Perché usiamo ancora Ethernet?

Non c'è dubbio che la stragrande maggioranza dei frame Ethernet sta trasportando pacchetti IP. So che ci sono vari altri protocolli che possono essere trasportati anche su Ethernet, ma che possono essere trasportati anche su IP.

Con le moderne reti Ethernet full-duplex, Ethernet si è effettivamente trasformata in un'interconnessione punto-punto tra un endpoint e uno switch, che cambia il pacchetto in base alla destinazione MAC. Gli switch L3 fanno la stessa cosa ma eseguono anche un po 'di routing IP.

Dal momento che utilizziamo Ethernet principalmente come mezzo per trasportare l'IP, c'è qualche motivo per avere quel livello aggiuntivo di sovraccarico L2? Perché non solo instradare i pacchetti in base all'IP di destinazione? Suppongo che, in una certa misura, si spezzerebbe il modello OSI in quanto L2 smetterebbe di esistere.

Immagina una tecnologia a livello di collegamento progettata solo per il trasporto IP e che non avesse alcuna specifica funzionalità L2 o intestazione propria. Switch e router continuerebbero ad esistere come oggi: gli switch sarebbero "router di base" (proprio come gli switch L3) e per lo più prendono solo route fisse e una route predefinita. Cambio di flusso: esiste un percorso per questa destinazione? Attaccalo nella coda di quell'interfaccia. In caso contrario, incollalo nella coda dell'interfaccia della route predefinita.

C'è qualche argomento convincente per mantenere le cose come sono?

Dal momento che utilizziamo Ethernet principalmente come mezzo per trasportare l'IP, c'è qualche motivo per avere quel livello aggiuntivo di sovraccarico L2?

Denominare alcuni protocolli o funzionalità comuni che richiedono overhead L2 come Ethernet:

• Spanning-Tree (richiede 802.2 LLC)
• ISIS (richiede 802.2 LLC)
• Vlans
• ARP (che non è solo per Ethernet)
• Scegli tra IPv4 e IPv6
• Wifi IEEE 802.11 (che condivide molte funzioni di base con Ethernet 802.3, ma fondamentalmente è un protocollo diverso)

La rete Ethernet si è effettivamente trasformata in un'interconnessione punto-punto tra un endpoint e uno switch, che cambia il pacchetto in base alla destinazione MAC. C'è qualche argomento convincente per mantenere le cose come sono?

Stai semplificando eccessivamente l'argomento per suggerire che Ethernet è solo per indirizzamento e punto-punto. IEEE 802.3 copre anche il livello fisico: varie forme di supporti in rame e fibra, codifica sul filo, recupero degli errori, condizionamento della linea e così via. Se aggiungi tutte queste funzioni direttamente su IPv4, hai duplicato molte funzioni all'interno di Ethernet e cosa hai davvero salvato? Ciò ignora anche la monumentale standardizzazione e gli sforzi ingegneristici per incorporarli direttamente in IPv4 e IPv6. Il mio cervello fa male a pensare come funzionerebbe comunque a livello pratico.

Alla fine, l'argomento è l'economia. L'intero pianeta ha progettato server, switch, sistemi operativi, ecc. Intorno al presupposto di uno strato di collegamento tra IP e la codifica del segnale sul filo. Ethernet fa molto per noi ed è estremamente economica perché ora è diventata la tecnologia di interconnessione di fatto per la maggior parte dei computer del pianeta. La sostituzione di Ethernet è in qualche modo simile alla sostituzione del Congresso degli Stati Uniti come organo di governo. Potrebbe non essere perfetto, ma è inconcepibile fare qualsiasi altra cosa a questo punto.

È un'ottima domanda.

Non credo che ci libereremo di Ethernet, poiché i collegamenti multi-accesso saranno ancora necessari a tempo indeterminato.

