Dlaczego nadal korzystamy z Ethernetu?

Bez wątpienia zdecydowana większość ramek Ethernet przenosi pakiety IP. Wiem, że istnieją różne inne protokoły, które również mogą być przesyłane przez Ethernet, ale mogą one być również przesyłane przez IP.

Ponieważ nowoczesne sieci Ethernet są w pełni dupleksowe, Ethernet skutecznie przekształcił się w połączenie punkt-punkt między punktem końcowym a przełącznikiem, który przełącza pakiet na podstawie miejsca docelowego MAC. Przełączniki L3 robią to samo, ale także wykonują routing IP.

Ponieważ używamy Ethernetu głównie jako środka transportu IP, czy jest jakiś powód, aby mieć tę dodatkową warstwę narzutu L2? Dlaczego nie po prostu przekierować pakietów na podstawie docelowego adresu IP? Przypuszczam, że w pewnym stopniu złamałoby to model OSI, ponieważ L2 przestałoby istnieć.

Wyobraź sobie technologię warstwy łącza, która została zaprojektowana tylko do transportu IP i nie posiadała żadnej specyficznej funkcjonalności L2 ani własnego nagłówka. Przełączniki i routery nadal istniałyby tak, jak dzisiaj: przełączniki byłyby „podstawowymi routerami” (podobnie jak przełączniki L3) i przeważnie przyjmowały tylko ustalone trasy i trasę domyślną. Zmiana przepływu: czy istnieje trasa dla tego miejsca docelowego? Trzymaj go w kolejce tego interfejsu. Jeśli nie, umieść go w kolejce interfejsu domyślnej trasy.

Czy jest jakiś przekonujący argument za utrzymaniem rzeczy takimi, jakimi są?

Ponieważ używamy Ethernetu głównie jako środka transportu IP, czy jest jakiś powód, aby mieć tę dodatkową warstwę narzutu L2?

Nazywanie kilku popularnych protokołów lub funkcji wymagających narzutu L2, takich jak Ethernet:

• Spanning-Tree (wymaga 802.2 LLC)
• ISIS (wymaga 802.2 LLC)
• Vlans
• ARP (który nie dotyczy tylko sieci Ethernet)
• Wybór pomiędzy IPv4 i IPv6
• IEEE 802.11 Wifi (który ma wiele podstawowych funkcji z Ethernetem 802.3, ale zasadniczo jest innym protokołem)

Ethernet skutecznie zamienił się w połączenie punkt-punkt między punktem końcowym a przełącznikiem, który przełącza pakiet na podstawie miejsca docelowego MAC. Czy jest jakiś przekonujący argument za utrzymaniem rzeczy takimi, jakimi są?

Nadmiernie upraszczasz argument, aby zasugerować, że Ethernet służy wyłącznie do adresowania i przesyłania punkt-punkt. IEEE 802.3 obejmuje również warstwę fizyczną: różne formy mediów miedzianych i światłowodowych, kodowanie na przewodzie, odzyskiwanie błędów, kondycjonowanie linii i tak dalej. Jeśli dodasz wszystkie te funkcje bezpośrednio w IPv4, skopiowałeś wiele funkcji wewnątrz Ethernetu i co naprawdę zapisałeś? Ignoruje to także monumentalną standaryzację i wysiłki inżynieryjne, aby wbudować je bezpośrednio w IPv4 i IPv6. Mój mózg boli, by pomyśleć, jak to by działało na poziomie praktycznym.

Ostatecznie argumentem jest ekonomia. Cała planeta opracowała serwery, przełączniki, systemy operacyjne itp. Wokół założenia warstwy łącza między IP a kodowaniem sygnału na przewodzie. Ethernet robi dla nas wiele i jest niezwykle tani, ponieważ obecnie stał się de facto technologią połączeń dla większości komputerów na naszej planecie. Zastąpienie Ethernetu przypomina nieco zastąpienie Kongresu USA organem zarządzającym. Może nie jest idealny, ale w tym momencie nie można nic zrobić.

To bardzo dobre pytanie.

Nie sądzę, żebyśmy pozbyli się Ethernetu, ponieważ łącza wielodostępne będą nadal potrzebne w nieskończoność.

