¿Por qué elegir 10 Gigabit Ethernet?

Desde que la tecnología Ethernet comenzó a ser utilizada por la gente en la década de 1970, Gigabit Ethernet (GbE) ha dominado durante mucho tiempo las aplicaciones de red de área local (LAN). Pero cuando se conectan servidores a redes de área de almacenamiento (SAN) y almacenamiento conectado a la red (NAS) o para conexiones de servidor a servidor, GbE parece no ser suficiente. En tal caso, Ethernet ha desarrollado el último estándar tecnológico como una iteración más nueva y de mayor rendimiento: 10GbE.

 

El grupo de trabajo 802.3 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) ha publicado varios estándares relacionados con 10GbE, incluido 802.3ae-2002 (fibra -SR, -LR, -ER), 802.3ak-2004 (cable tipo InfiniBand de doble eje de cobre CX4). ), etc. Entre estas interfaces estándar, 10GBASE-SR es el tipo más utilizado, como Cisco SFP-10G-SR y Cisco SFP-10G-SR-S. Con la conectividad de 10 Gigabit cada vez más disponible, la tecnología de 10 GbE se ha convertido en la opción de conexión para que muchas empresas hagan crecer sus redes y admitan nuevas aplicaciones y tipos de tráfico. Detrás de los 10GbE hay tres ventajas principales que explican por qué los usuarios lo eligen hoy en día.

 

Simplificación de la red del centro de datos

Si bien Fibre Channel e InfiniBand son tecnologías especializadas que pueden conectar servidores y almacenamiento, no pueden extenderse más allá del centro de datos. Sin embargo, una única red de 10 GbE y un único conmutador pueden admitir la LAN, las comunicaciones de servidor a servidor y pueden conectarse a la red de área amplia. La tecnología de redes Ethernet e IP es familiar para los diseñadores de redes, por lo que reemplazar varias redes con una única red de 10 GbE evita una capacitación compleja del personal. Y al consolidar múltiples puertos gigabit en una única conexión de 10 gigabit, 10 GbE simplifica la infraestructura de red al tiempo que proporciona mayor ancho de banda.

 

Priorización y control del tráfico

Una ventaja importante de 10GbE es que las redes separadas para SAN, comunicación de servidor a servidor y LAN se pueden reemplazar por una única red de 10GbE. Si bien los enlaces de 10 Gb pueden tener suficiente ancho de banda para transportar los tres tipos de datos, las ráfagas de tráfico pueden saturar un conmutador o punto final.

 

El rendimiento de SAN es extremadamente sensible a los retrasos. La ralentización del acceso al almacenamiento tiene un impacto en el rendimiento del servidor y de las aplicaciones. El tráfico de servidor a servidor también sufre retrasos, mientras que el tráfico LAN es menos sensible. Debe haber un mecanismo para asignar prioridad al tráfico crítico mientras los datos de menor prioridad esperan hasta que el enlace esté disponible.

 

Los protocolos Ethernet existentes no proporcionan los controles necesarios. Un nodo receptor puede enviar un comando PAUSE 802.3x para detener el flujo de paquetes, pero PAUSE detiene todos los paquetes. 802.1p se desarrolló en la década de 1990 para proporcionar un método para clasificar paquetes en uno de ocho niveles de prioridad. Sin embargo, no incluía un mecanismo para pausar niveles individuales. El IEEE ahora está desarrollando el control de flujo basado en prioridades (PFC) 802.1Qbb para proporcionar una manera de detener el flujo de paquetes de baja prioridad y al mismo tiempo permitir el flujo de datos de alta prioridad.

 

También se requiere un mecanismo de asignación de ancho de banda. La selección de transmisión mejorada (ETS) 802.1Qaz proporciona una forma de agrupar una o más prioridades 802.1p en un grupo de prioridades. Todos los niveles de prioridad dentro de un grupo deben requerir el mismo nivel de servicio. Luego, a cada grupo de prioridad se le asigna un porcentaje de asignación del enlace. Un grupo de prioridad especial nunca está limitado y puede anular todas las demás asignaciones y consumir todo el ancho de banda del enlace. Durante los períodos en los que los grupos de alta prioridad no utilizan el ancho de banda asignado, los grupos de menor prioridad pueden utilizar el ancho de banda disponible.

 

Control de congestión

802.1Qbb y 802.1Qaz por sí solos no resuelven el problema de pérdida de paquetes. Pueden pausar el tráfico de baja prioridad en un enlace, pero no evitan la congestión cuando un conmutador o un nodo final se ve abrumado por paquetes de alta prioridad de dos o más enlaces. Debe haber una manera para que los nodos receptores notifiquen a los nodos emisores que reduzcan su velocidad de transmisión.

 

IEEE 802.1Qau proporciona dicho mecanismo. Cuando un nodo receptor detecta que se está acercando al punto en el que comenzará a descartar paquetes entrantes, envía un mensaje a todos los nodos que actualmente le envían. Los nodos emisores reducen su velocidad de transmisión. Luego, cuando se elimina la congestión, el nodo envía un mensaje informando a los remitentes que reanuden su tarifa completa.

 

10GbE en Centros de Datos

Para muchas instituciones, especialmente aquellas que utilizan operaciones automatizadas, el tiempo de actividad y de respuesta es fundamental. Los retrasos superiores a un segundo pueden resultar extremadamente costosos. Ahora que los servidores pueden transmitir ancho de banda y tiempo de inactividad de la red, los centros de datos actuales de algunas empresas necesitan un ancho de banda ampliado. 10GbE es una tecnología ideal para mover grandes cantidades de datos rápidamente. El ancho de banda que proporciona junto con la consolidación de servidores es muy ventajoso para el almacenamiento en caché web, la respuesta de aplicaciones en tiempo real, el procesamiento paralelo y el almacenamiento.