Tuttavia, gran parte della rete centrale non ha davvero alcuna utilità per DMAC / SMAC, quindi sicuramente dovrebbe esserci una variante "punto a punto" di Ethernet con un frame molto più breve. Invece dell'attuale 18B (DMAC + SMAC + Type + FCS), potresti fare con 6B (Type + FCS).
Questa variante ethernet point-to-point compenserebbe perfettamente l'overhead necessario nel core (etichette MPLS, tag VLAN) in modo che le dimensioni del frame cliente / bordo seguano più da vicino le dimensioni del frame core. Rimuoverebbe anche la necessità di ARP e ND, riducendo i rischi e semplificando il core.
Tecnicamente, non vi è alcun motivo per cui non sia possibile eliminare completamente la parte L2 di Ethernet, ma sarà necessaria la sua parte L1, poiché l'IP stesso non ha specifiche su come codificarlo su qualsiasi filo. Quindi puoi eseguire L1 Ethernet con L2 payload (IP) direttamente sopra di esso.

Sono personalmente convinto che quando arriverà il momento in cui specificheremo la nuova intestazione ethernet per utilizzare EUI64 invece di EUI48, le persone vorranno un punto a punto di quel protocollo L2. Non credo che sarà "null L2", poiché almeno Frame Check Sequence (FCS) e payload-type (IP? MPLS? Ethernet?) Sembrano desiderabili.

Ti risponderò con una domanda assurda ... Perché non usiamo ancora ARCnet ? O Token Ring?

Esistono (erano e saranno) numerose tecnologie di livello 2. Per i sistemi "desktop", ha vinto Ethernet. Perché lo usiamo ancora ... la risposta più semplice è perché funziona; la tecnologia è semplice, economica, robusta e abbondante. (leggi: tecnologia collaudata ) Per la cronaca, ci sono schede ATM "desktop" PCI - non ne vedo una da anni e non ne ho mai vista una effettivamente in uso.

Quello che suggerisci è semplicemente una nuova tecnologia di livello 2. Ti auguro buona fortuna affinché il mondo lo adotti.

[Ok, il token-ring esiste ancora, ma è molto raro.]

C'è qualche argomento convincente per mantenere le cose come sono?

Bella domanda, alcuni pensieri.

1. La compatibilità è spesso più importante dell'efficienza.
2. La maggior parte dei costruttori di rete (al di fuori di alcune applicazioni di sicurezza molto elevate) non desidera assegnare staticamente i dispositivi alle porte. Quindi è necessario un qualche tipo di sistema per localizzare automaticamente i dispositivi.
3. È utile disporre di un identificatore che identifichi un componente hardware specifico ovunque sia collegato.
4. Almeno per IPv4 probabilmente non vogliamo sprecare un indirizzo IPv4 su ogni porta dello switch.

Probabilmente sarebbe possibile progettare un protocollo di collegamento che risolva da 2 a 4 pur avendo un sovraccarico di incapsulamento inferiore rispetto all'inquadramento Ethernet o forse nessun sovraccarico di incapsulamento, ma non sarebbe un caso banale di dire "usa solo IP".

E poi devi ancora convincere la gente circa 1, un sacco di dolore nell'adottare un nuovo standard per un guadagno relativamente piccolo.

Aumentare le velocità mantenendo lo stesso formato dell'inquadratura è il percorso di minor resistenza. Quindi è quello che succede.

Ethernet P2P è possibile. Ma

• Richiede la rete L3 completa (ogni collegamento utilizza un indirizzo IP fisso)
• L'overhead degli indirizzi MAC è ragionevole per i piccoli pacchetti e nei tunnel L2.
• Informazioni sulle prestazioni dei collegamenti. Se il collegamento non è abbastanza veloce, non creare nuovi protocolli e software, fai semplicemente le stesse cose semplici in 10X più velocemente. È come ha vinto Ethernet.
• Informazioni sui tunnel L2. Nella sola rete L3, i tunnel L2 sono insignificanti.
• L'unificazione è una buona cosa.