Технология 10-Gigabit Ethernet (10GbE) описывается стандартом IEEE 802.3ae , которыйопределяет полнодуплексную передачу данных со скоростью 10 Гбит/с по волоконно-оптическому кабелю. Максимальные расстояния передачи зависят от типа используемого волокна. Используя одномодовое волокно как среду передачи, максимальное расстояние передачи – 40 километров. В настоящее время разрабатываются стандарты для технологий Ethernet со скоростью передачи 40 Гбит/с, 80 Гбит/с, 100- Гбит/с.
Стандарт 10GbE на физическом уровне позволяет увеличить расстояние связи до 40 км по одномодовому волокну и обеспечить совместимость с сетями синхронной цифровой иерархии (SDH) и фотонными сетями, использующими уплотнение по длине волны DWDM. Функционирование на 40-километровом расстоянии, скорость передачи до 10 Gbps и совместимость с системами SDH делает технологию 10GbE не только технологией локальных, но и технологией глобальных сетей. Таким образом, стандарт развивается не только для LAN, но также для MAN и WAN. Поскольку в технологии 10GbE используется только полнодуплексная связь, в режиме CSMA/CD нет необходимости. Следовательно, в сетях исключается использование концентраторов hub.
Стандарт 802.3ae управляет семейством 10GbE, которое включает новые технологии:
10 GBASE - SR –для коротких расстояний по уже установленному многомодовому волокну, поддерживает связь на расстоянии от 26 м до 82 м.
10 GBASE - LX 4 – использует технологию уплотнения по длины волне (WDM ), поддерживает связь на расстоянии от 240 м до 300 м по уже установленному многомодовому волокну и до 10 км по одномодовому волокну.
10 GBASE - LR и 10 GBASE - ER – обеспечивает связь от 10 км до 40 км по одномодовому волокну.
10 GBASE - SW , 10 GBASE - LW и 10 GBASE - EW – технологии с общим названием 10 GBASE - W , предназначены, чтобы обеспечить работу оборудования глобальных сетей с модулями SONET/SDH.
Для 10-Gigabit Ethernet не предусмотрены повторители, поскольку полудуплексный режим не поддерживается.
Ниже приведены некоторые параметры спецификаций технологии 10GbE.
Таблица 5.3
Параметры спецификаций технологии 10GbE
|
Спецификация |
Длина волны |
Расстояние |
|
В заключение следует отметить, что в настоящее время технологии Ethernet является стандартом для различных соединений: горизонтальных, вертикальных и связи между зданиями. Новые версии Ethernet стирают различие между локальными и глобальными сетями. Трудно назвать сеть локальной, когда в сегменте, использующим технологию 10GbE, передаются данные на расстояние в 40 км.
В сетях Ethernet передача информации производится по трем составляющим сетевой среды:
По медным кабелям со скоростью примерно 1000 Мбит/с, и возможно больше.
По беспроводной среде (радиоканалы) – примерно 100 Мбит/с и больше.
По оптическим кабелям со скоростью примерно 10000 Мбит/с и в ближайшем будущем до 100 Гбит/с и больше.
Медная и беспроводная среда имеют определенные физические и практические ограничения на высокочастотные сигналы. В волоконно-оптических системах ограничивающим фактором является электронная технология (emitters and detectors) и производственные процессы волокна.
В ранних версиях технологии Ethernet, использующей концентраторы в полудуплексном режиме, с возможностью возникновения коллизий (CSMA/CD), не рассматривался вопрос качества обслуживания (QoS). Однако на современном этапе при передаче определенных видов трафика, например, IP телефония и видео этот вопрос стал очень важным. Полнодуплексные быстродействующие технологии (Gigabit Ethernet, 10GbE) обеспечивают достаточную поддержку разнообразных приложений. Это делает потенциальные приложения Ethernet еще шире.
Ethernet является широко распространенной и доминирующей технологией для проводных локальных сетей. Преимущественно используется в корпоративных ЛВС, для обеспечения ШПД, в ЦОДах, а также для связи между сетями MAN и даже WAN. Рынок решений на основе Ethernet достиг достаточных размеров для того, чтоб ускорить увеличение скоростей для конкретных видов использования. Залог популярности технологии Ethernet кроется в наличии недорогих, надежных и совместимых сетевых решений от целого ряда поставщиков. Успешность гигабитного и 10-гигабитного Ethernet подтверждает важность выбора технологий, связанных с управлением сети.
Технология Ethernet появилась в начале 1980-х годов и с тех пор стала основным решением для развертывания локальных вычислительных сетей (ЛВС) в офисном пространстве. Требования к пропускной способности ЛВС стремительно росли из года в год. К счастью, росла и пропускная способность Ethernet. Сейчас на дворе эпоха гигабитного Ethernet.
Изначально Ethernet представлял собой систему на базе шинной топологии со скоростью передачи данных 2.94 Мбит/с по коаксиальному кабелю. В топологии типа «общая шина» все рабочие станции подключены к одному кабелю, при этом станции не могут передавать одновременно, а только последовательно. Использование шины регулируется с помощью протокола управления доступом к среде (Medium Access Control – MAC), в основе которого лежит принцип обнаружения конфликтов. По сути, каждая рабочая станция может свободно передавать MAC-кадры по шине. Если станция обнаруживает конфликт при передаче, она приостанавливает передачу и через некоторое время предпринимает новую попытку.
Рис.1. Стандарты физического уровня IEEE 802.3
Первым поступившим в продажу оборудованием на основе Ethernet стали системы на базе шинной топологии со скоростью 10 Мбит/с. Их появление совпало с разработкой единого стандарта Ethernet комитетом IEEE 802.3. Также, не меняя MAC-протокол или формат MAC-кадров, можно было использовать конфигурацию на базе топологии «звезда», при которой трафик идет через центральный узел, а пересылка данных через узел возможна в определенный момент времени только одной станцией. Для повышения пропускной способности вместо узла используется коммутатор, что позволяет работать в полнодуплексном режиме. При использовании коммутатора применяются тот же формат и протокол MAC, однако обнаружения конфликтов больше не требуется. По мере роста спроса и требований к пропускной способности был усовершенствован MAC-уровень. В частности, были увеличены кадры MAC-уровня.
В настоящее время скорость систем Ethernet достигает 100 Гбит/с. На рис.1 обобщена информация об этапах развития стандартов IEEE 802.3.
Технология Ethernet быстро завоевала всеобщее признание и стала основной технологией для ЛВС, со временем также распространившись на региональные вычислительные сети. Она применяется в различных целях и средах.
Ошеломляющий успех технологии Ethernet обусловлен ее чрезвычайно высокой адаптивностью. При любой пропускной способности используется один и тот же протокол и формат кадров MAC. Различия наблюдаются на физическом уровне, в определении метода сигнализации и средствах передачи.
Теперь рассмотрим характеристики Ethernet с гигабитными скоростями передачи данных.
Гигабитный Ethernet (1 Гбит/с)
На протяжении многих лет первоначальной мощности Ethernet (10 Мбит/с) было достаточно для удовлетворения нужд большинства офисов. Однако к началу 1990-х годов стала очевидна необходимость повышения скорости передачи дынных для поддержки растущей нагрузки трафика в типичной локальной сети.
