Pourquoi choisir l'Ethernet 10 Gigabit ?

Depuis que la technologie Ethernet a été largement utilisée dans les années 1970, le Gigabit Ethernet (GbE) a longtemps dominé les applications de réseau local (LAN). Mais lorsqu'il s'agit de connecter des serveurs aux réseaux de stockage (SAN) et au stockage en réseau (NAS) ou pour les connexions de serveur à serveur, le GbE ne semble pas suffisant. Dans un tel cas, Ethernet a développé la norme technologique la plus récente en tant qu'itération plus récente et plus performante : 10GbE.

 

Le groupe de travail 802.3 de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) a publié plusieurs normes concernant le 10GbE, notamment 802.3ae-2002 (fibre -SR, -LR, -ER), 802.3ak-2004 (câble de type InfiniBand twin-ax en cuivre CX4 ), etc. Parmi ces interfaces standards, 10GBASE-SR est le type le plus utilisé, comme Cisco SFP-10G-SR et Cisco SFP-10G-SR-S. Alors que la connectivité 10 Gigabit devient largement disponible, la technologie 10 GbE est devenue le choix de connexion permettant à de nombreuses entreprises de développer leurs réseaux et de prendre en charge de nouvelles applications et types de trafic. Derrière le 10GbE, il y a trois avantages principaux qui expliquent pourquoi les utilisateurs le choisissent aujourd'hui.

 

Simplification du réseau du centre de données

Bien que Fibre Channel et InfiniBand soient des technologies spécialisées capables de connecter les serveurs et le stockage, elles ne peuvent pas s'étendre au-delà du centre de données. Cependant, un seul réseau 10GbE et un seul commutateur peuvent prendre en charge les communications LAN, de serveur à serveur, et peuvent se connecter au réseau étendu. Les technologies de réseau Ethernet et IP sont familières aux concepteurs de réseaux, donc le remplacement de plusieurs réseaux par un seul réseau 10GbE évite une formation complexe du personnel. Et en consolidant plusieurs ports Gigabit en une seule connexion 10 Gigabit, le 10GbE simplifie l'infrastructure réseau tout en offrant une plus grande bande passante.

 

Priorisation et contrôle du trafic

L'un des principaux avantages du 10GbE est que les réseaux séparés pour les SAN, les communications de serveur à serveur et le LAN peuvent être remplacés par un seul réseau 10GbE. Même si les liaisons 10 Go peuvent disposer d'une bande passante suffisante pour transporter les trois types de données, des rafales de trafic peuvent submerger un commutateur ou un point de terminaison.

 

Les performances du SAN sont extrêmement sensibles aux retards. Le ralentissement de l'accès au stockage a un impact sur les performances des serveurs et des applications. Le trafic de serveur à serveur souffre également de retards, tandis que le trafic LAN est moins sensible. Il doit y avoir un mécanisme pour attribuer la priorité au trafic critique pendant que les données de moindre priorité attendent que la liaison soit disponible.

 

Les protocoles Ethernet existants ne fournissent pas les contrôles nécessaires. Un nœud de réception peut envoyer une commande 802.3x PAUSE pour arrêter le flux de paquets, mais PAUSE arrête tous les paquets. Le 802.1p a été développé dans les années 1990 pour fournir une méthode permettant de classer les paquets selon l'un des huit niveaux de priorité. Cependant, il n’incluait pas de mécanisme permettant de suspendre les niveaux individuels. L'IEEE développe actuellement un contrôle de flux basé sur la priorité (PFC) 802.1Qbb pour fournir un moyen d'arrêter le flux de paquets de faible priorité tout en permettant le flux de données de haute priorité.

 

Un mécanisme d'allocation de bande passante est également requis. La sélection de transmission améliorée (ETS) 802.1Qaz permet de regrouper une ou plusieurs priorités 802.1p dans un groupe de priorités. Tous les niveaux de priorité au sein d'un groupe doivent exiger le même niveau de service. Chaque groupe prioritaire se voit ensuite attribuer un pourcentage d'allocation du lien. Un groupe prioritaire spécial n'est jamais limité et peut remplacer toutes les autres allocations et consommer toute la bande passante de la liaison. Pendant les périodes où les groupes hautement prioritaires n'utilisent pas la bande passante qui leur est allouée, les groupes moins prioritaires sont autorisés à utiliser la bande passante disponible.

 

Contrôle des embouteillages

802.1Qbb et 802.1Qaz ne résolvent pas à eux seuls le problème de perte de paquets. Ils peuvent suspendre le trafic de faible priorité sur une liaison, mais ils n'empêchent pas la congestion lorsqu'un commutateur ou un nœud final est submergé par des paquets de haute priorité provenant de deux ou plusieurs liaisons. Il doit y avoir un moyen pour les nœuds de réception d'avertir les nœuds d'envoi de ralentir leur taux de transmission.

 

IEEE 802.1Qau fournit un tel mécanisme. Lorsqu'un nœud récepteur détecte qu'il approche du point où il commencera à éliminer les paquets entrants, il envoie un message à tous les nœuds qui lui envoient actuellement. Les nœuds d'envoi ralentissent leur taux de transmission. Ensuite, lorsque la congestion est résolue, le nœud envoie un message informant les expéditeurs de reprendre leur plein débit.

 

10GbE dans les centres de données

Pour de nombreuses institutions, en particulier celles qui utilisent le trading automatisé, la disponibilité et le temps de réponse sont essentiels. Des délais supérieurs à une seconde peuvent être extrêmement coûteux. Les serveurs étant désormais capables de transmettre de la bande passante et de réduire les temps d’arrêt du réseau, les centres de données actuels de certaines entreprises ont besoin d’une bande passante étendue. Le 10GbE est une technologie idéale pour déplacer rapidement de grandes quantités de données. La bande passante qu'il fournit en conjonction avec la consolidation des serveurs est très avantageuse pour la mise en cache Web, la réponse des applications en temps réel, le traitement parallèle et le stockage.