Английское словосочетание «Triple E» неизбежно ассоциируется у профессионалов с сокращенным названием Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) — одного из ведущих разработчиков стандартов на инфотелекоммуникационные технологии.

В последнее время аббревиатура EEE получила еще одно значение, причем усилиями самого института IEEE. В середине января в его стенах состоялось первое заседание новой группы, сформированной для создания спецификаций Energy Efficient Ethernet (EEE), которые должны регламентировать более эффективное использование незанятых или не полностью загруженных трафиком соединений сетей Ethernet.

Основной принцип, положенный в основу технологии EEE, заключается в прозрачном для пользователя изменении скорости передачи с 10 Мбит/с до 10 Гбит/с — в зависимости от уровня загрузки сети. Уменьшение интенсивности трафика позволяет перейти на пониженную скорость передачи, а значит, сократить энергопотребление ПК или ноутбука, которые, как правило, поставляются с встроенными сетевыми картами Gigabit Ethernet. При росте объемов пересылаемых данных должен выполняться обратный переход. Скажем, при отсутствии передачи данных поддерживается минимальная скорость 10 Мбит/с, при умеренной активности пользователя (отправка электронной почты, просмотр Web-страниц) стоит перейти на 100 Мбит/с, а загрузка из сети большого файла или просмотр потокового видео требуют уже 1 Гбит/с. По оценкам экспертов, средняя степень использования полосы пропускания соединений ЛС между настольными компьютерами и коммутаторами составляет 1–5%, а резкие всплески интенсивности трафика обычно отстоят друг от друга на несколько секунд или даже часов. Целесообразность снижения быстродействия незагруженных сетевых соединений вполне очевидна.

Для практического воплощения этой идеи потребуется изменить процедуру автоматического согласования параметров передачи, в ходе которой коммутатор и сетевой адаптер определяют поддерживаемую скорость (10/100/1000 Мбит/с) перед установкой соединения. Однако возникают две серьезные технические проблемы. Во-первых, скорость передачи должна меняться очень быстро. По словам Майка Беннета, старшего сетевого инженера Лоуренсовской национальной лаборатории США, который возглавил новую рабочую группу IEEE, время переключения на изменившуюся скорость предстоит уменьшить минимум на два порядка. Сегодня процедура автоматического согласования скорости передачи выполняется за 1,4 с, но разработчики EEE ведут речь о миллисекундах. Во-вторых, технология «экономных» сетей Ethernet должна поддерживаться на обоих концах соединения, чего не так-то просто добиться. Если одно из устройств намерено снизить скорость передачи, то, сообщив об этом устройству на противоположном конце соединения, оно сначала само должно остановить передачу пакетов на прежней скорости. И дело упирается в различия размеров буферных емкостей в изделиях разных производителей.

Технология быстрого выбора физической скорости предполагает ее согласование между коммутатором и клиентом ЛВС

Обсуждение конкретных вариантов реализации EEE пока находится на начальной стадии. Сейчас рассматриваются две технологические концепции, затрагивающие канальный и более высокие уровни эталонной модели OSI. Первая относится к механизмам управления, которые будут отвечать за перевод уровня PHY на изменившуюся скорость передачи за несколько миллисекунд. Предложенная для этой цели технология быстрого выбора физической скорости (Rapid PHY Selection, RPS) — 10Base-T, 100Base-T, 1000Base-T или 10GBase-T — предполагает ее согласование между коммутатором и клиентом локальной сети путем оперативного обмена MAC-пакетами. Вторая концепция подразумевает выбор точного момента, в который должна меняться скорость передачи, и пути управления данным процессом. Простейший подход может базироваться на буферной емкости сетевого устройства и установленных пороговых значениях уровня ее заполнения. А уровень использования буфера — неплохой индикатор того, в какой мере текущая скорость передачи соответствует интенсивности сетевого трафика.

Пока разработчики спецификаций EEE намерены сконцентрировать усилия на механизмах управления изменениями скорости, а временные параметры переключения оставить на усмотрение производителей сетевых устройств. Утверждается даже, что в будущем эффективная политика выбора моментов для переключения скорости сможет использоваться поставщиками оборудования как конкурентное преимущество. Такая логика кажется довольно странной. В истории телекоммуникационной индустрии известно немало случаев, когда реализация отдельных аспектов той или иной технологии оставалась нерегламентированной в описывающих ее стандартах. Как правило, это приводило к неполной совместимости продуктов разных фирм, а соответственно, к дополнительным затратам при развертывании или обновлении сетевой инфраструктуры.

Технология EEE сулит крупным компаниям ощутимое сокращение затрат на электроэнергию, стоимость которой в последние годы неуклонно растет. При снижении скорости передачи с 1 тыс. до 10 Мбит/с энергопотребление одного сетевого адаптера падает с 4 до 0,6 Вт, т.е. почти в семь раз. Согласно оценкам экспертов, только в США внедрение технологии EEE позволит ежегодно экономить 450 млн долл. Эту цифру стоит сопоставить с суммарным энергопотреблением в американских офисах, приходящимся на компьютеры и сетевое оборудование. Если верить одному из недавних отчетов Министерства энергетики США, оно составляет 97 ТВтч (в стоимостном выражении — примерно 8 млрд долл. в год), из которых на собственно сетевое оборудование приходится 13 ТВтч (почти 1,1 млрд долл. в год). Другими словами, экономия может достичь 5,5% суммарных затрат, или приблизительно 42% расходов на электроэнергию, потребляемую сетевыми устройствами. Надо ли говорить о том, что в мировом масштабе она будет исчислять уже миллиардами долларов. Правда, не исключено, что из-за слабой совместимости оборудования разных компаний внушительные цифры экономии растают на глазах.

Впрочем, приведенные оценки пока сильно смахивают на дележ шкуры неубитого медведя. Новое подразделение в составе IEEE имеет статус исследовательской группы, и настоящий процесс выработки стандарта начнется лишь при условии, что результаты ее работы получат положительную оценку. Произойдет ли это? Не исключено, что ответ появится еще до конца года.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями