان ترافیک، و اجرای سیاست ها ضروری است برای یک شبکه های سازگار است که باید به تهدیدات امنیتی یا عملکرد تنگنا در زمان واقعی پاسخ دهند.

برنامه های مدرن و نوآوری

اترنت امروز بسیار بیشتر از یک تکنولوژی LAN ساده است. نوآوری ها دسترسی خود را به شبکه های گسترده، پارچه های مرکز داده و محیط های صنعتی حساس به زمان گسترش داده اند.

شبکه های خصوصی مجازی اترنت (EVPN) و VXLAN

EVPN (RFC 7432) از BGP برای توزیع آدرس های MAC، مسیرهای میزبان و اطلاعات پیشوند IP در سراسر یک شبکه IP /MPLS یا VXLAN Overlay استفاده می کند، این لایه یکپارچه 2 و لایه 3 را در ارتباط با جغرافیایی پراکنده سایت ها، پشتیبانی از تحرک ماشین مجازی و بازیابی فاجعه (RFC 7348)، تونل هایی که لایه 2 را در بیش از 3، E-F استاندارد فراهم می کند، و مقیاس پذیر است:

Ethernet در مراکز داده

مراکز داده هسته محاسبات مدرن هستند و Ethernet چسبی است که همه چیز را به هم متصل می کند. پیوندهای اترنت با سرعت بالا (25 GbE، 100 GbE، 400 GbE) سرورهای را به سوئیچ های بالای دیسک متصل می کند، که سپس در یک توپولوژی فیبر ستون فقرات متصل می شوند. این طراحی تأخیر قابل پیش بینی، مقیاس پذیری آسان و قرمز را ارائه می دهد: اگر یک سوئیچ ذخیره سازی پایین (CE-C) را قادر به ذخیره سازی پایین تر کند.

اترنت در شبکه های گسترده منطقه (WANs)

اترنت تعریف شده توسط انجمن اترنت مترو ( MEF ) مزایای اترنت را در سراسر شبکه های ارائه دهنده خدمات گسترش می دهد. Ethernet بیش از MPLS (EoMPLS) و VPN های اترنت اجازه می دهند تا شرکت ها به دفاتر متصل با همان سادگی به عنوان یک شبکه محلی، این مدارهای پشتیبانی دقیق و دسترسی به تأخیر، و تأخیر در دسترس بودن، و محدودیت های دسترسی به تأخیر در دسترس بودن، و محدودیت های اتصال به اینترنت، و محدودیت های اتصال به اینترنت، و محدودیت های اتصال به تأخیر، و محدودیت های اتصال به تأخیر، و محدودیت های اتصال به تأخیر در دسترس سازی.

شبکه های زمان-استرس (TSN)

برای اتوماسیون صنعتی، خودرو و حرفه ای صدا / ویدئو، اترنت در حال حاضر از زمان تعیین کننده پشتیبانی می کند. گروه کاری IEEE 802.1 TSN استانداردهایی برای هماهنگ سازی زمان (802.1AS-Rev)، ترافیک برنامه ریزی شده (802.1Qbv)، و prepu خالی کردن فریم (802.1Qbu) را تضمین می کند.

چالش ها و مسیرهای آینده

علی رغم نقاط قوت آن، اترنت با چالش هایی مواجه است که نیازمند نوآوری مداوم هستند.

امنیت در مقیاس

از آنجایی که اترنت به WANs و IoT گسترش می یابد، نگرانی های امنیتی رشد می کند. MACsec (IEEE 802.1AE) رمزگذاری سریع با هاپ را در لایه 2 فراهم می کند، محافظت از ترافیک بین سوئیچ ها. 802.1X کنترل دسترسی مبتنی بر پورت مانع از دستگاه های غیر مجاز از اتصال به شبکه می شود.اما امنیت هواپیما کنترل در برابر BGP hijacks یا نشت مسیر EVPN یک منطقه فعال است که احتمالاً رمزگذاری ترافیک را تقویت می کند.

Latency و Jitter برای برنامه های real-Time

در حالی که TSN به تاخیر تعیین کننده برای شبکه های محلی می پردازد، لینک های WAN طولانی مدت تأخیر در انتشار برنامه های نوظهور مانند جراحی از راه دور، هماهنگی خودرو مستقل و کنترل زمان واقعی مبتنی بر ابر نیاز به زمان پاسخ زیر میلی ثانیه دارند.

قدرت و کارایی خنک کننده

پورت های اترنت با سرعت بالا قدرت قابل توجهی را مصرف می کنند. IEEE 802.3 Energy-Efficient Ethernet (EEE، 802.3az) استاندارد قدرت را در طول استفاده از لینک های کم کاهش می دهد. Newer 25 GbE و 50 GbE با استفاده از فوتون های سیلیکون وعده نسبت های بهتر برق در مقیاس بالا، زیرا اترنت به سمت 800 GbE و 1.6 حرکت می کند، بهره وری برق یک مرکز طراحی کلیدی برای اپراتورهای hyper داده محدود خواهد بود.

پشتیبانی از IoT و 5G

تک Pair Ethernet (SPE، IEEE 802.3cg) برای اتصالات کم هزینه و طولانی مدت برای سنسورها و محرک ها طراحی شده است.این داده ها و قدرت را بر روی یک جفت پیچ خورده منفرد، ایده آل برای ساختمان های هوشمند، طبقه کارخانه و شبکه های هسته 5G نیز به شدت به اترنت برای پارچه داخلی و اتصالات جلو / جلو / جلو متصل می شود.

نتیجه گیری

اترنت همچنان سنگ بنای زیرساخت های شبکه انعطاف پذیر و تطبیقی است که نیمه قرن تکامل آن - از 10 Mbps کابل کواکسیال به 400 گیگابیت فیبر نوری گیگابیت در ثانیه، از LAN های ساده تا پارچه های جهانی مبتنی بر EVPN - نه تنها می تواند سازگاری های حمل و نقل را در بر گیرد.