Основными движущими силами процесса повышения скорости Ethernet стали:
Высокоскоростные магистральные сети: по мере роста требований к производительности компьютеров, компании стали создавать системы ЛВС, связанные высокоскоростными магистральными линиями.
Для удовлетворения таких потребностей комитет IEEE 802.3 разработал ряд спецификаций для повышения пропускной способности Ethernet до 100 Мбит/с, а еще через несколько лет были созданы стандарты для гигабитного Ethernet. В каждой новой спецификации новые средства передачи и схемы кодировки строились на основе уже известной технологии Ethernet, что делало переход на новые стандарты проще, чем если бы каждый раз спецификации создавались с нуля.
Гигабитный стандарт включает ряд вариантов передачи данных (Рис. 2):
В первых трех из вышеприведенных вариантов гигабитного Ethernet используется система кодирования 8B/10B, в которой 8-битные символы при передаче кодируются 10 битами. Добавление битов выполняет две функции. Во-первых, в результате код обеспечивает стабильное соотношение нолей и единиц по сравнению с некодированным потоком и позволяет ограничить число подряд идущих нолей и единиц, которые иначе бы замедляли синхронизацию между отправляющим и получающим устройствами. Во-вторых, код позволяет выявлять ошибки.
Для 1000BASE-T используется кодирование 4D-PAM5, сложная система, описание которой не входит в задачи данной статьи.
Как правило, при использовании гигабитного Ethernet, опорный коммутатор ЛВС со скоростью 1 Гбит/с обеспечивает связь по магистральной линии с центральными серверами и коммутаторами Ethernet высокоскоростных рабочих групп. Каждый коммутатор рабочей группы поддерживает как связь со скоростью 1 Гбит/с для соединения с опорным коммутатором ЛВС и поддержки высокопроизводительных серверов рабочих групп, так и связь со скоростью 100 Мбит/с для работы с высокопроизводительными рабочими станциями, серверами и коммутаторами ЛВС со скоростью 100 Мбит/с.
10-гигабитный Ethernet
Еще не высохли чернила на спецификациях гигабитного Ethernet, когда стало ясно, что по мере роста трафика эта технология не сможет удовлетворить растущие потребности даже в краткосрочной перспективе. В связи с этим комитет IEEE 802.3 вскоре принял стандарт 10-гигабитного Ethernet. Основным требованием для нового стандарта было повышение внутрисетевого трафика (локальные взаимосвязанные сети) и интернет-трафика.
Стремительный рост внутрисетевого и интернет-трафика стал результатом целого ряда факторов:
Рост количества сетевых подключений.
Рост скорости соединения каждой рабочей станции (например, пользователи с подключением 10 Мбит/с стали переходить на 100 Мбит/с, а те, кто пользовался аналоговыми модемами 56K стали переходить на DSL или кабельные модемы).
Распространение приложений, требующих большой пропускной способности сети, например, высококачественного видео- контента.
Рост трафика по интернет-хостингу и хостингу приложений.
Изначально 10-гигабитный Ethernet использовался на высокоскоростных локальных магистральных линиях, соединяющих мощные коммутаторы. По мере повышения требований к пропускной способности, 10-гигабитный Ethernet стали применять и в других сегментах сети, включая серверные фермы, опорные и локальные сети. Эта технология позволяет интернет-провайдерам и поставщикам услуг сетевого доступа обеспечивать высокую скорость связи при минимальных издержках между коммутаторами операторского класса и маршрутизаторами.
Данная технология также позволяет строить сети MAN и WAN, соединяющие географически удаленные друг от друга ЛВС между кампусами или точками присутствия (PoP). Таким образом, Ethernet стал конкурировать с протоколом АТМ (асинхронный режим передачи) и другими географически распределенными системами и сетевыми технологиями передачи данных. В большинстве случаев, когда требования заказчика сводятся к передаче данных и использованию TCP/IP, 10-гигабитный Ethernet обладает существенными преимуществами по сравнению с протоколом АТМ как для конечных пользователей, так и для провайдеров. К таким преимуществам относятся следующие:
Не требуется осуществлять дорогостоящую конвертацию пакетов Ethernet в ячейки АТМ, существенно снижающую пропускную способность; вся сеть работает по технологии Ethernet.
Сочетание IP и Ethernet обеспечивает возможность отслеживать качество и класс предоставляемых услуг передачи данных на сопоставимом с АТМ уровне, то есть продвинутые технологии управления трафиком доступны как пользователям, так и провайдерам.
Максимальное расстояние колеблется от 300 метров до 40 килo- метров. Связь работает исключительно в полнодуплексном режиме на различном оптоволоконном оборудовании.
Для 10-гигабитного Ethernet предусмотрены четыре стандарта физической среды (Рис. 3). Первые три имеют по два подвида: R и W. Буквой R обозначаются виды физической среды, в которых применяется технология кодирования 64B/66B (66 бит линейного кода на 64 бита данных), обладающая теми же преимуществами, что и 8B/10B при более низких накладных расходах. Стандарты R предназначены для так называемого темного волокна, то есть для не работающих в данный момент каналов волоконно-оптического кабеля, которые не соединены с каким-либо оборудованием. Буквой W обозначаются виды физической среды, в которых также используется код 64B/66B, и имеется возможность подсоединения к оборудованию синхронных оптических сетей.
Ниже приведены описания четырех стандартов физической среды:
40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet
Ethernet – оптимальная и наиболее распространенная технология для проводных локальных сетей. Именно ей отдается предпочтение при развертывании корпоративных ЛВС, обеспечении работы широкополосного доступа и центров обработки и хранения данных (ЦОДов). Ethernet также пользуется популярностью в рамках сетей MAN и даже WAN.
Кроме того, Ethernet на данный момент является наиболее популярным средством предоставления проводного сигнала для обеспечения работы таких беспроводных технологий как Wi-Fi and WiMAX в локальных сетях Ethernet.
Рис.4. Пример конфигурации 100-гигабитного Ethernet для крупного
объекта с множеством сверхкомпактных серверов
Популярность технологии Ethernet обусловлена наличием недорогих, надежных и совместимых сетевых продуктов от различных поставщиков. По мере сближения и объединения различных средств связи, разрастания серверных ферм, популяризации IP-телефонии, IP-телевидения и приложений Web 2.0 появился спрос на коммутаторы Ethernet с еще большей пропускной способностью. Появлению 100-гигабитного Ethernet способствовало следующее:
Точки обмена интернет-трафиком и опорные сети крупных провайдеров: через эти узлы проходят огромные потоки информации, что не может не способствовать переходу на 100-гигабитный Ethernet.
В 2007 году рабочая группа IEEE 802.3 разрешила создать проектное подразделение IEEE P802.3ba по разработке 40-гигабитного и 100-гигабитного Ethernet. В запросе на создание проекта 802.3ba приводилось множество примеров ситуаций, в которых необходимая пропускная способность выше, чем 10 Гбит/с. Речь шла о точках обмена интернет-трафиком, высокопроизводительных вычислениях и доставке видео по запросу. В запросе также приводилось обоснование наличия в новом стандарте двух скоростей передачи данных (40 и 100 Гбит/с), согласно которому темпы роста потребностей сетей и конечных станций неодинаковы.
