Ethernet cumple 50 años, pero su viaje no ha hecho más que empezar

Sería difícil encontrar otra tecnología que haya sido tan útil, exitosa y, en última instancia, influyente como Ethernet, y al celebrar su 50 aniversario esta semana, está claro que el viaje de Ethernet está lejos de terminar.

Desde que Bob Metcalf y David Boggs la inventaran en 1973, Ethernet no ha dejado de ampliarse y adaptarse hasta convertirse en el protocolo de capa 2 más utilizado en redes informáticas de todos los sectores.

"Para mí, el aspecto más interesante de Ethernet es su universalidad, lo que significa que se ha desplegado literalmente en todas partes, incluso bajo los océanos y en el espacio exterior. Los casos de uso de Ethernet siguen ampliándose con nuevas capas físicas, por ejemplo, Ethernet de alta velocidad para cámaras en vehículos", afirma Andreas Bechtolsheim, cofundador de Sun Microsystems y Arista Networks, actualmente presidente y director de desarrollo de Arista. 

"El área de mayor impacto para Ethernet en este momento se encuentra dentro de los grandes centros de datos en la nube, que han mostrado un alto crecimiento, incluida la interconexión de clústeres IA/ML, que están creciendo rápidamente", dijo Bechtolsheim.

Las aplicaciones de Ethernet son muy amplias

La flexibilidad y la adaptabilidad son características importantes de la tecnología, que, según él, "se ha convertido en la respuesta por defecto para cualquier red de comunicación, ya se trate de conectar dispositivos u ordenadores, lo que significa que en casi todos los casos no hay necesidad de inventar otra red".

Según Mikael Holmberg, distinguido ingeniero de sistemas de Extreme Networks, cuando se produjo el COVID, Ethernet fue una parte importante de la respuesta de las empresas. "Echando la vista atrás al repentino cambio hacia el trabajo remoto durante el brote mundial de COVID, una de las aplicaciones más transformadoras de Ethernet es, sin duda, su papel a la hora de facilitar una mano de obra distribuida", afirma.

Este cambio presionó a los proveedores de servicios de comunicaciones para que aumentaran el ancho de banda. "Esta demanda se vio impulsada por el trabajo a distancia de los empleados de las empresas, la transición de los estudiantes a la educación en línea e incluso el aumento de los juegos en línea debido a los mandatos de distanciamiento social", explicó Holmberg. "En esencia, gracias a que Ethernet es la tecnología fundacional utilizada para Internet, permitió a las personas llevar a cabo una variedad de tareas de manera eficiente desde la comodidad de sus propios hogares".

Este desarrollo generalizado y los enormes ecosistemas de Ethernet han dado lugar a aplicaciones únicas: desde su uso en la Estación Espacial Internacional, pasando por lo último en aviones de combate F-35 y tanques Abrams, hasta la investigación oceánica.

Ethernet se ha utilizado en la exploración espacial durante más de 20 años, incluso con la estación espacial, satélites y misiones a Marte, dijo Peter Jones, presidente de la Alianza Ethernet, e ingeniero distinguido de Cisco. "Ethernet facilita la conectividad sin fisuras entre subsistemas de misión crítica, como sensores, cámaras, controles y telemetría dentro de vehículos y dispositivos, como satélites y sondas. También es una parte clave de las comunicaciones tierra-espacio y espacio-tierra".

Como sustituto más capaz de los protocolos heredados Controller Area Network (CAN) y Local Interconnect Network (LIN), Ethernet se ha convertido en la columna vertebral de las redes de los vehículos, según Jones, incluidos coches y drones. "Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) y los vehículos submarinos no tripulados (UUV), que permiten controlar las condiciones atmosféricas, las mareas y las temperaturas, así como los sistemas autónomos de vigilancia y seguridad de próxima generación, dependen de Ethernet", afirma Jones.

