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Neue IEEE-Netzwerkstandards drängen Data Center in Richtung 25 GbE

Die neuen IEEE-Netzwerkstandards 802.3bq und 802.3by sind für Data Center besonders wichtig. Für 25 GbE werden Sie die Hardware aber upgraden müssen.

Anwender und Datenvolumen steigen in Unternehmen immer weiter. Aus diesem Grund muss die Bandbreite des Netzwerks ebenfalls angemessen angepasst werden.

In den vergangenen Jahren haben wir einen Umstieg von Gigabit Ethernet (GbE) auf 10 GbE gesehen. Im Juli 2016 wurden aber noch schnellere Standards verabschiedet. Sie werden in absehbarer Zukunft einen Einfluss auf die Netzwerke der Data Center haben.

Sehen wir uns die neuesten Ethernet-Standards an und überlegen uns, welchen Einfluss sie auf die Architektur von Data Centern haben.

Was sind die neuen IEEE-Netzwerkstandards und was beinhalten sie?

Das IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) hat vier neue Standards für 802.3 Ethernet verabschiedet. Das sind IEEE 802.3bp, IEEE 802.3bq, IEEE 802.3br und IEEE 802.3by.

Die beiden für Data Center und Administratoren interessantesten Standards sind 802.3bq und 802.3by. Beide Zusätze aktualisieren die Ethernet-Standards, so dass sie mit 25 GbE funktionieren. Damit ist die Bandbreite 25 Mal höher als bei 1 GbE und immerhin noch 2,5 Mal mehr als bei 10 GbE. Im Speziellen adressiert 802.3bq die physische Schicht und das Management für 25 Gbps und 40 Gbps. 802.3by kümmert sich um die Media-Access-Control-Parameter für 25 Gbps. Zusammen decken diese Standards die notwendige Signalgebung und nötigen Protokolle ab, um allgemein kompatible Geräte für 25 GbE zu bauen.

Das 25 Gigabit Ethernet Consortium hat die neue Stufe im Jahre 2014 vorangetrieben. Seitdem haben Anbieter wie zum Beispiel Broadcom, Arista und Cisco Produkte auf den Markt gebracht, die mit 25 Gbps umgehen können. Allerdings sorgt eine Ratifizierung dieser Zusätze durch eine weltweite Institution wie dem IEEE für eine allgemeine Implementierung und verhindert Probleme mit der Kompatibilität in Sachen 25 GbE.

Warum haben diese neuen IEEE-Netzwerkstandards den größten Einfluss auf Data Center?

Die Entwicklung von 25 GbE kann möglicherweise die Kosten von Bereitstellungen mit hohen Bandbreiten senken, weil dadurch die dazugehörigen Anforderungen für Chips, Ports und Verkabelung vereinfacht werden. Damit lassen sich möglicherweise auch die Kosten und die Komplexität eliminieren, die für die geringe Akzeptanz anderer Implementierungen mit hohen Bandbreiten verantwortlich sind. Wir sprechen hier von 40 GbE und 100 GbE, die beide auf mehreren 10-GbE-Kanälen basieren.

Die Unternehmen nutzen die existierenden 10-GbE-Leitungen immer weiter aus. Deswegen ist es nur logisch, einen Blick in die Zukunft zu werfen und was 25 GbE für neue Möglichkeiten in Sachen Workloads und Daten-Storage zu bieten hat. Die Cloud Scale und Service Provider werden 25 GbE höchstwahrscheinlich zuerst annehmen und implementieren. Kostengünstige Implementierungen auf Hardwareebene wird aber auch andere Firmen dazu bringen, 25 GbE zu evaluieren und einzusetzen.

Alte Richtlinien für 10 GbE haben immer noch Einfluss auf aktuelle Data Center

Der momentane Standard 100 GbE wurde im Jahre 2010 etabliert. Die Annahme oder der Einsatz langsamerer Standards scheint auf den ersten Blick kontraproduktiv. Allerdings wird der Standard 100 GbE aus mehreren 10-GbE-Kanälen oder Lanes generiert. Der Umstieg auf 25 GbE bietet nicht nur eine schnellere Alternative für 10 GbE, sondern kann möglicherweise auch die Implementierung schnellerer Bandbreitenstandards ermöglichen.