На Рис. 4 показаны примеры использования 100-гигабитного Ethernet. В крупных ЦОДах с большим количеством сверхкомпактных серверов наблюдается тенденция по оснащению отдельных серверов 10-гигабитными портами, чтобы они могли справляться с большими объемами проходящего через них трафика. Обычно в одной стойке несколько серверов и один или два 10-гигабитных коммутаторов для соединения всех серверов и взаимодействия с другими стойками. Коммутаторы обычно встроены в стойку и называются ToR (Top-of-Rack)-коммутаторами. Термин ToR считается синонимом понятия «коммутатор доступа», даже если он не расположен на верхнем этаже стойки (top of rack). Обеспечение связи между множеством стоек сверхкомпактных серверов за счет установки в них дополнительных 10-гигабитных коммутаторов представляется все менее целесообразным для крупных ЦОДов, предоставляющих, например, услуги по хранению и обработке облачных данных. Для обработки все большего объема данных требуются коммутаторы с пропускной способностью более 10 Гбит/с. С их помощью можно не только обеспечить связь между серверными стойками, но и соединение с внешними устройствами посредством контроллеров сетевого интерфейса (NICs).
Первые устройства этого уровня появились в 2009 году, а создание стандарта IEEE 802.3ba завершилось в 2010 году. Пока большинство компаний отдает предпочтение 40-гигабитным коммутаторам, однако, ожидается, в ближайшие годы рыночная доля 40-гигабитного и 100-гигабитного Ethernet существенно вырастет.
Стандартом IEEE 802.3ba предусмотрено три типа среды
Обозначения:
Медь: K = объединительная плата; C = соединение кабелей
Оптоволокно: S = короткий (100 м); L — длинный (10 км);
E = расширенный диапазон (40 км)
Система кодирования: R = блочное кодирование 64B/66B
Последняя цифра: кол-во линий (медный кабель или длина волн для оптоволокна)
(Таблица 1): медная плата, твин-аксиальный кабель (что-то вроде коаксиального кабеля) и оптоволокно. Для меди предусмотрено четыре отдельные физические линии. Для оптоволокна предусмотрены либо 4, либо 10 длин волн в зависимости от расстояния и пропускной способности.
Метод многополосного распределения (Multilane Distribution, MLD)
В основе стандарта 802.3ba лежит технология MLD, позволяющая достигать требуемых скоростей. В этой связи необходимо рассказать о двух концепциях: собственно об MLD и о виртуальных полосах.
В целом, метод MLD заключается в том, что для обеспечения скорости в 40 Гбит/с или 100 Гбит/с можно соединить конечную станцию с Ethernet коммутатором или два коммутатора по нескольким параллельным полосам (каналам). Эти полосы могут быть отдельными проводами, например, соединение узлов четырьмя параллельными витыми парами. Другой вариант заключается в разделении полос по частоте, как это делается с помощью технологии WDM по оптоволоконному кабелю.
Для наглядности, остановимся на конкретном примере многополосной структуры физического подуровня PMA (Physical Medium Attachment, модуль доступа к физической среде). Создаваемые полосы называются виртуальными полосами. Если количество полос в электрическом или оптическом канале не совпадает, виртуальные полосы принимаются соответствующим количеством физических полос подуровня PMD (Physical Medium Dependent, зависимый от физической среды модуль). Это вид обратного мультиплексирования.
На Рис. 5(a) показана схема виртуальных полос. Поток данных пользователя кодируется по системе 64B/66B, которая также применяется в 10-гигабитном Ethernet. Данные поступают в виртуальные полосы путем чередования 66-битных блоков (первое слово – первая полоса, второе слово – вторая полоса и т. п.) В каждую виртуальную полосу периодически добавляется уникальный «выравнивающий» 66-битный блок. Эти блоки используются для выявления и упорядочивания виртуальных полос и восстановления общего потока данных.
Затем виртуальные полосы передаются по физическим полосам. Если физических полос меньше, чем виртуальных, используется мультиплексирование на уровне битов. Количество виртуальных полос должно быть кратно (1 или более) количеству физически полос.
На Рис. 5(b) показан формат выравнивающих блоков. Блок состоит из восьми однобайтовых ячеек, перед которыми идет двухбитное поле синхронизации со значением 10. Ячейки Кадр содержат последовательность кадров, присущую всем виртуальным полосам и используемую получателем для выстраивания блоков. Поля VL# содержат информацию об уникальных характеристиках виртуальных полос: одна ячейка содержит двоичный код, обратный содержанию второй ячейки.
25-гигабитный и 50-гигабитный Ethernet
Одним из вариантов внедрения 100-гигабитного Ethernet является создание четырех 25-гигабитных полос. Таким образом, разработка стандартов 25-гигабитного и 50-гигабитного Ethernet на основе одной или двух полос не представляет особой трудности. Наличие двух альтернативных решений, основанных на технологии 100-гигабитного Ethernet, позволило бы пользователям более гибко реагировать на текущие и будущие запросы, поскольку такое решение позволяет без особых усилий повысить пропускную способность.
Такие рассуждения привели к образованию консорциума 25-гигабитного Ethernet силами ведущих провайдеров облачных услуг, включая Google и Microsoft. Цель этого консорциума заключается в поддержке совместимости в рамках отраслевого стандарта Ethernet для повышения производительности и снижения издержек в расчете на Гбит/с соединения между сетевой картой сервера и ToR коммутатора. Принятая консорциумом спецификация предусматривает однополосный 25-гигабитный Ethernet протокол и двухполосный 50-гигабитный Ethernet протокол. Пропускная способность этих решений превышает мощность физических полос по твинаксиальному медному кабелю от стойки до коммутатора до 2,5 раз по сравнению с 10-гигабитным и 40-гигабитным Ethernet. В настоящее время в рамках комитета IEEE 802.3 ведется разработка необходимых стандартов для 25-гигабитного Ethernet, которые также могут включать 50-гигабитный Ethernet.
Пока сложно сказать какой из этих вариантов (25, 40, 50 или 100 Гбит/с) завоюет рынок. В среднесрочной перспективе, скорее всего, 100-гигабитные коммутаторы будут преимущественно востребованы на крупных объектах, тогда как возможность использовать менее дорогие и не такие быстрые альтернативы дает компаниям различные варианты по наращиванию пропускной способности по мере роста спроса.
400-гигабитный Ethernet
Со временем запросы увеличиваются. Комитет IEEE 802.3 в настоящее время изучает возможность создания 400-гигабитного стандарта Ethernet. Пока о каких-либо конкретных сроках не сообщалось. А если заглянуть еще дальше в будущее, мало кто спорит с тем, что когда-нибудь будет и стандарт для терабитного Ethernet (один терабит – триллион бит в секунду).
2,5-гигабитный и 5-гигабитный Ethernet
В силу универсальности и вездесущности Ethernet, а также по мере разработки стандартов для все более высоких скоростей, появилось предложение о стандартизации 2,5-гигабитного и 5-гигабитного варианта Ethernet. Это предложение пользуется всеобщей поддержкой. Эти стандарты имеют сравнительно небольшую скорость. Их называют Multirate Gigabit BASE-T (MGBASE-T). В настоящее время Альянс MGBASE-T занимается координацией разработки стандартов без участия IEEE. Не исключено, что в конечном счете комитет IEEE 802.3 подготовит стандарты, в основу которых ляжет проделанная в отрасли работа.
