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Procesadores veloces impulsan el avance a Ethernet de 40 GB

Las actualizaciones a Ethernet de 40 Gigabits están en marcha y es seguro que pronto viene la adopción generalizada.

Las actualizaciones a Ethernet de 40 Gigabits están en marcha. Por ahora, la adopción temprana se concentra en las nubes y en los centros de datos de grandes proveedores de servicios, corporativos, instalaciones educativas y de gobierno, pero es seguro que pronto viene la adopción generalizada. Así como los avances en la tecnología informática crearon la demanda por cada uno de los estándares anteriores de Ethernet, las mejoras continuas, sin duda, requieren actualizaciones 40 GbE en pequeños centros de datos y redes troncales de la red.

El aumento en las velocidades de reloj del CPU de servidores, además de la llegada de chips que contienen múltiples núcleos de procesador, se suman a un continuo aumento de la capacidad de cálculo del servidor. Además, la virtualización aumenta la fracción de la capacidad del servidor que puede ser utilizado efectivamente. Estos factores contribuyen a un aumento del tráfico de red de cada servidor. El resultado es que los servidores recién instalados se están configurados con interfaces de 10 GbE en lugar de las interfaces de 1 GbE que existen en muchos servidores existentes.

Existen interfaces disponibles para redes de 40 GbE en estaciones de trabajo y servidores, pero no han  sido ampliamente instaladas. Su uso hasta la fecha se ha limitado a la investigación o en instalaciones que trabajan con conjuntos de datos extremadamente grandes.

El efecto mariposa alimentado por el tráfico de red y la estructura de la aplicación

Englobar el tráfico de red del servidor provoca un efecto dominó en toda la red. Instalar servidores con interfaces de 10 GbE significa que el acceso a interfaces de la capa de switch también se deben actualizar a 10 GbE. Subir enlaces hasta el núcleo y otros dispositivos de agregación deben actualizarse a 40 GbE o, en algunas redes, a 100 GbE.

Los cambios en la estructura de la aplicación y la virtualización también requieren mayor capacidad de red entre racks en el centro de datos. En el pasado, un único servidor generalmente manejaba la ejecución de una aplicación. En este escenario, el tráfico entre el usuario final y la aplicación fluye a través de la red troncal (backbone), hacia el núcleo del centro de datos y después al servidor en el que se ejecuta la aplicación. Hay poca necesidad para que el tráfico que se mueva entre racks.

Hoy en día, las aplicaciones a menudo comprenden múltiples componentes. Cada componente se puede ejecutar en cualquier servidor del centro de datos, por lo que el tráfico entre los componentes a menudo tiene que viajar entre racks, creando la necesidad de un mayor ancho de banda en el centro de datos. Conforme las redes se actualizan para soportar este tráfico, se requerirán enlaces de 40 GbE para atender las necesidades actuales y futuras.

Virtualización y big data añaden estrés a los flujos de tráfico de la red

La virtualización, por su parte, produce una carga adicional. Una máquina virtual (VM) puede pasar rápidamente de un servidor sobrecargado a otro, con mucha menor carga en el servidor. El servidor de destino puede estar en un estante diferente, por lo que mover la máquina virtual requiere mover toda la imagen a través de la capa de agregación y, posiblemente, a través del núcleo. Suponiendo que los componentes de las aplicaciones se ejecutan en máquinas virtuales ubicadas en el mismo rack antes de la mudanza, una vez que la transferencia se lleva a cabo, puede que este ya no sea el caso.

Big data añade más presión. Las tecnologías como Hadoop, por ejemplo, dividen el procesamiento a través de múltiples máquinas virtuales, cada una de las cuales desmenuza una parte de los datos. Al completarse cada ciclo, los datos resultantes se movieron a través de la red para su posterior procesamiento y reducción. La cantidad total de datos, la carga que impone a la red y el movimiento repetido a través de la red, todo ello contribuye a la necesidad de establecer vínculos adicionales de mayor capacidad a través de la red, en el proceso que contribuye a la necesidad de actualizar hacia 40 GbE.

¿Quiere más pruebas? Tenga en cuenta los millones de smartphones y tabletas que se conectan a través de 802.11n, 802.11ac o redes 4G. Estos dispositivos son capaces de generar altos volúmenes de datos. Todos estos datos deben viajar a través de la columna vertebral y dentro del centro de datos. Como resultado, las actualizaciones de 40 GbE y hasta 100 GbE están empezando a tener lugar en el gran campus, redes corporativas y gubernamentales.

Redes convergentes crean una carga adicional

En el pasado, la red y el almacenamiento de datos se han movido a través de redes separadas. El canal de fibra sobre Ethernet (FCoE) fue desarrollado para reducir el costo de mantenimiento de dos redes –y el consiguiente requisito para separar el cableado y switches. FCoE permite que los datos de almacenamiento compartan Ethernet con el tráfico de red. Simplemente, al combinar el tráfico que antes fluía a través de redes separadas se necesita una red de mayor capacidad, pero almacenar el tráfico implica una demanda adicional.

El almacenamiento de datos requiere una red sin pérdidas, pero Ethernet proporciona paquetes sobre una base de mejor esfuerzo. Los estándares IEEE recientemente desarrollados para el control de la congestión, la gestión de ancho de banda y la priorización del tráfico, asignan capacidades dedicadas de red para el almacenamiento de datos, creando una garantía de que no se perderán los datos. Dedicar ancho de banda para el almacenamiento reduce la cantidad disponible para los datos de red, incrementando la necesidad de una mayor capacidad global.

Todavía en los inicios del proceso de actualización

No obstante la necesidad de mayor ancho de banda, las actualizaciones 40 GbE han sido frenadas por el hecho de que, en muchos casos, los cables existentes deben ser reemplazados para soportar una tasa más alta. En lugar de simplemente reemplazar los cables, las organizaciones proceden con cuidado, añadiendo conexiones para soportar el crecimiento del tráfico previsto aún cuando apenas empiezan a sentar las bases para el despliegue inevitable de redes de 100 GbE.

Mientras tanto, las  implementaciones de 40 GbE seguirán. Así como las redes originales 10 MbE eran adecuadas para su tiempo, y 1 GbE está siendo sustituido por 10 GbE en los servidores de montaje en rack, seguramente seguirá avanzando el siguiente paso para 40 GbE.

 

Sobre el autor: David B. Jacobs de The Jacobs Group cuenta con más de 20 años de experiencia en la industria de redes. Ha dirigido proyectos de desarrollo de software de vanguardia y ha proporcionado servicios de consultoría a compañías Fortune 500, así como las nuevas empresas de software.

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