イーサネットは、1970年代にXerox PARCで開発以来、ネットワークにおける基礎技術でした。IEEE 802.3規格ファミリーが定義した、優勢なLAN技術に進化し、現代のデジタルニーズをサポートする、レジリエントで適応可能なネットワークインフラを作成する上で重要な役割を果たしています。イーサネットの柔軟性、スケーラビリティ、費用効果が大きいことは、需要をスケールアップし、障害から回復し、新しいアプリケーションに適応できる堅牢なネットワークを構築することを目指した組織にとって好まれた選択肢となっています。

イーサネットの進化パス

イーサネットは、その認識以来、継続的な変化を遂げています。元の10BASE5(Thick Ethernet)は、同軸ケーブルで10Mbpsをサポートしました。1990年に10BASE-Tの導入により、ねじれ付きペアケーブルが搭載され、構造のケーブルシステムとより簡単なトラブルシューティングが実現しました。1995年に高速イーサネット(100BASE-T)が、1995年に高速10倍のスピードが増加しました。1999年にギガビットイーサネット(1000BASE-T)が、企業LANのバックボーンになりました。

今日、イーサネットは10 Mbpsから400 Gbps以上の速度を、IEEE 802.3bs-2017標準で200 Gbpsと400 Gbps Ethernetを定義し、800 Gbpsと1.6 Tbpsのアンダーウェイで動作します。 この再エントレス速度の進行により、イーサネットはAI/MLのトレーニング、高周波取引、およびクラウドコンピューティングなどのデータ集中的なワークロードをサポートできます。 また、標準ボディは、マルチモードとシングルモードのカテゴリから、さまざまな種類の銅線をデプロイする新しい物理メディアタイプを導入し続けています。

主な特長 支持の弾性と適応性

イーサネットの設計哲学は、常に信頼性で性能のバランスをとっています。 現代のイーサネットは、ネットワークのレジリエンスに直接貢献し、トラフィックパターンを変更する機能に適応する複数のメカニズムを組み込んでいます。

拡張性と階層設計

小規模なオフィスのセットアップから、数千ものデバイスでデータセンターの大規模なファブリックまでネットワークを拡大します。アクセス、分布、コアレイヤー、またはモダンな背葉アーキテクチャを使用して階層設計を階層化し、スイッチを追加することで線形スケーリングを可能にします。仮想LAN(VLAN、IEEE 802.1Q)セグメントの放送ドメイン、パフォーマンスとセキュリティの向上、物理的な再配線なしで。リンクアグレゲーション(LACP、IEEE 802.3ad)などのプロトコルは、複数の物理的なリンクを単一のリンクに結合し、冗長性を高め、単一のリンクを増加させます。

冗長性と高可用性

Ethernet は、複数の冗長トポロジーを提供しています。 ツリープロトコル(STP、IEEE 802.1D)と、その成功者 急速なスパーニングツリープロトコル(RSTP、802.1w)と複数のスパーニングツリープロトコル(MSTP、802.1s)は、自動フェイルオーバーを提供しながらループを防止します。 現代のデータセンターでは、リンク(TRILL)とショートカットブリッジ(SPB)の相互接続がより効率的なマルチパス転送を提供します。 エンドホストは、マルチパラディシグレーション(A-C-G-G-G-G-G-G-G-G-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S

メディアとパワーの柔軟性

Ethernet は、ねじれ付きペア銅(Cat5e、Cat6a、Cat8)、マルチモードファイバ(OM3、OM4、OM5)、単モードファイバ(OS2)、さらには、IoT および産業用アプリケーション向けのシングルペアイーサネット(SPE、802.3cg)の幅広いケーブルタイプに対応しています。イーサネット(PoE、IEEE 802.3af/at/bt)上の電源は、同じケーブル上のデータと電力を提供し、VoIP などのデバイスを有効にし、無線LANのポイントを別のカメラを実行し、別の電源を経由して、別のカメラを実行します。

ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)と自動化

Ethernet は、転送ハードウェアと制御面の抽象的なレイヤーを提供することで SDN を容易にします。OpenFlow、VXLAN、NETCONF/YANG は、集中制御コントローラーを 動的に 設定 イーサネット スイッチ テーブルを 制御し、トラフィック ステアリングを 実行し、ポリシーを強制することを可能にします。このプログラム機能は、セキュリティ 脅威やパフォーマンス ボトルネックにリアルタイムで対応しなければならない、適応性ネットワークにとって不可欠です。

現代アプリケーションとイノベーション

現代のイーサネットは、単なるLAN技術ではありません。イノベーションは、広域ネットワーク、データセンターファブリック、および時間感度のある産業環境への到達範囲を拡大しています。

