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Industrie Trends - Willkommen 200G/400G & Und wir warten auf 800G Ethernet!

Im Endverbraucher- sowie im Unternehmenssektor steigt der globale Internet Traffic enorm an. Dieser Anstieg an Datenfluss ist ein Ergebnis von:

  • Einer wachsenden Zahl von Internetnutzern
  • Einer wachsenden Anzahl von verbundenen Geräten und Gadgets
  • Die Verfügbarkeit von schnellerem DSL und drahtlosen Zugängen
  • Soziale Netzwerke
  • Hochauflösende Video Streams
  • Einer Internet-orientierten Unterhaltungsindustrie


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Gemäß einer Studie von Arista, beläuft sich der jährliche Internet Traffic für das Jahr 2020 auf 150.000 Gigybytes an Daten. Die Frage ist: Woher kommt dieser enorme Anstieg? Von einem autonom fahrenden Fahrzeug wird angenommen, dass es 2 Millionen Gigabyte Traffic pro Jahr produziert. Ein VR-Headset, welches Ihnen eine digitale 360° Erfahrung beschert, benötigt etwa 220GB pro Stunde. VR-Headsets, HDR Videos und selbst fahrende Autos sind nur einige Beispiele für datenintensive Anwendungen, welche in unserem Alltag an Gewicht gewinnen.


Die wachsende Rolle von Rechenzentren

Global aufgestellte Rechenzentren spielen eine wichtige Rolle darin, Speicher-, Rechen- und Content-Delivery Systeme für Unternehmen und Endverbraucher bereitzustellen. Nach einer Studie von Cisco werden bis 2021 92% der Arbeitslast von cloudbasierten Rechenzentren übernommen und nur 8% von traditionellen Rechenzentren. Das liegt an der höheren Effizienz und den geringeren Energieanforderungen und den somit geringeren Kosten pro Arbeitslast bei cloudbasierten Rechenzentren. Außerdem sind traditionelle Rechenzentren weitaus weniger skalierbar als ihre Konkurrenten.


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Nach dem oben gezeigten Diagramm von Cisco wird im Zeitraum von 2016 bis 2021 die Zahl der Großraumrechenzentren rapide ansteigen. Bis 2021 wird es ungefähr 628 solcher Rechenzentren geben, weit mehr als 2016 am Netz hingen. Somit werden 53% aller vernetzten Rechenzentren Großraumrechenzentren sein.


Cisco sagt einen Anstieg im Datenverkehr voraus

2016 lag der jährliche Datenverkehr bei ungefähr 6,5 ZB (Zettabytes). Nach Ciscos Vorhersage wird der jährliche Datenverkehr 2021 auf 19,5 ZB anwachsen. Dabei werden cloudbasierte Rechenzentren einen signifikanten Anteil daran haben und der meiste Datenverkehr wird zwischen diesen Rechenzentren ablaufen.



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Die Herausforderungen des Cloudgeschäfts

Wenn es um das Unterstützen und Steigern des Cloudgeschäfts geht, sind die zwei kritischen Elemente für Endverbraucher und Unternehmen Wettbewerbsfähigkeit und Leistungsfähigkeit. Im heutigen Szenario stehen Betreiber von cloudbasierten Rechenzentren diversen Problemen gegenüber, u.a.:

  • Portdichte
  • Kosteneffektivität
  • Leistungsdichte
  • Reichweite
  • Verfügbarkeit
  • Softwareressourcen
  • Belastbarkeit
  • Skalierbarkeit
  • Nachhaltigkeit

Folgend wollen wir verschiedene Ethernet Generationen betrachten und sehen, welche Ethernet Netzwerk Optionen wir heute zur Verfügung haben und was bald verfügbar sein wird.




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2017-2018: 100G Ethernet Generation

2016 wurden 100G Switch Ports (core, spine und ToR) und 25G/50G Server Ports normal in den meisten Großraumrechenzentren, was die ehemals dominierenden 10G Server- und 40G Switch Ports ersetzte. Diese Umstellung erhöhte die systemweite Bandbreite um das 2,5-fache mit nominell inkrementierenden Kosten. Verschiedene Berichte bestätigten, dass die Auslieferungen von 100G Switch Ports, die der 40G Switch Ports übertrafen. Allerdings ist 100G nichts im Vergleich zu was noch kommt. Man beachte folgendes:

  • Die Gesamtheit der Bandbreite von Rechenzentren wächst auf das 20fache alle vier Jahre.
  • Der Stromverbrauch von Rechenzentren verdoppelt sich alle zwei Jahre.
  • Die Hardware in Rechenzentren muss alle zwei Jahre ausgetauscht werden.

Auf diese Weise wird 800G Ethernet oder mehr in einigen Jahren geläufig sein, da alle Interessenvertreter zusammenarbeiten, um mit neuen Hardware- und Softwarelösungen aufwarten zu können.


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2019-2020 200G/400G Ethernet Generation

Von Internet Service Providern (ISPs) und Cloud Service Providern (CSPs) angetrieben, arbeiten Network ASIC Anbieter und Systemanbieter zusammen, um Hardware für Rechenzentren der nächsten Generation zu entwickeln. Außerdem haben Standardisierungsagenturen (wie etwa OIF und IEEE 802.3) und Industriekonsortien ihre Bemühungen über die Erarbeitung von Multi-Source-Agreements (MSA) und Standards beschleunigt. Im Jahr 2017, während der Optical Fiber Conference und DesignCon stellten verschiedenste Hersteller ihre jüngsten Produkte vor. Diese schlossen unter anderem Ethernet Switche mit 200G/400G Ports und Netzwerkinterface Karten (NICs) ein. Gemäß den führenden Cloud Service Providern und verschiedensten Netzwerkprognosen wird sich 200G/400G Ethernet als führende Technologie im Jahr 2019 – 2020 abzeichnen mit:


  • 50G/100G Server Ports
  • 200G oder 400G leaf, spine, core und ToR Switch Ports

2022-2023: 800G/1,6T Ethernet Generation

Einerseits gewinnen die 200G und 400G Lösungen an Gewicht. Auf der anderen Seite hat aber die Entwicklung der zukünftigen 800G / 1,6T Ethernet Generation bereits angefangen. OIF hat bereits im Jahr 2016 ein Projekt mit dem Namen OIF CEI 112G ins Leben gerufen. Der Rahmen des Projekts ist die Entwicklung eines gemeinsamen elektrischen Interfaces für sehr kurze Reichweiten (VSR – very short reach), ein Chip zu Modul Interface. Die OIF verfolgt nebst jenem noch weitere Projekte, unter anderem:


  • CEI-112G-XSR
  • CEI-112G-LR
  • CEI-112G-MR
  • CEI-112G-VSR
  • CEI-112G in MCM
  • (Usw.)


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Fazit:

Der zukünftige starke Zuwachs der Internetnutzung zwingt Rechenzentrumsbetreiber und Service Provider zukunftsfähige Strategien der Rechenzentrumsvernetzung zu verfolgen. 200G und 400G Ethernet sind zur ersten Wahl für Rechenzentrumsbetreiber geworden. Das gezeigte Diagramm gibt eine ungefähre Vorstellung, wie schnell sich die Dinge wandeln da 1G bereits am Aussterben ist und 400G den Markt bis 2022 vollständig beherrschen wird.