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Le barrage de la bande passante – le marché actuel a besoin de l'Ethernet 40 Gigabits

publié le lundi 02/12/2013

Ethernet ne cesse de progresser et on n'a jamais vu personne regretter d'être passé à un débit supérieur, car les applications évoluent justement en fonction de la technologie existante. Le fait même que le standard 10GbE convienne aujourd'hui à l'interconnexion de serveurs explique qu'il ne soit plus suffisant pour la couche d'agrégation.

 

 

La virtualisation des data center repose avant tout sur une utilisation efficace des ressources : il s'agit de trouver le juste équilibre entre le besoin de réduire la consommation d'énergie, le refroidissement et l'espace utilisé, et celui de maximiser la puissance des ordinateurs et des réseaux ainsi que la capacité de stockage. L'élément commun à tout cela est le réseau, et les candidats à l'optimisation de la technologie réseau pour les data centers sont nombreux : Fibre Channel, iSCSI, Ethernet, etc.

 

Les conséquences de l'avènement du standard 10GbE

Dans cette compétition, Ethernet semblait avoir peu de chance, mais c'était sans compter sur l'évolution constante de cette technologie et l'étendue de ses applications, qui lui permettent de continuer à évoluer toujours plus vite que ses rivales. L'avènement du standard 10GbE – et le soutien affirmé d'acteurs majeurs comme Intel dans la construction d'un marché de masse pour les cartes réseau (NIC) 10GbE et les réseaux locaux sur carte mère (LOM - LAN On Motherboard) – a fait d'Ethernet une solution très prisée à la fois pour les réseaux de serveurs et les réseaux de stockage. En outre, le prix moyen par port a baissé à moins de 250 euros par connexion 10GbE. 

 

Aujourd'hui, les réseaux en Cloud et les réseaux de data centers exigent des performances et une rapidité renforcées pour répondre à la demande insatiable de contenu multimédia, sauvegarder des données dont plusieurs milliards d'images, prendre en charge les applications de data mining pour le Big data et satisfaire une communauté d'utilisateurs mobiles de plus en plus nombreuse. Afin de répondre à cette demande, le standard 10GbE a été accepté comme la technologie la plus rapide et la plus largement disponible pour les mises à niveau de serveurs assurant la connexion de dispositifs haute performance. Mais pourquoi a-t-on alors besoin du standard 40GbE si 10GbE s'avère actuellement parfaitement adapté aux connexions d'interface serveur ?

 

Le fait est personne ne regrette jamais de passer à un Ethernet plus rapide. Depuis 1990, les débits Ethernet n'ont cessé d'augmenter d'un ordre de grandeur environ tous les 7 ans, et à peine les débits accélérés étaient-ils déployés que les applications trouvaient un moyen de les utiliser. En 2002, le 10GbE est devenu le nouveau débit roi, et dix ans après, c'est au tour du 40GbE d'occuper cette place. Cela signifie que le 40GbE est déjà considéré comme une solution de niche pour les déploiements HPC (High Performance Computing) dans les entreprises qui font de la recherche et des études scientifiques, mais qu'il devient aussi la solution idéale pour interconnecter les commutateurs dans les data centers où des ports 10GbE sont utilisés.  

 

Le cloud exige des vitesses de connexion plus rapides

Les projets de cloud computing virtualisé exigent des vitesses de connexion plus rapides sur la carte afin de réduire l'espace nécessaire, les couches réseau et le nombre d'appareils déployés. Ce passage à la mise en réseau "unifiée" a engendré des quantités de connexions 10GbE et de plusieurs gigabits en périphérie qu'il a fallu agréger jusqu'au cœur. De ce fait, le standard 40GbE est désormais la principale interconnexion de commutateurs haut débit – voir schéma. Une paire de connexions 40GbE redondantes entre deux commutateurs modulaires fournit 80 Gbit/s de bande passante, ce qui est suffisant pour agréger le trafic réseau entre l'ensemble des connexions 1/10GbE et des LOM 10 Gigabit. 

 

Le fait que le 40GbE s'appuie sur les spécifications 10GbE laisse entrevoir une alternative qui consisterait à réutiliser les équipements existants et à mettre en œuvre un groupe d'agrégations de liaisons (LAG) de quatre connexions 10GbE au lieu d'une liaison 40GbE. Toutefois, l'efficience des data centers dépend de plus de facteurs que la simple bande passante ; elle implique aussi de limiter au maximum le nombre de connexions et de périphériques. Or la solution 4xLAG ne va faire qu'augmenter les frais indirects sans offrir pour autant le débit d'une solution 40GbE unique.

 

L'utilisation de liaisons montantes 10GbE au niveau de la couche d'agrégation n'est plus non plus envisageable. En effet, les quantités de liaisons 1GbE et le nombre croissant de liaisons 10GbE en périphérie font augmenter le ratio de sursouscription de manière intolérable. Une seule connexion 10GbE agrégeant 48 ports 10GbE provoquerait déjà un goulot d'étranglement absurde au niveau de la bande passante, alors que deux liaisons 40GbE redondantes pourraient offrir un débit plus satisfaisant de 80 Gigabits.

 

Un certain niveau de sursouscription sur les ports réseau est inévitable car les flux de bande passante montante à chaque liaison montante doivent être beaucoup plus importants pour prendre en charge le scénario qui permet de passer de plusieurs à deux connexions. Une fois que les connexions de serveur haute performance à 40GbE seront disponibles, il faudra de nouveau passer à la vitesse supérieure et utiliser la technologie 100GbE de nouvelle génération pour fournir une bande passante de 200Gbit/s pour les interconnexions redondantes entre commutateurs et renforcer le flux de bande passante montante. 

 

Conclusion

Jusqu'à maintenant, Ethernet a dû son succès à son coût abordable, sa fiabilité, sa simplicité et son évolutivité. Cela explique qu'aujourd'hui, la plupart du trafic réseau commence et s'achève sur Ethernet.

 

L'avènement des standards 40 GbE et 100 GbE a confirmé le succès d'Ethernet en proposant une orientation pour les années à venir à l'entreprise, au data center et au nombre croissant d'applications des réseaux des opérateurs.

 

En résumé, le standard 40GbE, qui offre une capacité quatre fois supérieur au 10GbE, est aujourd'hui la solution la plus couramment utilisée pour agréger la connectivité serveur 10GbE - une solution guidée par l'évolution du cloud, les clusters haute performance et les réseaux de data centers.   

 


Yannick Morice, directeur du réseau de partenaires d’Extreme Networks pour la France et l’Afrique du Nord.  

 

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