سيكون من الصعب عليك العثور على تقنية أخرى كانت مفيدة وناجحة ومؤثرة في النهاية مثل Ethernet، وبينما تحتفل بالذكرى الخمسين لتأسيسها هذا الأسبوع، فمن الواضح أن رحلة Ethernet لم تنته بعد.
منذ اختراعها من قبل بوب ميتكالف وديفيد بوجز في عام 1973، تم توسيع شبكة إيثرنت وتكييفها باستمرار لتصبح بروتوكول الانتقال إلى الطبقة الثانية في شبكات الكمبيوتر عبر الصناعات.
"بالنسبة لي، الجانب الأكثر إثارة للاهتمام في Ethernet هو عالميتها، مما يعني أنه تم نشرها حرفيًا في كل مكان بما في ذلك تحت المحيطات وفي الفضاء الخارجي.وقال أندرياس بيكتولشيم، المؤسس المشارك لشركة Sun Microsystems وArista Networks، وهو الآن رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي للتطوير في Arista: "لا تزال حالات استخدام Ethernet تتوسع مع طبقات مادية جديدة - على سبيل المثال Ethernet عالي السرعة للكاميرات في المركبات".
وقال بيكتولشيم: "إن المنطقة الأكثر تأثيرًا لشبكة إيثرنت في هذه المرحلة هي داخل مراكز البيانات السحابية الكبيرة التي أظهرت نموًا مرتفعًا بما في ذلك مجموعات الذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي المترابطة والتي تتزايد بسرعة".
لدى Ethernet تطبيقات واسعة النطاق.
تعد المرونة والقدرة على التكيف من الخصائص المهمة للتكنولوجيا، والتي قال إنها “أصبحت الحل الافتراضي لأي شبكة اتصال، سواء كانت توصيل الأجهزة أو أجهزة الكمبيوتر، مما يعني أنه في جميع الحالات تقريبًا ليست هناك حاجة لاختراع شبكة أخرى. "
قال ميكائيل هولمبيرج، مهندس النظام المتميز لدى Extreme Networks، إنه عندما ضرب فيروس كورونا، كانت شبكة Ethernet جزءًا مهمًا من كيفية استجابة الشركات.وقال: "بالنظر إلى التحول المفاجئ إلى العمل عن بعد أثناء تفشي فيروس كورونا العالمي، فإن أحد أكثر تطبيقات إيثرنت التحويلية هو بلا شك دورها في تسهيل القوى العاملة الموزعة".
وقد أدى هذا التحول إلى الضغط من أجل المزيد من النطاق الترددي على مقدمي خدمات الاتصالات.وقال هولمبيرج: "كان هذا الطلب مدفوعًا بموظفي المؤسسات الذين يعملون عن بعد، والطلاب الذين ينتقلون إلى التعليم عبر الإنترنت، وحتى زيادة الألعاب عبر الإنترنت بسبب تفويضات التباعد الاجتماعي"."في جوهر الأمر، بفضل كون شبكة إيثرنت هي التقنية الأساسية المستخدمة للإنترنت، فقد مكنت الأفراد من تنفيذ مجموعة متنوعة من المهام بكفاءة من منازلهم المريحة."
مثل هذا على نطاق واسعتطويروقد أدت النظم البيئية الضخمة لشبكة إيثرنت إلىتطبيقات فريدة من نوعها- بدءًا من الاستخدام في محطة الفضاء الدولية، وأحدث الطائرات المقاتلة من طراز F-35 ودبابات أبرامز، وحتى أبحاث المحيطات.
وقال بيتر جونز، رئيس تحالف إيثرنت، والمهندس المتميز لدى شركة سيسكو، إن شبكة إيثرنت تُستخدم في استكشاف الفضاء منذ أكثر من 20 عامًا، بما في ذلك في المحطة الفضائية والأقمار الصناعية ومهمات المريخ."تسهل شبكة Ethernet الاتصال السلس بين الأنظمة الفرعية ذات المهام الحرجة، مثل أجهزة الاستشعار والكاميرات وأجهزة التحكم والقياس عن بعد داخل المركبات والأجهزة، مثل الأقمار الصناعية والمسابير.كما أنها جزء أساسي من الاتصالات أرض-فضاء وفضاء-أرض."
وقال جونز، كبديل أكثر قدرة لبروتوكولات شبكة منطقة التحكم (CAN) وشبكة الاتصال المحلية (LIN) القديمة، أصبحت شبكة Ethernet هي العمود الفقري للشبكات داخل المركبات، بما في ذلك السيارات والطائرات بدون طيار.وقال جونز: "المركبات الجوية بدون طيار (UAVs) والمركبات بدون طيار تحت الماء (UUVs) التي تتيح المراقبة البيئية للظروف الجوية والمد والجزر ودرجات الحرارة، والجيل القادم من أنظمة المراقبة والأمن المستقلة جميعها تعتمد على شبكة إيثرنت".