Эти два варианта в первую очередь предназначены для доставки беспроводного трафика IEEE 802.11ac в проводные сети. IEEE 802.11ac – это 3,2-гигабитный стандарт для Wi-Fi, который пользуется все большей популярностью там, где требуются скорости выше 1 Гбит/с. Например, речь может идти о беспроводной связи в офисном пространстве. Новый беспроводной стандарт предоставляет больше возможностей по сравнению с гигабитным Ethernet, при этом не требуя перехода на 10-гигабитный Ethernet, что на ступень выше. Если бы 2,5-гигабитный и 5-гигабитный Ethernet мог работать на кабеле для гигабитного Ethernet, такой стандарт обеспечил бы повышение скорости для точек доступа, поддерживающих беспроводные сети 802.11ac с высокой пропускной способностью.
Залог популярности технологии Ethernet кроется в наличии недорогих, надежных и совместимых сетевых решений от целого ряда поставщиков. Различные виды связи сливаются в одно целое, разрастаются огромные серверные фермы, растет использование IP-телефонии, IP-телевидения и приложений Web 2.0. Все это делает потребность в повышении скорости коммутаторов Ethernet еще более насущной.
Заключение
Ethernet является широко распространенной и доминирующей технологией для проводных локальных сетей. Преимущественно используется в корпоративных ЛВС, для обеспечения ШПД, в ЦОДах, а также для связи между сетями MAN и даже WAN. Кроме того, в настоящее время Ethernet является основным средством подсоединения таких беспроводных технологий как Wi-Fi и WiMAX к сетям Ethernet. Рынок решений на основе Ethernet достиг достаточных размеров для того, чтоб ускорить увеличение скоростей для конкретных видов использования. Например, речь идет о 25-гигибитном и 50-гигабитном Ethernet для ЦОДов и о 2,5-гигабитном и 5-гигабитном Ethernet для обеспечения работы беспроводных сетей. Доступность широкого спектра стандартизированных Ethernet решений позволяет операторам сетей предлагать индивидуальные решения, позволяющие оптимизировать деятельность, снизить расходы и потребление энергии.
Залог популярности технологии Ethernet кроется в наличии недорогих, надежных и совместимых сетевых решений от целого ряда поставщиков. Различные виды связи сливаются в одно целое, разрастаются огромные серверные фермы, растет использование IP-телефонии, IP-телевидения и приложений Web 2.0. Все это делает потребность в повышении скорости коммутаторов Ethernet еще более насущной.
Успешность гигабитного и 10-гигабитного Ethernet подтверждает важность выбора технологий, связанных с управлением сети. 40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet совместимы с существующими ЛВС, программным обеспечением по управлению сетью и приложениями. Именно совместимостью объясняется долголетие технологии, которая появилась 30 лет назад и остается востребованной в современном быстроменяющемся мире.
В технологии 10GBase-T кабели, разъемы и порты выглядят точно так же, как у гигабитного Ethernet. Вследствие обратной совместимости и недорогих доступных кабелей, технология 10G рано или поздно станет преемником Gigabit Ethernet: среди оборудования класса High-End уже доступны отдельные материнские платы с поддержкой 10G-LAN. Материнская плата с функцией Turbo LAN Некоторые материнские платы для современных высокопроизводительных платформ AMD Threadripper и Intel Skylake-X, такие как ASUS ROG Zenith Extreme, поддерживают технологию десятигигабитного Ethernet; здесь - в форме дополнительного модуля ROG Areion 10G. Первую сетевую плату 10G для потребителей предлагает Asus (XG-C100C, цена около 7500 рублей). Мы поставили две из них на двух ПК (платы PCIe-x4 также подходят к слотам x16 или x8), установили драйвер с веб-сайта Asus и соединили оба компьютера напрямую, как описано выше.
Тестовая программа iPerf определила скорость передачи данных около 6,6 Гбит/с. Файл размером 1,6 Гбайт был скопирован за 3,6 c, что соответствует скорости копирования 447 Мбайт/с. Это показывает, что в данном случае «узким местом» становятся накопители ПК. Установка дополнительной 10-гигабитной платы Подобные карты устанавливаются во всех ПК, оснащенных быстрыми SSD-накопителями и соединяемых с таким же быстрым оборудованием. Первой десятигигабитной платой для конечных клиентов является Asus XG-C100C, которая может быть установлена в любой слот PCIe (x4 и выше). С пропускной способностью 6,6 Гбит/с технология 10GBase-T стремится к обещанной скорости 10 Гбит/с, но пока не приближается к этой границе. Несоответствие объясняется подключением сетевых плат в ПК (все-таки скорость уже находится в диапазоне, который может обеспечить шина PCIe) и ограничениями протокола передачи данных.
Применение кабелей различной длины (от двух до десяти метров) не показывает никаких различий, по крайней мере в отношении кабелей категории 6a, официально необходимых для реализации технологии 10G. Даже с использованием кабелей Cat 5e длиной до трех метров мы достигали такой же скорости передачи данных.
Наряду с десятигигабитной сетевой платой компания Asus предлагает коммутатор XG-U2008 (около 17 500 рублей) с двумя десятигигабитными и восемью гигабитными портами. Он значительно упрощает настройку и использование, так как в этом случае все десятигигабитные и гигабитные компьютеры находятся в одной сети. Маршрутизатор для 10-гигабитного Ethernet Два левых порта Asus XG-U2008 поддерживают скорость 10 Гбит/с через обычный кабель ЛВС. Можно соединить один из гигабитных портов с существующим коммутатором. Два ПК с десятигигабитными картами (например, файловый сервер и рабочая станция) подключаются к двум десятигигабитным портам. Клиентов, которые должны получать максимально быстрый доступ к файловому серверу или рабочей станции, необходимо подсоединить к остальным гигабитным портам XG-U2008.
При одновременном доступе некоторые клиенты могут использовать полную скорость 1 Гбит/с. Устройства, которым не требуется настолько быстрый доступ к компьютерам, использующим технологию 10G, остаются подключенными к исходному коммутатору. Приятный бонус: в ходе тестирования XG-U2008 показал скорость, примерно на 5% выше, чем при прямом 10G-соединении.
Введение
Сети на основе 10/100 Мбит/с Ethernet будет более чем достаточно для выполнения любых задач в небольших сетях. Но как насчет будущего? Вы подумали о потоках видео, которые будут проходить по сети вашего дома? Справится ли с ними 10/100 Ethernet?
В нашей первой статье, посвященной гигабитному Ethernet, мы вплотную с ним познакомимся и определим, нужен ли он вам. Мы также постараемся узнать, что вам потребуется для создания "готовой к гигабиту" сети и проведем краткий экскурс в гигабитное оборудование для небольших сетей.
Что такое гигабитный Ethernet?
Гигабитный Ethernet также известен как "гигабит по меди" или 1000BaseT . Он представляет собой обычную версию Ethernet, работающую на скоростях до 1.000 мегабит в секунду, то есть в десять раз быстрее 100BaseT.
