Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 30

Power-LANs: 40/100 Gigabit Ethernet nach IEEE 802.3ba

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Schlüsseltechnologie Virtualisierung

Es besteht zurzeit oberhalb der Ebene des Basis-Betriebssystems der Trend zur Virtualisierung, was schlicht heißt, dass man auf einem Multiprozessorsystem mehrere virtuelle Rechner definiert und betreibt, die für den jeweiligen Anwendungszweck optimiert werden können.

Angesichts der hohen rohen Leistung auf der Multikernebene spielt es dann keine Rolle mehr, ob die Virtualisierung und die Benutzung der virtuellen Maschinen wirklich optimiert sind. Das Ziel der Optimierung kann den Zielen Betriebsvereinfachung und Betriebssicherheit untergeordnet werden.

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Und diese Rechner brauchen natürlich leistungsfähige I/Os, eigentlich weniger in Richtung der Benutzer, als vielmehr in Richtung der normalerweise aus guten Gründen unabhängigen Speichersysteme und Speichernetze.

Letztlich geht es vor allem um ein auch über 10 GbE hinaus skalierbares Ethernet statt der unseligen Aggregierung, die nur Kabel und Ressourcen verschwendet, aber für viele Anwender dennoch lange Zeit die einzige Lösung war.

Skalierbares Ethernet bedeutet

  • Konzeptionelle Lebensdauer mehr als 10 Jahre
  • Konzept erweiterbar bis Terabit Ethernet
  • Geschwindigkeitsunabhängige MAC
  • Multi-Lane, Multi-Rate n-GXS und n-AUI
  • Multi-Lane, Multi-Rate RS und n-MII
  • Autonegotiation der Lane-Konfiguration

Zunächst einmal denkt man bei 10 GbE an Server-Anbindung. Dies wird sicherlich ein wesentlicher Punkt sein, aber noch nicht immer sofort. Viel eher wird der Bedarf im Rahmen eines RZ-Netzes entstehen, und zwar auf den Inter-Switch-Verbindungen.

Die Motivationslage ist klar: wer am Server 10 GbE sagt, muss im Core auch mindestens 40 GbE sagen. Außerdem gibt es eine Reihe von Anwendungen, die jetzt schon 40 GbE benötigen. Hierzu zählen bspw. besonders leistungsfähige SAN-Verbindungen.

Die Ziele des neuen Standards für 40 und 100 Gigabit Ethernet sind:

  • Nur Full-Duplex
  • Bewahrung des 802.3 Ethernet Frame Formats zur weiteren Nutzung der 802.3 MAC unter Beibehaltung minimaler und maximaler Paketgrößen
  • BER besser als 10-12 an der MAC/PLS Schnittstelle
  • geeignete Unterstützung Optischer Transportnetze (OTN)
  • MAC-Datenrate 40 Gbps mit PHY-Spezifikationen für wenigstens 100m über OM3 MMF; wenigstens 10m über Kupferkabel; wenigstens 1m Backplane
  • MAC-Datenrate 100 Gbps mit PHY-Spezifikationen für wenigstens 10m über Kupferkabel; wenigstens 100m über OM3 MMF; wenigstens 10 km über SMF; wenigstens 40 km über („provider class“) SMF

Nach Genehmigung des PARs der High Speed Study Group wurde aus ihr das Gremium IEEE 802.3ba. Zieldatum für die Fertigstellung des Standards ist der Mai 2010. Wesentliche Teile werden aber in 2009 schon vorliegen, weil der Bedarf vor allem bei Providern wirklich erdrückend ist und es keine echten technischen Probleme gibt, wie bereits durchgeführte Machbarkeitsstudien gezeigt haben.

Die Unterteilung der Funktionsebenen ist identisch zu den Standards zu 10 GbE. Das weiter oben erwähnte Konzept des skalierbaren Ethernets wurde konsequent umgesetzt.

weiter mit: 40 & 100 GbE MAC & PHY Überblick

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