نمت شبكة Ethernet لتحل محل بروتوكولات التخزين، وهي اليوم أساس الحوسبة عالية الأداء كما هو الحال في أساس شبكةالكمبيوتر العملاق الحدوديمع HPE Slingshot - المصنف حاليًا رقم واحد بين أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم.قال مارك بيرسون، كبير تقنيي تحويل الشبكات في HPE Aruba Networking وزميل HPE، إنه سيتم استبدال جميع "الحافلات المتخصصة" لاتصالات البيانات تقريبًا، في جميع الصناعات، بشبكة Ethernet.
"لقد جعلت شبكة إيثرنت الأمور بسيطة.قال بيرسون: "موصلات بسيطة، بسيطة لجعلها تعمل على الكابلات المزدوجة الملتوية الموجودة، وأنواع الإطارات البسيطة التي كان من السهل تصحيح الأخطاء، وبسيطة لتغليف حركة المرور على الوسيط، وآلية التحكم في الوصول البسيطة".
وقال بيرسون إن هذا بدوره جعل كل فئة من فئات المنتجات التي تتميز بشبكة إيثرنت أسرع وأرخص وأسهل في استكشاف الأخطاء وإصلاحها، بما في ذلك:
بطاقات NIC المدمجة في اللوحات الأم
محولات إيثرنت من أي حجم، مجموعة نكهة السرعة
بطاقات Gigabit Ethernet NIC التي كانت رائدة في الإطارات الضخمة
تحسينات لـ Ethernet NIC وSwitch لجميع أنواع حالات الاستخدام
ميزات مثل EtherChannel – مجموعات ربط القنوات من المنافذ في تكوين stat-mux
يضغط تطوير إيثرنت.
وقال جون دامبروسيا، رئيس فريق عمل IEEE P802.3dj، الذي يعمل على تطوير الجيل القادم من إيثرنت الكهربائية و الإشارات الضوئية.
قال دامبروسيا: "إنه لأمر رائع بالنسبة لي أن أشاهد التطور والطريقة التي تجمع بها شبكة Ethernet الصناعة معًا لحل المشكلات - وهذا التعاون مستمر منذ فترة طويلة جدًا وسيصبح أقوى بمرور الوقت". .
في حين أن السرعة القصوى المتزايدة باستمرار لشبكة إيثرنت تجذب الكثير من الاهتمام، إلا أن هناك قدرًا كبيرًا من الجهد لتطوير وتعزيز السرعة الأبطأ 2.5 جيجابت في الثانية و5 جيجابت في الثانية و25 جيجابت في الثانية لشبكة إيثرنت، مما أدى إلى تطوير سوق كبير إلى حد ما، على سبيل المثال الأقل.
وفقًا لسامح بوجلبان، نائب الرئيس لأبحاث سوق تبديل إيثرنت مركز البيانات والحرم الجامعي مجموعة ديلورو، تم شحن تسعة مليارات منفذ محول إيثرنت خلال العقدين الماضيين، بقيمة سوقية إجمالية تزيد عن 450 مليار دولار.وقال بوجلبان: "لقد لعبت شبكة إيثرنت دوراً محورياً في تسهيل الاتصال وتوصيل الأشياء والأجهزة عبر مجموعة واسعة من الصناعات، ولكن الأهم من ذلك، في ربط الناس في جميع أنحاء العالم".
يسرد IEEE التوسعات المستقبلية على موقعهموقع إلكترونيوالتي تشمل: وصلات بصرية قصيرة المدى تعتمد على أطوال موجية تبلغ 100 جيجابت في الثانية؛توضيحات الطابع الزمني لبروتوكول الوقت الدقيق (PTP)؛السيارات البصرية Multigig.الخطوات التالية في النظام البيئي للزوج الواحد؛100 جيجابت في الثانية عبر أنظمة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM)؛400 جيجابت في الثانية عبر أنظمة DWDM؛مقترح مجموعة دراسة للسيارات 10G+ النحاس؛و200 جيجابت في الثانية، و400 جيجابت في الثانية، و800 جيجابت في الثانية، و1.6 تيرابت في الثانية إيثرنت.
"تستمر محفظة Ethernet في التوسع، لتشمل سرعات أعلى وتطورات تغير قواعد اللعبة مثلالطاقة عبر الإيثرنت(PoE)، وشبكة إيثرنت أحادية الزوج (SPE)، والشبكات الحساسة للوقت (TSN)، والمزيد.(تحدد SPE طريقة للتعامل مع إرسال Ethernet عبر زوج واحد من الأسلاك النحاسية. TSN هي طريقة قياسية لتوفير تسليم محدد ومضمون للبيانات عبر الشبكة.)
تعتمد التقنيات المتطورة على شبكة إيثرنت
وقال هولمبرج إنه مع تقدم الخدمات السحابية، بما في ذلك الواقع الافتراضي (VR)، أصبحت إدارة زمن الاستجابة ذات أهمية قصوى.وقال: "من المرجح أن تتضمن معالجة هذه المشكلة استخدام شبكة إيثرنت مقترنة ببروتوكول الوقت الدقيق، مما يمكّن شبكة إيثرنت من التطور إلى تقنية اتصال ذات أهداف زمن وصول محددة".