Основой гигабитного Ethernet является стандарт IEEE 802.3z , который был утвержден в 1998 году. Однако в июне 1999 года к нему вышло дополнение - стандарт гигабитного Ethernet по медной витой паре 1000BaseT . Именно этот стандарт смог вывести гигабитный Ethernet из серверных комнат и магистральных каналов, обеспечив его применение в тех же условиях, что и 10/100 Ethernet.
До появления 1000BaseT для гигабитного Ethernet необходимо было использовать волоконно-оптический или экранированный медный кабели, которые вряд ли можно назвать удобными для прокладки обычных локальных сетей. Данные кабели (1000BaseSX, 1000BaseLX и 1000BaseCX) и сегодня используются в специальных областях применения, поэтому мы не будем их рассматривать.
Группа гигабитного Ethernet 802.3z прекрасно справилась со своей работой - она выпустила универсальный стандарт, в десять раз превышающий скорость 100BaseT. 1000BaseT также является обратно совместимым с 10/100 оборудованием, он использует CAT-5 кабель (или более высокую категорию). Кстати, сегодня типичная сеть построена именно на базе кабеля пятой категории.
Нужен ли он нам?
В первой литературе о гигабитном Ethernet в качестве области применения нового стандарта указывался корпоративный рынок, и чаще всего - связь хранилищ данных. Поскольку гигабитный Ethernet обеспечивать в десять раз больший канал, чем привычный 100BaseT, естественным применением стандарта является соединение участков, требующих высокую пропускную способность. Это связь между серверами, коммутаторами и магистральными узлами. Именно там гигабитный Ethernet необходим, нужен и полезен.
По мере снижения цен на гигабитное оборудование область применения 1000BaseT расширилась до компьютеров "опытных пользователей" и рабочих групп, использующих "требовательные к пропускной способности приложения".
Поскольку потребности в передаче данных у большинства небольших сетей более чем скромные, вряд ли им когда-нибудь понадобится пропускная способность сети 1000BaseT. Давайте рассмотрим некоторые типичные области применения небольших сетей и оценим их потребность в гигабитном Ethernet.
Нужен ли он нам, продолжение
Подобное применение характерно, скорее, для малых офисов, особенно в компаниях, занимающихся графическим дизайном, архитектурой или другим бизнесом, связанным с обработкой файлов размером в десятки-сотни мегабайт. Вы легко подсчитаете, что 100-мегабайтный файл будет передан по 100BaseT сети всего за восемь секунд [(100Мбайт x 8бит/байт)/ 100 Мбит/с]. В действительности же многие факторы ухудшают скорость передачи, так что ваш файл будет передаваться несколько дольше. Некоторые из этих факторов связаны с операционной системой, запущенными приложениями, количеством памяти на ваших компьютерах, скоростью процессора и возрастом. (Возраст системы влияет на скорость шин на материнской плате).
Еще одним важным фактором является скорость сетевого оборудования, и переход на гигабитное оборудование позволяет устранить потенциальное узкое место и ускорить передачу больших объемов файлов. Многие подтвердят, что получение скоростей выше 50 Мбит/с на 100BaseT сети - дело отнюдь не тривиальное. Гигабитный же Ethernet сможет обеспечить пропускную способность выше 100 Мбит/с.
Можно рассматривать этот случай как вариант "больших файлов". Если ваша сеть настроена на резервирование всех компьютеров на один файловый сервер, то гигабитный Ethernet позволит вам ускорить этот процесс. Однако здесь существует и подводный камень - увеличение "трубы" пропускания к серверу может не привести к положительному эффекту, если сервер не будет успевать обрабатывать входящий поток данных (также это касается и носителя резервной информации).
Для получения выгоды от высокоскоростной сети вам следует оснастить сервер большим объемом памяти и проводить резервирование на быстрый жесткий диск, а не ленту или CDROM. Как видим, к переходу на гигабитный Ethernet следует основательно подготовиться.
Эта область применения опять же более характерна для сетей малого бизнеса, чем для домашних сетей. Между клиентом и сервером в подобных приложениях может передаваться большой объем данных. Подход прежний: вам необходимо проанализировать объем передающихся сетевых данных, чтобы узнать, сможет ли приложение "успеть" за увеличением пропускной способности сети и достаточно ли этих данных для нагрузки гигабитного Ethernet.
По правде говоря, мы считаем, что вряд ли большинство "строителей" домашних сетей найдут достаточно оснований для покупки гигабитного оборудования. В сетях малого бизнеса переход на гигабит может помочь, но мы рекомендуем сначала провести анализ количества передаваемых данных. С современным состоянием все понятно. Но что делать, если вы желаете учесть возможность будущей модернизации. Что вам нужно сделать сегодня, чтобы быть к ней готовым? В следующей части нашей статьи мы рассмотрим изменения, которые необходимо осуществить с самой дорогой, чаще всего и самой трудоемкой, части сети - кабелем .
Кабель для гигабитного Ethernet
Как мы уже упоминали во введении, одним из ключевых требований стандарта 1000BaseT является использования кабеля категории 5 (CAT 5) или выше. То есть гигабитный Ethernet может работать на существующей кабельной структуре 5 категории . Согласитесь, подобная возможность очень удобна. Как правило, все современные сети используют кабель пятой категории, если только ваша сеть не была установлена в 1996 году или раньше (стандарт был утвержден в 1995 году). Однако здесь существует несколько подводных камней.
Как видно из этой статьи , 1000BaseT использует все четыре пары кабеля категории 5 (или выше) для создания четырех 250 Мбит/с каналов. (Также применяется и другая схема кодирования - пятиуровневая амплитудно-импульсная модуляция - чтобы оставаться в пределах частотного диапазона 100 МГц CAT5). В результате мы можем использовать для гигабитного Ethernet существующую кабельную структуру CAT 5.
Поскольку 10/100BaseT использует только две пары CAT 5 из четырех, некоторые люди не подключали лишние пары при прокладке своих сетей. Пары использовались, к примеру, для телефона или для питания по Ethernet (POE). К счастью гигабитные сетевые карты и коммутаторы обладают достаточным интеллектом, чтобы откатиться на стандарт 100BaseT если все четыре пары будут недоступны. Поэтому ваша сеть в любом случае будет работать с гигабитными коммутаторами и сетевыми картами, но высокой скорости за уплаченные деньги вы не получите.
Еще одна проблема самодеятельных сетевиков - плохая обжимка и дешевые настенные розетки. Они приводят к несоответствиям импеданса, в результате чего возникают обратные потери, а вследствие них и уменьшение пропускной способности. Конечно, вы можете попробовать поискать причину "в лоб", но все же вам лучше обзавестись сетевым тестером, который сможет обнаружить обратные потери и перекрестные помехи. Или просто смириться с низкой скоростью.
1000BaseT ограничен той же максимальной длиной сегмента, что и 10/100BaseT. Таким образом, максимальный диаметр сети составляет 200 метров (от одного компьютера до другого через один коммутатор). Что касается топологии 1000BaseT, то здесь работают те же правила, что и для 100BaseT, за исключением допустимости лишь одного повторителя на сегмент сети (или, если быть более точным, на один "полудуплексный домен коллизий"). Но поскольку гигабитный Ethernet не поддерживает полудуплексную передачу, вы можете забыть о последнем требовании. В общем если ваша сеть прекрасно себя чувствовала под 100BaseT, у вас не должно возникнуть проблем при переходе к гигабиту.