Ethernet creció hasta sustituir a los protocolos de almacenamiento, y hoy es la base de la computación de alto rendimiento, como en los cimientos del superordenador Frontier con HPE Slingshot, que actualmente ocupa el primer puesto entre los superordenadores más rápidos del mundo. Casi todos los "buses especializados" de comunicación de datos, en todos los sectores, están siendo sustituidos por Ethernet, afirma Mark Pearson, tecnólogo jefe de conmutación HPE Aruba Networking y HPE Fellow.

"Ethernet simplificó las cosas. Conectores sencillos, facilidad para hacerlo funcionar en el cableado de par trenzado existente, tipos de trama sencillos que eran fáciles de depurar, facilidad para encapsular el tráfico en el medio, mecanismo de control de acceso sencillo", dijo Pearson. 

Esto hizo que todas las categorías de productos con Ethernet fueran más rápidas, baratas y fáciles de solucionar, explicó Pearson:  

•  NIC integradas en placas base
• Conmutadores Ethernet de cualquier tamaño y velocidad
• Tarjetas NIC Gigabit Ethernet
• Optimizaciones de NIC y conmutadores Ethernet para todo tipo de casos de uso
• Funciones como EtherChannel: unión de canales de conjuntos de puertos en una configuración stat-mux. 

El desarrollo de Ethernet sigue adelante

Su valor futuro también se refleja en la cantidad de recursos de alto nivel dedicados a continuar el trabajo técnico para mejorar las características de Ethernet, dijo John D'Ambrosia, presidente del Grupo de Trabajo IEEE P802.3dj, que está desarrollando la próxima generación de señalización eléctrica y óptica de Ethernet. 

"Para mí es fascinante observar el desarrollo y el modo en que Ethernet une a la industria para resolver problemas, y esta cooperación se viene produciendo desde hace mucho tiempo y no hará sino reforzarse con el paso del tiempo", afirma D'Ambrosia.

Aunque la velocidad máxima de Ethernet, cada vez mayor, acapara gran parte de la atención, también se realizan grandes esfuerzos para desarrollar y mejorar Ethernet de 2,5 Gbps, 5 Gbps y 25 Gbps, de menor velocidad, lo que ha propiciado el desarrollo de un mercado bastante amplio.

Según Sameh Boujelbene, vicepresidente de investigación de mercado de conmutadores Ethernet para centros de datos y campus de Dell'Oro Group, en las dos últimas décadas se han distribuido 9.000 millones de puertos de conmutadores Ethernet, con un valor total de mercado de más de 450.000 millones de dólares. "Ethernet ha desempeñado un papel fundamental a la hora de facilitar la conectividad y conectar objetos y dispositivos en una amplia gama de sectores y, lo que es más importante, a la hora de conectar a personas de todo el mundo", afirma Boujelbene.

En su página web, el IEEE enumera las futuras ampliaciones: interconexiones ópticas de corto alcance basadas en longitudes de onda de 100 Gbps; aclaraciones sobre el protocolo PTP (Precision Time Protocol) Timestamping; Automotive Optical Multigig; próximos pasos en el ecosistema Single-Pair; 100 Gbps en sistemas DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing); 400 Gbps en sistemas DWDM; una propuesta de grupo de estudio para Automotive 10G+ Copper; y Ethernet de 200 Gbps, 400 Gbps, 800 Gbps y 1,6 Tbps.

"La cartera de Ethernet sigue ampliándose, abarcando mayores velocidades y avances revolucionarios como Power over Ethernet (PoE), Single Pair Ethernet (SPE), Time-Sensitive Networking (TSN), etc.", afirma Boujelbene. (SPE define una forma de gestionar la transmisión Ethernet a través de un solo par de hilos de cobre. TSN es una forma estándar de proporcionar una entrega determinista y garantizada de datos a través de una red).

Las tecnologías en evolución confían en Ethernet

Según Holmberg, a medida que avanzan los servicios en la nube, incluida la realidad virtual (RV), la gestión de la latencia adquiere una importancia capital. "Abordar este problema implicará probablemente el uso de Ethernet junto con el Protocolo de Tiempo de Precisión, lo que permitirá a Ethernet evolucionar hacia una tecnología de conectividad con objetivos de latencia definidos", dijo.  