يتطلب دعم الأنظمة الموزعة واسعة النطاق حيث تكون العمليات المتزامنة ضرورية دقة توقيت تصل إلى مئات النانو ثانية.وقال هولمبيرج: "يمكن رؤية مثال رئيسي على ذلك في قطاع الاتصالات، لا سيما في مجال شبكات الجيل الخامس وشبكات الجيل السادس في نهاية المطاف".
وقال إن شبكات إيثرنت التي توفر زمن وصول محدد مسبقًا يمكن أن تفيد أيضًا الشبكات المحلية للمؤسسات، لا سيما لتلبية متطلبات تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي، ولكن أيضًا لمزامنة وحدات معالجة الرسومات عبر مراكز البيانات.وقال هولمبيرج: "في جوهر الأمر، يبدو مستقبل إيثرنت متشابكًا مع النماذج التكنولوجية الناشئة، مما يشكل كيفية عملها وتطورها".
وقال دامبروسيا إن إنشاء البنية التحتية لحوسبة الذكاء الاصطناعي وتطوير التطبيقات سيكون أيضًا مجالًا رئيسيًا لتوسيع شبكة إيثرنت.يتطلب الذكاء الاصطناعي العديد من الخوادم التي تتطلب اتصالات ذات زمن وصول منخفض، "لذا، أصبح الاتصال البيني عالي الكثافة أمرًا مهمًا.ولأنك تحاول القيام بالأشياء بشكل أسرع من أن يصبح زمن الوصول مشكلة لأنه يتعين عليك حل هذه المشكلات واستخدام تصحيح الأخطاء للحصول على أداء إضافي للقناة.هناك الكثير من القضايا هناك."
وقال جونز إن الخدمات الجديدة التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي - مثل الأعمال الفنية الإبداعية - ستتطلب استثمارات هائلة في البنية التحتية التي تستخدم شبكة إيثرنت كطبقة اتصالات أساسية.
وأضاف جونز أن الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية هما من عوامل التمكين للنمو المستمر للخدمات المتوقعة من الأجهزة والشبكة.وقال جونز: "ستستمر هذه الأدوات الجديدة في دفع تطور استهلاك التكنولوجيا داخل وخارج بيئة العمل".
وحتى توسيع الشبكات اللاسلكية سيتطلب المزيد من استخدام شبكة إيثرنت."في المقام الأول، لا يمكنك الحصول على اتصال لاسلكي بدون أسلاك.قال جريج دوراي، نائب الرئيس الأول لشبكات Cisco: "تتطلب جميع نقاط الوصول اللاسلكية بنية تحتية سلكية."ومراكز البيانات واسعة النطاق التي تعمل على تشغيل السحابة والذكاء الاصطناعي وغيرها من تقنيات المستقبل كلها متصلة ببعضها البعض عن طريق الأسلاك والألياف، وكلها تعود إلى محولات إيثرنت."
إن الحاجة إلى تقليل استهلاك طاقة Ethernet هي أيضًا الدافع وراء تطورها.
على سبيل المثال، قال جورج زيمرمان: إن شبكة إيثرنت الموفرة للطاقة، والتي تعمل على إيقاف الروابط عندما لا يكون هناك الكثير من حركة المرور، ستكون مفيدة عندما يكون تقليل استهلاك الطاقة أمرًا ضروريًا. وحدة حربية.ويشمل ذلك السيارات، حيث تكون حركة مرور الشبكة غير متماثلة أو متقطعة."تمثل كفاءة الطاقة أهمية كبيرة في جميع مجالات شبكة الإيثرنت.وقال: "إنها تتحكم في تعقيد العديد من الأشياء التي نقوم بها".ويشمل ذلك بشكل متزايد أنظمة التحكم الصناعية وغيرها من التقنيات التشغيلية، "ومع ذلك، لا يزال أمامنا طريق طويل لنقطعه قبل أن يضاهي انتشار شبكة إيثرنت في كل مكان في مجال تكنولوجيا المعلومات".
نظرًا لانتشارها في كل مكان، يتم تدريب أعداد كبيرة من محترفي تكنولوجيا المعلومات على استخدام Ethernet، مما يجعلها جذابة في المناطق التي تستخدم حاليًا البروتوكولات الخاصة.لذا، بدلًا من الاعتماد على مجموعة صغيرة نسبيًا من الأشخاص المطلعين عليها، يمكن للمؤسسات الاستفادة من مجموعة أكبر بكثير والاستفادة من عقود تطوير شبكة Ethernet.وقال زيمرمان: "وهكذا أصبحت شبكة إيثرنت هي الأساس الذي بني عليه عالم الهندسة".
تشير هذه الحالة إلى التطوير المستمر للتكنولوجيا واستخداماتها المتزايدة.
وقال دوراي: "مهما كان ما يخبئه المستقبل، فإن إيثرنت بوب ميتكالف سيكون موجودًا لربط كل شيء معًا، حتى لو كان في شكل لن يتعرف عليه بوب"."من تعرف؟ربما تكون الصورة الرمزية الخاصة بي، المدربة على قول ما أريده، تسافر عبر شبكة إيثرنت لتظهر في مؤتمر صحفي بمناسبة الذكرى الستين.
وقت النشر: 14 نوفمبر 2023