Ethernet 仮想プライベートネットワーク (EVPN) と VXLAN

EVPN(RFC 7432)は、IP/MPLSまたはVXLANオーバーレイネットワーク全体でMACアドレス、ホストルート、IPプレフィックス情報を配布するためにBGPを使用しています。これにより、地理的に分散したサイト間のシームレスなレイヤー2とレイヤー3の接続が可能で、仮想マシンのモビリティと災害復旧をサポートします。VXLAN(RFC 7348)と組み合わせ、このトンネルはレイヤー3に2を合わせ、EVPNはマルチテナントデータセンターとネットワークとETL1を超えるマルチサービス用のスケーラブルで、再シーラントファブリックを提供します。[F]および[F]は、および[F]の形式]の形式を上に配置します。

データセンター内のイーサネット

データセンターは、現代のコンピューティングのコアであり、イーサネットはすべての接続する接着剤です。 高速イーサネットリンク(25 GbE、100 GbE、400 GbE)は、サーバーをトップクラスのスイッチに接続し、その後、スピンリーリーフトポロジーで相互接続します。 この設計は、予測可能なレイテンシ、簡単なスケーラビリティ、冗長性を提供します。 1つのリーフスイッチがリーフスイッチが失敗した場合、他の葉を介してトラフィック再ルート。 連結イーサネット(CE-Roput)を超えるRDMAは、低域通信を可能にします。

広域ネットワーク(WAN)のイーサネット

[] メトロ・イーサネット・フォーラム()で定義されたCarrier Ethernet]は、サービス・プロバイダー・ネットワーク全体でイーサネットのメリットを拡張します。 MPLS(EoMPLS)とEthernet VPN上のイーサネットは、企業がローカル・ネットワークと同じシンプルさでブランチ・オフィスを相互接続することができます。 これらのWANは、帯域幅、遅延、および従来のTDMの代替可能なネットワークへの接続のための厳格なサービスレベルの契約をサポートします。

タイム・センシティブ・ネットワーク(TSN)

産業用オートメーション、自動車、およびプロフェッショナルなオーディオ/ビデオでは、Ethernetは決定的なタイミングをサポートしています。IEEE 802.1 TSNタスクグループは、時間同期(802.1AS-Rev)、スケジュールされたトラフィック(802.1Qbv)、およびフレームの優先順位(802.1Qbu)の基準を開発しています。これらのメカニズムは、IIoT設定で独自のフィールドバスを交換することを可能にする、遅延とジッタをバインドしたことを保証しています。

チャレンジと未来の方向性

一方、イーサネットは、継続的なイノベーションを必要とする課題に直面しています。

スケールでのセキュリティ

Ethernet は、WAN と IoT に拡大するにつれて、セキュリティ上の懸念が高まります。MACsec (IEEE 802.1AE) は、スイッチ間のトラフィックを保護する、レイヤー 2 でホップによる暗号化を提供します。802.1X ポートベースのアクセス制御は、ネットワークに接続する不正なデバイスを阻止します。ただし、BGP ハイジャックや EVPN ルートリークに対する制御面の確保は、開発の有効領域です。将来の仕様は、管理トラフィックの信頼性と暗号化が向上します。

リアルタイムアプリケーション用レイテンシとジッタ

TSNはローカルネットワークの決定的なレイテンシーをアドレスする一方で、WANリンクは伝搬遅延を引き起こします。リモート手術、自動運転車両の調整、クラウドベースのリアルタイム制御などの新興アプリケーションは、サブミリ秒応答時間を必要とします。IEEE 802.1Qcr(非同期トラフィックシェーピング)で動作し、5GネットワークでTSNの統合により、ジッタをさらに減らすことを目指しています。

電力および冷却の効率

高速イーサネットポートは、重要な電力を消費します。IEEE 802.3エネルギー効率性のあるイーサネット(EEE、802.3az)標準は、リンクの低い使用中に電力を削減します。シリコンフォトニクスを使用して、25 GbEと50 GbE設計が、より優れた電力ごとのビット比を約束します。イーサネットは800 GbEと1.6 TbEに移行すると、電力効率は、高機能データセンター事業者の重要な設計制約になります。

IoT・5G対応

シングルペアイーサネット(SPE、IEEE 802.3cg)は、低コストで長距離の接続をセンサーやアクチュエータに設計されています。スマートビル、工場フロア、車両ネットワークに理想的な、単一のねじれのペアにデータと電力を供給します。 5Gコアネットワークは、内部ファブリックとフロントホール/バックホール接続用のイーサネットにも大きく依存しています。 将来の基準は、サービスレベルの合意を保証するために5Gネットワークスライシングでイーサネットタイミングを合わせます。

コンテンツ

イーサネットは、レジリエントで適応可能なネットワークインフラの礎を築いています。10 Mbpsの同軸ケーブルから400 Gbpsの光ファイバーまで、シンプルなLANからEVPNベースのグローバルファブリックまで、比類のない適応性を発揮します。このテクノロジーは、冗長性、自動化、および決定主義の継続的な統合により、何年もの間欠かせません。イーサネットの強みを設計する組織は、ネットワークの拡張性や拡張性を保ち、ネットワークの拡張性をさらに高めるだけでなく、ネットワークの拡張性も向上に繋げるだけでなく、ネットワークの拡張性も備えています。