Кабель для гигабитного Ethernet, продолжение
Для прокладки новых сетей лучше всего использовать кабель CAT 5e . И хотя CAT 5 и CAT 5e оба пропускают частоту 100 МГц , кабель CAT5e производится с учетом дополнительных параметров, важных для лучшей передачи высокочастотных сигналов.
И хотя современный CAT 5 кабель будет прекрасно работать с 1000BaseT, вам лучше все же выбрать CAT 5e, если вы хотите гарантировать высокую пропускную способность. Если же вы колеблетесь, прикиньте стоимость кабеля CAT 5 и CAT 5e и действуйте по своим средствам.
Единственное, чего вам следует избегать - рекомендаций по покупке CAT 6 кабеля для гигабитного Ethernet. CAT 6 был добавлен в стандарт TIA-568 в июне 2002 года и он пропускает частоты до 200 МГц . Продавцы наверняка будут уговаривать вас купить именно более дорогую шестую категорию, но она вам понадобится, только если вы планируете построить сеть 10 Гбит/с Ethernet по медной проводке, что на данный момент вряд ли реально. А что насчет кабеля CAT 7? Забудьте про него!
Если же вы располагаете хорошей суммой, то лучше ее потратить на специалиста-сетевика , который обладает достаточным опытом прокладки гигабитных сетей . Специалист сможет грамотно проложить кабели или проверить вашу существующую сеть на работу с гигабитным Ethernet. При установке кабеля CAT 6 мы крайне рекомендуем обратиться за помощью к профессионалам, поскольку этот кабель оговаривает радиус сгиба и специальные качественные разъемы.
Гигабитное оборудование
В некотором роде вопрос "гигабит или нет" мог быть предметом спора год или пару лет назад. Если смотреть с точки зрения покупателя SOHO, переход от 10 к 10/100 Мбит/с уже случился. Новые компьютеры оснащаются 10/100 Ethernet портами, маршрутизаторы уже используют встроенные 10/100 коммутаторы, а не 10BaseT концентраторы. Однако подобная перемена не является следствием требований и пожеланий домашних "сетевиков". Они довольствуются существующим оборудованием.
За эти изменения нам следует благодарить корпоративных пользователей, которые покупают сегодня в массовых количествах только 10/100 оборудование, что позволяет опустить на него цены. Как только производители потребительского оборудования обнаружили, что использовать 10BaseT чипы по сравнению с 10/100 вариантам дороже , они долго не раздумывали.
Таким образом, вчерашняя архитектура на базе 10BaseT концентраторов незаметно перешла в современные 10/100 коммутируемые сети. Точно такой же переход мы испытаем и с 10/100 на 10/100/1000 Мбит/с. И хотя до переломного момента осталось еще год или два, переход уже начался и цены неуклонно продолжают свое падение вниз.
Все что вам нужно - купить гигабитную сетевую карту и гигабитный коммутатор. Давайте рассмотрим их чуть подробнее.
Фирменные 32-битные PCI 10/100/1000BaseT сетевые карты типа Intel PRO1000 MT, Netgear GA302T и SMC SMC9552TX стоят в Интернете от $40 до $70. Продукты производителей второго эшелона дешевле примерно на $5. И хотя гигабитные сетевые карты приблизительно в два с половиной раза дороже средних 10/100 карт, вряд ли ваш кошелек вообще заметит какую-либо разницу, если только вы не закупаете их оптовыми партиями.
Вы можете найти сетевые карты, поддерживающие не только 32-битную шину PCI, но и 64-битную, однако и стоят они дороже. Чего вы не увидите, так это CardBus адаптеров для ваших ноутбуков. По каким то причинам производители считают, что ноутбукам гигабитные сети вообще не нужны.
А вот цена 10/100/1000 коммутаторов заставляет десять раз подумать о целесообразности перехода на гигабитный Ethernet. Хорошая новость: сегодня уже появились прозрачные гигабитные коммутаторы, которые стоят гораздо дешевле своих управляемых собратьев для корпоративного рынка.
Простой четырехпортовый 10/100/1000 коммутатор Netgear GS104 можно купить меньше чем за $225. Если вы остановите свой выбор на менее известных фирмах типа TRENDnet TEG-S40TXE, то уменьшите стоимость до $150. Мало четырех портов - пожалуйста. Восьмипортовая версия Netgear GS108 обойдется вам примерно в $450, а TRENDnet TEG-S80TXD - около $280.
Учитывая, что пятипортовый 10/100 коммутатор сегодня стоит всего $20, цены на гигабит кому-то покажутся слишком высокими. Но вспомните: еще совсем недавно вы могли купить только управляемые гигабитные коммутаторы стоимостью $100+ за порт. Цены идут в правильном направлении!
Придется ли менять компьютеры?
Откроем небольшой секрет гигабитного Ethernet: под Win98 или 98SE вы, скорее всего, не получите никакого преимущества от гигабитной скорости. И хотя с помощью редактирования реестра можно попытаться улучшить пропускную способность, вы все равно не получите существенного прироста производительности по сравнению с текущим 10/100 оборудованием.
Проблема кроется в TCP/IP стеке Win98, который не был разработан с учетом высокоскоростных сетей. У стека возникают проблемы даже с использованием 100BaseT сети, чего уж тогда говорить о гигабитной связи! Мы еще вернемся к этому вопросу во второй статье, но пока что вам следует рассматривать только Win2000 и WinXP для работы с гигабитным Ethernet.
Последним предложением мы отнюдь не подразумеваем, что только Windows 2000 и XP поддерживают гигабитные сетевые карты. Мы просто не проверяли производительность под другими операционными системами, так что воздержитесь, пожалуйста, от язвительных замечаний!
Если вы интересуетесь, придется ли вам выбрасывать старый добрый компьютер и покупать новый для использования гигабитного Ethernet, то наш ответ - "возможно". Судя по нашем практическому опыту, один герц "современных" процессоров равняется одному биту в секунду пропускной способности сети . Один из производителей гигабитного сетевого оборудования согласился с нами: любая машина с тактовой частотой 700 МГц или ниже не сможет в полной мере использовать пропускную способность гигабитного Ethernet. Так что даже с правильной операционной системой старым компьютерам гигабитный Ethernet - все равно, что мертвому припарки. Вы скорее увидите скорости 100-500 Мбит/с , чем что-то, близкое к гигабиту.
Заключение
Хорошие новости: падение цен на гигабитное сетевое оборудование продолжается, и вы можете с успехом использовать существующую кабельную структуру. Но вам придется модернизировать операционные системы компьютеров и их "железо".
Во второй части нашего обзора мы произведем более глубокое погружение в основы гигабитного Ethernet.
Если вам нужна подробная информация о гигабитном Ethernet, то вы можете обратиться по ссылкам в соответствующей секции (на английском).
Статья первоначально появилась на SmallNetBuilder
.
Copyright
Tim Higgins 2003. All rights reserved.
Введение
Сети на основе 10/100 Мбит/с Ethernet будет более чем достаточно для выполнения любых задач в небольших сетях. Но как насчет будущего? Вы подумали о потоках видео, которые будут проходить по сети вашего дома? Справится ли с ними 10/100 Ethernet?