Ein Unternehmen mit einem kleineren Data Center, das einen 10 GbE Backbone nicht vollständig ausnutzt, wir wahrscheinlich nicht gleich auf den Zug 25 GbE aufspringen.

Die Akzeptanz von 10 GbE ist aber alles andere als einfach, steigt dennoch stetig. Im Jahr 2014 schrieb Intel in einem Report, dass 80 Prozent der Befragten 10 GbE bereits im Einsatz haben oder zumindest damit planen. Das Interesse an 10 GbE ist ein Resultat aus der aufkeimenden Verwendung von Virtualisierung. Viele virtuelle Maschinen müssen immer mehr Daten-Traffic-Volumen durch das Netzwerk schieben. In der heutigen Zeit sind Performance von Anwendungen und Anwendererfahrung entscheidende Metriken für das Business. Deswegen sind angemessene Bandbreite für das Netzwerk, Performance und Kosten wichtige Überlegungen für jedes Unternehmen.

Wie lassen sich diese neuen IEEE-Netzwerkstandards im Data Center implementieren?

Ein Umstieg auf 25 GbE setzt den Einsatz neuer Netzwerkhardware voraus. Zumindest müssen Server, die noch nicht mit 25-GbE-Ports ausgestattet sind, mit entsprechenden NICs (Network Interface Cards) versorgt werden. Sie können davon ausgehen, dass die NICs die großen Betriebssysteme unterstützen werden und es dafür entsprechende Treiber gibt.

Allerdings könnten noch erhebliche Kosten und Störungen auftreten, wenn andere Netzwerkgeräte aufgerüstet werden müssen. Dazu gehören Switches, Router und Ethernet Storage Equipment, die durch 25-GbE-Pendants ersetzt werden müssen. Einige Switches besitzen möglicherweise Verbindungsmöglichkeiten zu 25 GbE Inter-Switch Backbones und die Ports mit 1 GbE und 10 GbE sind für individuelle Server-NICs vorgesehen. Reine 25-GbE-Switches werden aber sehr wahrscheinlich 25 GbE auf allen Ports bieten.

Bei einem NIC-Switch und anderen Netzwerkgeräten sollten Sie auf jeden Fall sicherstellen, dass die Komponenten vollständig zu den neu ratifizierten Standards IEEE 802.3bq und 802.3by kompatibel sind. Nur so vermeiden Sie Probleme bei der Interoperabilität und Goldene Käfige von Anbietern.

Lassen Sie auch die Verkabelung nicht außer Acht. 25-GbE-Ports werden Updates bei den Kabeln voraussetzen, um die Verbindungen bedienen zu können. Überprüfen Sie die derzeitige Verkabelung und planen Sie entsprechende Upgrades, um die neuen Ports betreiben zu können.

Neben den Anforderungen an die Hardware müssen sich die Verantwortlichen für die Data Center auch überlegen, wie sie die zusätzliche Bandbreite nutzen wollen. Der Umstieg auf 25 GbE wird auf jeden Fall ändern, wie Administratoren Netzwerke bereitstellen und managen. Das gilt natürlich auch dafür, wie die Workloads auf die Server verteilt werden. Zum Beispiel werden frühere Pläne für die Bereitstellung oder Migration hinfällig, weil dabei limitierte Netzwerkbandbreite in die Rechnung aufgenommen wurde. Höhere Bandbreiten erlauben die Versorgung von mehr Workloads und ändern somit die Pläne für die Migration.

Im Endeffekt wird die Akzeptanz von 25 GbE auch von kosteneffizienten Angeboten der Hersteller abhängen. Natürlich spielen umsichtige Evaluierungen und Pilotprojekte ebenfalls eine wichtige Rolle. Der Umstieg auf 25 GbE ist mit Sicherheit ein weiteres Tool im Werkzeugkasten von Netzwerkarchitekten. Allerdings wird sich erst zeigen müssen, wie schnell die neuen IEEE-Netzwerkstandards für Ethernet in produktive Umgebungen einziehen.

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