Jednak większość sieci rdzeniowej tak naprawdę nie ma żadnego zastosowania dla DMAC / SMAC, więc z pewnością powinien istnieć wariant Ethernet typu punkt-punkt o znacznie krótszej ramce. Zamiast obecnego 18B (DMAC + SMAC + Type + FCS), możesz zrobić z 6B (Type + FCS).
Ten wariant ethernetowy punkt-punkt ładnie zrównoważyłby narzut związany z rdzeniem (etykiety MPLS, tagi VLAN), dzięki czemu rozmiar ramki klienta / krawędzi bardziej odpowiadałby rozmiarowi ramki rdzenia. Wyeliminowałoby to również potrzebę stosowania ARP i ND, zmniejszając ryzyko i upraszczając rdzeń.
Z technicznego punktu widzenia nie ma powodu, dla którego nie można całkowicie upuścić części L2 sieci Ethernet, ale będziesz potrzebować jej części L1, ponieważ sam adres IP nie ma specyfikacji, jak zakodować go na dowolnym przewodzie. Możesz więc uruchomić Ethernet L1 z ładunkiem L2 (IP) bezpośrednio na nim.

Jestem osobiście przekonany, że kiedy nadejdzie czas, że określimy nowy nagłówek ethernetowy do używania EUI64 zamiast EUI48, ludzie będą chcieli korzystać z tego protokołu L2 od punktu do punktu. Nie wierzę, że będzie to „zerowy L2”, ponieważ przynajmniej pożądana jest sekwencja sprawdzania ramek (FCS) i typ ładunku (IP? MPLS? Ethernet?).

Odpowiem na to absurdalne pytanie ... Dlaczego nadal nie korzystamy z ARCnet ? A może Token Ring?

Istnieje (było i będzie) wiele technologii warstwy 2. W przypadku systemów „stacjonarnych” ethernet wygrał. Dlaczego wciąż go używamy ... najprostszą odpowiedzią jest to, że działa; technologia jest prosta, tania, solidna i bogata. (czytaj: sprawdzona technologia ) Dla przypomnienia, istnieją karty bankomatowe PCI „desktop” - nie widziałem żadnej od lat i nigdy nie widziałem, żeby była w użyciu.

Sugerujesz jedynie nową technologię warstwy 2. Życzę powodzenia, aby świat przyjął go.

[Ok, Token Ring nadal istnieje, ale jest niezwykle rzadki.]

Czy jest jakiś przekonujący argument za utrzymaniem rzeczy takimi, jakimi są?

Dobre pytanie, kilka przemyśleń.

1. Kompatybilność jest często ważniejsza niż wydajność.
2. Większość twórców sieci (poza niektórymi aplikacjami o bardzo wysokim poziomie bezpieczeństwa) nie chce statycznie przypisywać urządzeń do portów. Potrzebny jest więc jakiś system do automatycznego lokalizowania urządzeń.
3. Przydatne jest posiadanie identyfikatora, który identyfikuje konkretny element sprzętu, gdziekolwiek jest podłączony.
4. Przy IPv4 przynajmniej nie chcemy marnować adresu IPv4 na każdym porcie przełącznika.

Prawdopodobnie byłoby możliwe zaprojektowanie protokołu łącza, który rozwiązał 2 do 4, przy jednoczesnym niższym obciążeniu enkapsulacją niż ramkowanie Ethernet lub być może w ogóle brak narzutu enkapsulacji, ale to nie byłby trywialny przypadek powiedzenia „użyj IP”.

A potem nadal musisz przekonać ludzi o 1, wiele bólu w przyjmowaniu nowego standardu za stosunkowo niewielki zysk.

Zwiększenie prędkości przy zachowaniu tego samego formatu kadru to ścieżka najmniejszego oporu. Tak się dzieje.

P2P Ethernet jest możliwy. Ale

• Wymaga pełnej sieci L3 (każde łącze korzysta ze stałego adresu IP)
• Narzut adresów MAC jest sensowny dla małych pakietów i w tunelach L2.
• Informacje o wydajności łącza. Jeśli łącze nie jest wystarczająco szybkie, nie twórz nowego protokołu i oprogramowania, po prostu rób te same proste rzeczy 10 razy szybciej. Tak wygrał Ethernet.
• O tunelach L2. W sieci tylko L3 tunele L2 nie mają znaczenia.
• Zjednoczenie to dobra rzecz.