В нашей первой статье, посвященной гигабитному Ethernet, мы вплотную с ним познакомимся и определим, нужен ли он вам. Мы также постараемся узнать, что вам потребуется для создания «готовой к гигабиту» сети и проведем краткий экскурс в гигабитное оборудование для небольших сетей.
Что такое гигабитный Ethernet?
Гигабитный Ethernet также известен как «гигабит по меди» или 1000BaseT . Он представляет собой обычную версию Ethernet, работающую на скоростях до 1.000 мегабит в секунду, то есть в десять раз быстрее 100BaseT.
Основой гигабитного Ethernet является стандарт IEEE 802.3z , который был утвержден в 1998 году. Однако в июне 1999 года к нему вышло дополнение — стандарт гигабитного Ethernet по медной витой паре 1000BaseT . Именно этот стандарт смог вывести гигабитный Ethernet из серверных комнат и магистральных каналов, обеспечив его применение в тех же условиях, что и 10/100 Ethernet.
До появления 1000BaseT для гигабитного Ethernet необходимо было использовать волоконно-оптический или экранированный медный кабели, которые вряд ли можно назвать удобными для прокладки обычных локальных сетей. Данные кабели (1000BaseSX, 1000BaseLX и 1000BaseCX) и сегодня используются в специальных областях применения, поэтому мы не будем их рассматривать.
Группа гигабитного Ethernet 802.3z прекрасно справилась со своей работой — она выпустила универсальный стандарт, в десять раз превышающий скорость 100BaseT. 1000BaseT также является обратно совместимым с 10/100 оборудованием, он использует CAT-5 кабель (или более высокую категорию). Кстати, сегодня типичная сеть построена именно на базе кабеля пятой категории.
Нужен ли он нам?
В первой литературе о гигабитном Ethernet в качестве области применения нового стандарта указывался корпоративный рынок, и чаще всего — связь хранилищ данных. Поскольку гигабитный Ethernet обеспечивать в десять раз больший канал, чем привычный 100BaseT, естественным применением стандарта является соединение участков, требующих высокую пропускную способность. Это связь между серверами, коммутаторами и магистральными узлами. Именно там гигабитный Ethernet необходим, нужен и полезен.
По мере снижения цен на гигабитное оборудование область применения 1000BaseT расширилась до компьютеров «опытных пользователей» и рабочих групп, использующих «требовательные к пропускной способности приложения».
Поскольку потребности в передаче данных у большинства небольших сетей более чем скромные, вряд ли им когда-нибудь понадобится пропускная способность сети 1000BaseT. Давайте рассмотрим некоторые типичные области применения небольших сетей и оценим их потребность в гигабитном Ethernet.
Нужен ли он нам, продолжение
Подобное применение характерно, скорее, для малых офисов, особенно в компаниях, занимающихся графическим дизайном, архитектурой или другим бизнесом, связанным с обработкой файлов размером в десятки-сотни мегабайт. Вы легко подсчитаете, что 100-мегабайтный файл будет передан по 100BaseT сети всего за восемь секунд [(100Мбайт x 8бит/байт)/ 100 Мбит/с]. В действительности же многие факторы ухудшают скорость передачи, так что ваш файл будет передаваться несколько дольше. Некоторые из этих факторов связаны с операционной системой, запущенными приложениями, количеством памяти на ваших компьютерах, скоростью процессора и возрастом. (Возраст системы влияет на скорость шин на материнской плате).
Еще одним важным фактором является скорость сетевого оборудования, и переход на гигабитное оборудование позволяет устранить потенциальное узкое место и ускорить передачу больших объемов файлов. Многие подтвердят, что получение скоростей выше 50 Мбит/с на 100BaseT сети — дело отнюдь не тривиальное. Гигабитный же Ethernet сможет обеспечить пропускную способность выше 100 Мбит/с.
Можно рассматривать этот случай как вариант «больших файлов». Если ваша сеть настроена на резервирование всех компьютеров на один файловый сервер, то гигабитный Ethernet позволит вам ускорить этот процесс. Однако здесь существует и подводный камень — увеличение «трубы» пропускания к серверу может не привести к положительному эффекту, если сервер не будет успевать обрабатывать входящий поток данных (также это касается и носителя резервной информации).
Для получения выгоды от высокоскоростной сети вам следует оснастить сервер большим объемом памяти и проводить резервирование на быстрый жесткий диск, а не ленту или CDROM. Как видим, к переходу на гигабитный Ethernet следует основательно подготовиться.
Эта область применения опять же более характерна для сетей малого бизнеса, чем для домашних сетей. Между клиентом и сервером в подобных приложениях может передаваться большой объем данных. Подход прежний: вам необходимо проанализировать объем передающихся сетевых данных, чтобы узнать, сможет ли приложение «успеть» за увеличением пропускной способности сети и достаточно ли этих данных для нагрузки гигабитного Ethernet.
По правде говоря, мы считаем, что вряд ли большинство «строителей» домашних сетей найдут достаточно оснований для покупки гигабитного оборудования. В сетях малого бизнеса переход на гигабит может помочь, но мы рекомендуем сначала провести анализ количества передаваемых данных. С современным состоянием все понятно. Но что делать, если вы желаете учесть возможность будущей модернизации. Что вам нужно сделать сегодня, чтобы быть к ней готовым? В следующей части нашей статьи мы рассмотрим изменения, которые необходимо осуществить с самой дорогой, чаще всего и самой трудоемкой, части сети — кабелем .
Кабель для гигабитного Ethernet
Как мы уже упоминали во введении, одним из ключевых требований стандарта 1000BaseT является использования кабеля категории 5 (CAT 5) или выше. То есть гигабитный Ethernet может работать на существующей кабельной структуре 5 категории . Согласитесь, подобная возможность очень удобна. Как правило, все современные сети используют кабель пятой категории, если только ваша сеть не была установлена в 1996 году или раньше (стандарт был утвержден в 1995 году). Однако здесь существует несколько подводных камней.
Как видно из этой статьи , 1000BaseT использует все четыре пары кабеля категории 5 (или выше) для создания четырех 250 Мбит/с каналов. (Также применяется и другая схема кодирования — пятиуровневая амплитудно-импульсная модуляция — чтобы оставаться в пределах частотного диапазона 100 МГц CAT5). В результате мы можем использовать для гигабитного Ethernet существующую кабельную структуру CAT 5.
Поскольку 10/100BaseT использует только две пары CAT 5 из четырех, некоторые люди не подключали лишние пары при прокладке своих сетей. Пары использовались, к примеру, для телефона или для питания по Ethernet (POE). К счастью гигабитные сетевые карты и коммутаторы обладают достаточным интеллектом, чтобы откатиться на стандарт 100BaseT если все четыре пары будут недоступны. Поэтому ваша сеть в любом случае будет работать с гигабитными коммутаторами и сетевыми картами, но высокой скорости за уплаченные деньги вы не получите.
Еще одна проблема самодеятельных сетевиков — плохая обжимка и дешевые настенные розетки. Они приводят к несоответствиям импеданса, в результате чего возникают обратные потери, а вследствие них и уменьшение пропускной способности. Конечно, вы можете попробовать поискать причину «в лоб», но все же вам лучше обзавестись сетевым тестером, который сможет обнаружить обратные потери и перекрестные помехи. Или просто смириться с низкой скоростью.
