Evolución de las redes ethernet. Pasado y futuro de las redes cableadas

El 2.5GbE está a la vuelta de la esquina. ¿Cual ha sido la evolución de las redes ethernet y cómo hemos llegado hasta el 2.5G y 10G?

Primero hagamos un poco de historia. Corría el año 1998 cuando apareció la primera normativa Gigabit sobre fibra. Un año después, en 1999, apareció la normativa Gigabit sobre cobre. Poco después, en el año 2002, apareció la normativa 10 Gigabit sobre fibra y 4 años después, en 2006, lo mismo sucedió para el cobre.

Dejando de lado la rivalidad entre el cobre y la fibra, donde a grandes rasgos el cobre gana en costes y la fibra gana en longitud, la gran incógnita reside en cuál será la nueva velocidad adoptada en masa para las redes Ethernet. El principal actor seguirá siendo el cobre.

Lo lógico habría sido adoptar 10GbE como el nuevo estándar general, pero la necesidad de alimentar y gestionar dicha conexión ha retrasado considerablemente su implantación masivamente. Alcanzar la tasa de transferencia de 10Gbps en las unidades de almacenamiento para alimentar de datos a la conexión es posible hacerlo ya de forma económica gracias al uso de múltiples unidades SSD SATA o con una unidad SSD NVMe.

Por otro lado el procesador debe ser capaz de gestionar todo ese flujo de datos. Justo ahora, se está empezando a entregar procesadores económicos capaces de gestionar velocidades superiores al GBps. Algunos están basados en arquitectura ARM y otros en x86, ambos de 64bits, como los Atom de la serie C3xxx y los ARMv8 más recientes. Ni siquiera los últimos Celeron son capaces de gestionar tan altas tasas de transferencia, aunque se acercan bastante.

Infraestructura de red

Otro motivo a tener en cuenta es la infraestructura ya instalada. Por un lado, el cableado actual más común suele ser CAT5e, el cual debería soportar hasta 5Gbps. Y por otro lado tenemos el coste de migrar la electrónica de red a 10GbE, que aunque los precios están bajando, todavía no llega al bolsillo de todo el mundo.

Teniendo en cuenta dichos factores y la historia, donde Realtek y otras compañías tuvieron un papel decisivo en la transición de Fast Ethernet (100Mbps) al Gigabit, no me cabe duda de que la actual transición se realizará de forma más escalonada.

Para intentar suplir esta falta de velocidad de transferencia en la red tenemos las agregaciones de enlaces (Link Aggregation) o balanceos de carga mediante la combinación de varios puertos ethernet. Pese a tener un éxito indiscutible en entornos empresariales estas técnicas no se ha extendido en el uso doméstico. Debemos tener en cuenta que hace falta tener ciertos conocimientos para realizar este tipo de conexiones y además necesitamos un hardware especial como puede ser un switch gestionado.

Entonces, si en 2006 ya se estableció el estándar 10GbE, ¿por qué 10 años después, en 2016, se estableció un estándar "inferior", como es IEEE 802.3bz, que define los parámetros de las conexiones a 2.5GbE y 5GbE sobre cobre (CAT5e o superior)? La respuesta es muy sencilla: el precio. El coste de una conexión Multi-Gigabit de 2.5GbE (o 5GbE) es notablemente inferior al de 10GbE y además de no requiere cambios en el cableado instalado.

Fabricantes 2.5GbE 

Muchos fabricantes, entre ellos QNAP, tuvieron que dar soporte a dicho estándar tras presentar sus dispositivos 10GbE, lo cual indica claramente la tendencia del mercado. No cabe duda que en un mercado donde los operadores ofrecen conexiones simétricas Gigabit (o incluso más), las conexiones de red Gigabit en una red interna están completamente obsoletas y fuera de lugar. El futuro más inmediato pasa por las redes Multi-Gigabit.

