Resilient와 Adaptive Network Infrastructures 구축에 대한 이더넷 역할

이더넷은 1970년대 Xerox PARC에서 개발된 이래로 네트워킹하는 기반 기술로, IEEE 802.3 표준 제품군에 의해 정의된 지배적 LAN 기술로 진화해, 현대 디지털 요구를 지원하는 탄력적이고 적응형 네트워크 인프라를 만드는 데 중요한 역할을 수행했습니다. 이더넷의 유연성, 확장성 및 비용 효율적인 솔루션은 수요를 늘리고 실패를 회복하고 새로운 애플리케이션에 적응할 수 있는 견고한 네트워크를 구축하는 데 선호하는 선택을 만듭니다.

Ethernet의 진화 경로

이더넷은 인발 이후 지속적인 변환을 겪었습니다. 원래 10BASE5 (Thick Ethernet)는 동축 케이블 10 Mbps를 지원했습니다. 1990 년 10BASE-T 도입으로 구조화된 배선 시스템 및 간단한 문제 해결을 가능하게했습니다. 1995 년 빠른 이더넷 (100BASE-T)은 속도가 증가했습니다. Gigabit Ethernet (1000BASE-T)는 1999 년 엔터프라이즈 LAN의 백본이되었습니다.

오늘날, 이더넷은 10 Mbps에서 400 Gbps의 속도와 그 이상으로, IEEE 802.3bs-2017 표준 정의 200 Gbps 및 400 Gbps 이더넷, 및 800 Gbps 및 1.6 Tbps의 진행 중입니다. 이 리렌스리스 속도 진행은 이더넷이 AI / ML 교육, 고주파 거래 및 클라우드 컴퓨팅과 같은 데이터 기반 워크로드를 지원할 수 있습니다. 표준 바디는 다중 모드 및 단일 모드 광섬유 케이블에서 새로운 물리적 미디어 유형을 소개하는 데 계속되며, 다양한 전자식 케이블 환경에서 다양한 통신 환경을 구현할 수 있습니다.

주요 특징 탄력과 적응성 지원

이더넷의 디자인 철학은 항상 신뢰성을 가진 성과를 균형을 잡았습니다. 현대 이더넷은 네트워크 탄력과 트래픽 패턴을 바꾸기 위해 적응할 수있는 능력에 직접 기여하는 여러 메커니즘을 통합합니다.

확장성 및 Hierarchical 디자인

이더넷 네트워크는 수천 개의 장치가 있는 대규모 데이터 센터 직물에 이르기까지 규모를 넓습니다. 액세스, 배포 및 핵심 레이어 또는 현대 회전 leaf 아키텍처를 사용하여 계층 설계는 스위치를 추가하여 선형 스케일링을 허용합니다. 가상 LAN (VLANs, IEEE 802.1Q) 세그먼트 방송 도메인은 물리적 재봉 없이 성능과 보안을 향상시킵니다. Link Aggregation (LACP, IEEE 802.3ad)과 같은 프로토콜은 단일 논리적 링크로 여러 물리적 링크, 적색 대역폭을 결합합니다.

중복 및 높은 가용성

이더넷은 여러 번의 상판을 제공합니다. 스팬닝 트리 프로토콜 (STP, IEEE 802.1D) 및 그 후속자 Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP, 802.1w) 및 다중 스팬닝 트리 프로토콜 (MSTP, 802.1s)은 자동 장애를 제공하면서 루프를 방지합니다. 현대 데이터 센터의 경우, 링크 (TRILL) 및 짧은 경로 브리징 (SPB)의 투명 상호 연결은 더 효율적인 멀티 경로 전달을 제공합니다. 엔드 호스트 중복은 멀티 클랜싱을 통해 멀티 클랜션을 연결하도록 지원하는 멀티 클랜션을 지원합니다.

미디어 및 전력의 유연성

이더넷은 케이블 유형의 광범위를 지원합니다: 무선 인터넷 (OM3, OM4, OM5), 싱글모드 섬유 (OS2), 심지어 단일 쌍 이더넷 (SPE, 802.3cg), IoT 및 산업 응용 분야에 대한 멀티모드 섬유 (OM3, OM4, OM5), 싱글모드 섬유 (OS2), 심지어 단일 쌍 이더넷 (SPE, 802.3cg). 이더넷 (PoE, IEEE 802.3af / at / BT)에 전원을 공급하고 같은 케이블에 전력을 전달하며, VoIP 전화, 무선 액세스, 무선 액세스, 별도의 카메라 없이 장치가 실행됩니다.

소프트웨어 정의 네트워킹 (SDN) 및 자동화

이더넷은 SDN을 통해 전달 하드웨어와 제어 평면 사이의 요약 레이어를 제공합니다. OpenFlow, VXLAN 및 NETCONF/YANG은 동적 재구성 이더넷 스위치 테이블에 중앙 제어기를 허용하고 트래픽 스티어링 및 시행 정책을 구현합니다. 이 프로그래밍은 실시간 보안 위협 또는 성능 병목에 대응해야 하는 적응 네트워크에 필수적입니다.

현대의 응용과 혁신

오늘날의 Ethernet은 단순한 LAN 기술보다 훨씬 더 많습니다. 혁신은 광범위한 네트워크, 데이터 센터 직물 및 시간 감지 산업 환경에 도달 할 수 있습니다.