1000BaseT ограничен той же максимальной длиной сегмента, что и 10/100BaseT. Таким образом, максимальный диаметр сети составляет 200 метров (от одного компьютера до другого через один коммутатор). Что касается топологии 1000BaseT, то здесь работают те же правила, что и для 100BaseT, за исключением допустимости лишь одного повторителя на сегмент сети (или, если быть более точным, на один «полудуплексный домен коллизий»). Но поскольку гигабитный Ethernet не поддерживает полудуплексную передачу, вы можете забыть о последнем требовании. В общем если ваша сеть прекрасно себя чувствовала под 100BaseT, у вас не должно возникнуть проблем при переходе к гигабиту.
Кабель для гигабитного Ethernet, продолжение
Для прокладки новых сетей лучше всего использовать кабель CAT 5e . И хотя CAT 5 и CAT 5e оба пропускают частоту 100 МГц , кабель CAT5e производится с учетом дополнительных параметров, важных для лучшей передачи высокочастотных сигналов.
Просмотрите следующие документы Belden, чтобы подробнее узнать о спецификациях CAT 5e кабеля (на английском):
И хотя современный CAT 5 кабель будет прекрасно работать с 1000BaseT, вам лучше все же выбрать CAT 5e, если вы хотите гарантировать высокую пропускную способность. Если же вы колеблетесь, прикиньте стоимость кабеля CAT 5 и CAT 5e и действуйте по своим средствам.
Единственное, чего вам следует избегать — рекомендаций по покупке CAT 6 кабеля для гигабитного Ethernet. CAT 6 был добавлен в стандарт TIA-568 в июне 2002 года и он пропускает частоты до 200 МГц . Продавцы наверняка будут уговаривать вас купить именно более дорогую шестую категорию, но она вам понадобится, только если вы планируете построить сеть 10 Гбит/с Ethernet по медной проводке, что на данный момент вряд ли реально. А что насчет кабеля CAT 7? Забудьте про него!
Если же вы располагаете хорошей суммой, то лучше ее потратить на специалиста-сетевика , который обладает достаточным опытом прокладки гигабитных сетей . Специалист сможет грамотно проложить кабели или проверить вашу существующую сеть на работу с гигабитным Ethernet. При установке кабеля CAT 6 мы крайне рекомендуем обратиться за помощью к профессионалам, поскольку этот кабель оговаривает радиус сгиба и специальные качественные разъемы.
Гигабитное оборудование
В некотором роде вопрос «гигабит или нет» мог быть предметом спора год или пару лет назад. Если смотреть с точки зрения покупателя SOHO, переход от 10 к 10/100 Мбит/с уже случился. Новые компьютеры оснащаются 10/100 Ethernet портами, маршрутизаторы уже используют встроенные 10/100 коммутаторы, а не 10BaseT концентраторы. Однако подобная перемена не является следствием требований и пожеланий домашних «сетевиков». Они довольствуются существующим оборудованием.
За эти изменения нам следует благодарить корпоративных пользователей, которые покупают сегодня в массовых количествах только 10/100 оборудование, что позволяет опустить на него цены. Как только производители потребительского оборудования обнаружили, что использовать 10BaseT чипы по сравнению с 10/100 вариантам дороже , они долго не раздумывали.
Таким образом, вчерашняя архитектура на базе 10BaseT концентраторов незаметно перешла в современные 10/100 коммутируемые сети. Точно такой же переход мы испытаем и с 10/100 на 10/100/1000 Мбит/с. И хотя до переломного момента осталось еще год или два, переход уже начался и цены неуклонно продолжают свое падение вниз.
Все что вам нужно — купить гигабитную сетевую карту и гигабитный коммутатор. Давайте рассмотрим их чуть подробнее.
Фирменные 32-битные PCI 10/100/1000BaseT сетевые карты типа Intel PRO1000 MT, Netgear GA302T и SMC SMC9552TX стоят в Интернете от $40 до $70. Продукты производителей второго эшелона дешевле примерно на $5. И хотя гигабитные сетевые карты приблизительно в два с половиной раза дороже средних 10/100 карт, вряд ли ваш кошелек вообще заметит какую-либо разницу, если только вы не закупаете их оптовыми партиями.
Вы можете найти сетевые карты, поддерживающие не только 32-битную шину PCI, но и 64-битную, однако и стоят они дороже. Чего вы не увидите, так это CardBus адаптеров для ваших ноутбуков. По каким то причинам производители считают, что ноутбукам гигабитные сети вообще не нужны.
А вот цена 10/100/1000 коммутаторов заставляет десять раз подумать о целесообразности перехода на гигабитный Ethernet. Хорошая новость: сегодня уже появились прозрачные гигабитные коммутаторы, которые стоят гораздо дешевле своих управляемых собратьев для корпоративного рынка.
Простой четырехпортовый 10/100/1000 коммутатор Netgear GS104 можно купить меньше чем за $225. Если вы остановите свой выбор на менее известных фирмах типа TRENDnet TEG-S40TXE, то уменьшите стоимость до $150. Мало четырех портов — пожалуйста. Восьмипортовая версия Netgear GS108 обойдется вам примерно в $450, а TRENDnet TEG-S80TXD — около $280.
Учитывая, что пятипортовый 10/100 коммутатор сегодня стоит всего $20, цены на гигабит кому-то покажутся слишком высокими. Но вспомните: еще совсем недавно вы могли купить только управляемые гигабитные коммутаторы стоимостью $100+ за порт. Цены идут в правильном направлении!
Придется ли менять компьютеры?
Откроем небольшой секрет гигабитного Ethernet: под Win98 или 98SE вы, скорее всего, не получите никакого преимущества от гигабитной скорости. И хотя с помощью редактирования реестра можно попытаться улучшить пропускную способность, вы все равно не получите существенного прироста производительности по сравнению с текущим 10/100 оборудованием.
Проблема кроется в TCP/IP стеке Win98, который не был разработан с учетом высокоскоростных сетей. У стека возникают проблемы даже с использованием 100BaseT сети, чего уж тогда говорить о гигабитной связи! Мы еще вернемся к этому вопросу во второй статье, но пока что вам следует рассматривать только Win2000 и WinXP для работы с гигабитным Ethernet.
Последним предложением мы отнюдь не подразумеваем, что только Windows 2000 и XP поддерживают гигабитные сетевые карты. Мы просто не проверяли производительность под другими операционными системами, так что воздержитесь, пожалуйста, от язвительных замечаний!
Если вы интересуетесь, придется ли вам выбрасывать старый добрый компьютер и покупать новый для использования гигабитного Ethernet, то наш ответ — «возможно». Судя по нашем практическому опыту, один герц «современных» процессоров равняется одному биту в секунду пропускной способности сети . Один из производителей гигабитного сетевого оборудования согласился с нами: любая машина с тактовой частотой 700 МГц или ниже не сможет в полной мере использовать пропускную способность гигабитного Ethernet. Так что даже с правильной операционной системой старым компьютерам гигабитный Ethernet — все равно, что мертвому припарки. Вы скорее увидите скорости 100-500 Мбит/с