Empresas como Aquantia o Mellanox y sus soluciones a 10GbE son excelentes opciones para profesionales, pero el coste aún queda lejos de ser asequible para todos. Por este motivo Realtek nuevamente tiene un papel importante en la actual transición de Gigabit a Multi-Gigabit. El año pasado, sin mucha repercusión mediática, presentó su línea de chipsets a 2.5GbE:

- RTL8125: diseñado para integrar tarjetas de red en dispositivos embebidos u ordenadores.
- RTL8156: diseñado para tarjetas de red USB 3.x, cuyo caudal máximo es de 5Gbps.
- RTL8226: diseñado para routers y switchs.

Estos chips están basados en el bus PCI-Express 2.0 x1, con un ancho de banda de 5Gbps, lo cual, permite una conexión 5GbE o dos a 2.5GbE. Cada conexión a 2.5GbE tiene un caudal teórico máximo de 325MB/s, lo cual debería satisfacer las necesidades de la mayoría de los usuarios domésticos.

Las nuevas tarjetas de red a 2.5GbE (PCIe 2.0 x1) basadas en el chip RTL8125 de Realtek son la próxima revolución enfocado al sector doméstico. Compatibles con Win/MacOS/Linux alcanzan casi 300MBps de transferencia y costarán menos de 30€.

¿Cómo se traduce todo esto en la práctica? 

En el ámbito de los ordenadores, por un lado Apple ofrece directamente 10GbE y compatibilidad Multi-Gigabit (2.5GbE y 5GbE) en sus equipos de mayor gama enfocados al sector profesional. En cuanto a PC, ASRock es uno de los primeros modelos que integran una conexión 2.5GbE en sus placas basadas en Z390, como la ASRock Z390 Phantom Gaming 9. Le siguen otras marcas como MSI (X299), Gigabyte (X299/X570), etc...

Si hablamos de NAS comerciales, ASUSTOR es la primera en integrar una conexión a 2.5GbE (dual) en su reciente serie Nimbustor 4

QNAP no quiere quedarse fuera y ha lanzado el adaptador de USB 3.0 a 5GbE, el QNA-UC5G1T para NAS y PCs. Está basado en el chip Aquantia AQC11U y es compatible con redes 5GbE, 2.5GbE y gigabit. Al tener conexión USB 3.0 es compatible con prácticamente cualquier dispositivo.

No obstante es más que probable que tanto QNAP como Synology ofrezcan modelos con conexiones a 2.5GbE o 5GbE en los próximos meses.

Equipos 2.5G

En el ámbito de la electrónica de red, el ASUS ROG Rapture GT-AX11000 ya dispone de un puerto 2.5GbE y conectividad inalámbrica WiFi 6 (802.11 ax)

También tenemos otros fabricantes como Netgear con una amplia gama de switchs dedicada a 2.5/5GbE, algún punto de acceso (Netgear WAC70) y varios routers 10GbE compatibles. AVM también está a punto de lanzar un modelo de su router Fritz con conexión 2.5GbE.  Trendnet tiene dos switchs gestionados a 2.5GbE mayoritariamente, TPE-30102WS y TEG-30102WS, y adaptadores USB, TUC-ET2G (2.5GbE) y TUC-ET5G (5GbE). Y así podría estar un buen rato...

Obviamente, cualquier dispositivo 10GbE (o Multi-Gigabit) debería ser compatible con normativas de inferior velocidad como 5GbE, 2.5GbE, GbE y 100Mbps. Esto en algunos casos puede ser un "desperdicio" de recursos.

En resumen, aunque pudiera parecer que la transición de Gigabit a 10GbE es inmediata, me temo que no va a ser así en absoluto. El mercado ya está preparado para ofrecer productos que nos servirán para que dicha transición sea lo menos traumática posible para todos como la serie Nimbustor de ASUSTOR.

Estad atentos porque pronto podrás ver una review y un test de rendimiento de este equipo aquí mismo.