El soporte de sistemas distribuidos a gran escala en los que las operaciones sincronizadas son esenciales requiere una precisión de tiempo del orden de cientos de nanosegundos. "Un buen ejemplo de ello es el sector de las telecomunicaciones, especialmente en el ámbito de las redes 5G y, en última instancia, 6G", explicó Holmberg.

Las redes Ethernet que ofrecen una latencia predefinida también podrían beneficiar a las LAN empresariales, en particular para abordar los requisitos de tecnologías como la IA, dijo, pero también para sincronizar las GPU en los centros de datos. "En esencia, el futuro de Ethernet parece entrelazarse con los paradigmas tecnológicos emergentes, dando forma a su funcionamiento y evolución", afirma Holmberg.

Según D'Ambrosia, la creación de infraestructuras para la informática de IA y el desarrollo de aplicaciones también será un área clave de la expansión de Ethernet. La IA requiere muchos servidores que precisan conexiones de baja latencia, "por lo que la interconexión de alta densidad se convierte en una gran preocupación. Y como intentas hacer las cosas más rápido, la latencia se convierte en un tema porque tienes que resolver estos problemas y utilizar la corrección de errores para obtener un rendimiento adicional del canal. Hay muchas preocupaciones ahí".

Los nuevos servicios impulsados por la IA -como las obras de arte generativas- requerirán enormes inversiones en infraestructuras que utilicen Ethernet como capa fundamental de comunicaciones, afirma Jones.

La IA y la computación en nube son los facilitadores del crecimiento continuo de los servicios que se esperan de los dispositivos y la red, añadió Jones. "Estas nuevas herramientas seguirán impulsando la evolución del consumo de tecnología dentro y fuera del entorno de trabajo", afirmó Jones.

Incluso la expansión de las redes inalámbricas exigirá un mayor uso de Ethernet. "En primer lugar, no puede haber redes inalámbricas sin cable. Todos los puntos de acceso inalámbricos requieren una infraestructura cableada", afirma Greg Dorai, vicepresidente senior de Cisco Networking. "Y los centros de datos a escala masiva que alimentan la nube, la IA y otras tecnologías del futuro están todos conectados entre sí por cables y fibra, todo volviendo a los conmutadores Ethernet".

La necesidad de reducir el consumo de energía de Ethernet también está impulsando su desarrollo.

Por ejemplo, Energy-Efficient Ethernet, que apaga los enlaces cuando no hay mucho tráfico, sería útil cuando es esencial minimizar el consumo de energía, dijo George Zimmerman, presidente del IEEE P802.3dg 100Mb/s Long-Reach Single Pair Ethernet Task Force. Por ejemplo, en los automóviles, donde el tráfico de red es asimétrico o intermitente. "La eficiencia energética es un gran problema en todos los ámbitos de Ethernet. Controla la complejidad de muchas de las cosas que hacemos", afirma. Eso incluye cada vez más sistemas de control industrial y otras tecnologías operativas, "sin embargo, nos queda mucho camino por recorrer antes de que iguale la ubicuidad de Ethernet en TI".

Debido a su ubicuidad, un gran número de profesionales de TI están formados en el uso de Ethernet, lo que lo hace atractivo en áreas que actualmente utilizan protocolos propietarios. Así, en lugar de depender de un grupo relativamente pequeño de personas familiarizadas con ellos, las organizaciones pueden recurrir a un grupo mucho mayor y aprovechar las décadas de desarrollo de Ethernet. "De este modo, Ethernet se convierte en la base sobre la que se asienta el mundo de la ingeniería", afirma Zimmerman.

Ese estatus proyecta un desarrollo continuo de la tecnología y la ampliación de sus usos.

"Sea lo que sea lo que nos depare el futuro, la Ethernet de Bob Metcalf estará ahí conectándolo todo, aunque sea de una forma que ni siquiera Bob reconocería", afirma Dorai. "¿Quién sabe? Puede que mi avatar, entrenado para decir lo que yo quiera, viaje a través de Ethernet para aparecer en una rueda de prensa con motivo del 60 aniversario".