이더넷 가상 사설망(EVPN) 및 VXLAN

EVPN(RFC 7432)는 IP/MPLS 또는 VXLAN 오버레이 네트워크의 IP/MPLS 또는 VXLAN을 통해 MAC 주소, 호스트 경로 및 IP 접두사 정보를 배포하기 위해 BGP를 사용합니다. 이 기능은 가상 머신 이동성 및 재난 복구를 지원하는 지리적으로 분산된 사이트와 3개의 연결을 가능하게 합니다. VXLAN(RFC 7348)과 함께, EVPN은 확장 가능한, 탄력적인 패브릭을 제공하여 다중 계층 데이터 센터와 재난 복구를 지원합니다. [VXLAN]의 표준은 다음과 같습니다. [VXLAN]:[V]:[V]:[V]:[V]:[V]

Data Center의 이더넷

데이터 센터는 현대 컴퓨팅의 핵심이며, 이더넷은 모든 것을 연결하는 접착제입니다. 고속 이더넷 링크 (25 GbE, 100 GbE, 400 GbE)는 서버가 top-of-rack 스위치에 연결하여 척추-leaf topology에 연결됩니다. 이 디자인은 예측 가능한 대기 시간, 쉬운 확장성 및 중복을 제공합니다. 한 잎 스위치가 실패하면 다른 잎을 통해 트래픽 재 루트가 나타납니다. Converged (Ronet-Ronet-Ronet-Ronet-Ronet-Ronet-Ronet-Ronet-Ronet-Ronet-Ronet-Ronet-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-Clat-

광역 네트워크의 이더넷 (WANs)

Carrier Ethernet은 Metro Ethernet Forum(]MEF)에서 정의된 Ethernet의 혜택이 서비스 제공업체 네트워크에 걸쳐 확장됩니다. 이더넷은 MPLS(EoMPLS)와 Ethernet VPN을 통해 기업들이 로컬 네트워크로 연결 지점을 상호 연결할 수 있도록 합니다. 이러한 WAN은 대역폭, 대기시간, 그리고 기존의 TDM을 위한 엄격한 서비스 수준 계약을 지원 합니다.

시간 밀도 네트워킹 (TSN)

산업 자동화, 자동차 및 전문 오디오 / 비디오의 경우, 이더넷은 이제 세련성을 지원합니다. IEEE 802.1 TSN 작업 그룹은 시간 동기화 (802.1AS-Rev), 예정된 트래픽 (802.1Qbv) 및 프레임 선행 (802.1Qbu)에 대한 표준을 개발했습니다. 이 메커니즘은 IIoT 설정에서 독점적 인 필드버스를 교체 할 수 있도록 지연 및 지터를 보장합니다.

도전과 미래 방향

이더넷은 지속적인 혁신을 필요로 하는 도전에 직면해 있습니다.

보안 규모

이더넷은 WAN 및 IoT로 확장되어 보안 문제는 성장합니다. MACsec (IEEE 802.1AE)는 레이어 2에서 hop-by-hop 암호화를 제공하며 스위치 간 트래픽을 보호합니다. 802.1X 포트 기반 액세스 제어는 네트워크에 연결되는 장치가 차단됩니다. 그러나 BGP hijacks 또는 EVPN 루트 누출에 대한 제어 비행기를 확보하는 것은 개발의 활성 영역입니다. 미래 사양은 관리 트래픽에 대한 강력한 정통성과 암호화를 통합 할 수 있습니다.

실시간 응용을 위한 지연 및 지터

TSN은 현지 네트워크의 세심한 대기 시간을 가지는 반면, 더 긴 WAN 링크는 전파 지연을 소개합니다. 원격 수술, 자율 차량 조정과 같은 응용 프로그램을 이머징하고 클라우드 기반 실시간 제어는 하위 밀리 초 응답 시간을 필요로합니다. IEEE 802.1Qcr (Asynchronous Traffic Shaping)에서 작업하고 5G 네트워크와 TSN의 통합은 더 지터를 줄이기위한 것입니다.

힘과 냉각 효율성

고속 이더네트 포트는 뜻깊은 힘을 소모합니다. IEEE 802.3 에너지 효율성 이더네트 (EEE, 802.3az) 기준은 낮은 연결 이용 도중 힘을 감소시킵니다. 실리콘 광 기술을 사용하는 더 새로운 25 GbE와 50 GbE 디자인은 더 나은 힘 비트 비율을 약속합니다. 이더네트로 800 GbE와 1.6 TbE를 향해 움직이는 것은, 동력 효율은 hyperscale 자료 센터 통신수를 위한 중요한 디자인 constraint일 것입니다.

IoT 및 5G 지원

단일 쌍 이더넷 (SPE, IEEE 802.3cg)은 센서 및 액추에이터에 낮은 비용, 긴 위치 연결을 위해 설계되었습니다. 그것은 단일 꼬이는 쌍, 스마트 빌딩, 공장 바닥 및 차량 네트워크에 이상적입니다. 5G 코어 네트워크는 또한 내부 직물 및 fronthaul / backhaul 연결을 위해 이더넷에 크게 의존합니다. 미래 표준은 서비스 수준 계약을 보장하기 위해 5G 네트워크 슬라이딩과 함께 이더넷 타이밍을 정렬 할 것입니다.