Gigabitová ethernetová sieť beží rýchlosťou. Gigabitový ethernetový sieťový adaptér PCI Express. Podľa materiálov spoločnosti "Telecom Transport"

Radosť gigabitového Ethernetu už zažilo mnoho Rusov. Domáci používatelia v Ruskej federácii čoraz viac uprednostňujú superrýchly prístup k internetu.

– Ešte nemáte gigabitový Ethernet? Potom ideme k vám! Prezradíme vám, ako si vybudovať domácu sieť pri gigabitových rýchlostiach, aký router si vybrať, akú maximálnu rýchlosť je možné dosiahnuť so správnym vybavením a koľko vás to bude stáť.

Len pred niekoľkými rokmi používali technológiu Gigabit Ethernet iba telekomunikační operátori a veľké spoločnosti: v r firemné siete, lokálne siete, na prepravu dopravy na veľké vzdialenosti atď. Domáci predplatitelia ani nepomysleli na získanie takýchto rýchlostí. V rokoch 2012 – 2013 sa však vďaka zlepšeniu softvéru a hardvéru, ako aj najširšiemu rozšíreniu internetových technológií stali gigabitové rýchlosti pre súkromných používateľov dostupnejšie a reálnejšie. Dnes má takmer každý obyvateľ metropoly možnosť vybudovať si doma sieť s podporou gigabitového Ethernetu.

Mnohí sa budú pýtať: „Prečo potrebujete internet doma s rýchlosťou rádovo 1 Gb / s? Nestačí megabitový internet na surfovanie po weboch, sťahovanie filmov a flákanie sa na sociálnych sieťach?

Odpovieme podrobne.

Ako môže domáci používateľ používať gigabitový Ethernet

Ruskí používatelia internetu, ako aj domáci spotrebitelia internetu po celom svete, sú mimoriadne aktívni pri využívaní návštevnosti. Objem dopravy spotrebovanej vo svete rastie každý mesiac (už ani nie rok). Pred niekoľkými rokmi sme boli spokojní s 1 Mbps a ešte skôr sme boli pripravení sťahovať film celú noc, aby sme si ho mohli pozrieť neskôr. Dnes si videá sťahuje vôbec málo ľudí, väčšina ich pozerá priamo online. Okrem toho tisíce používateľov chcú HD kvalitu a sú ochotní za ňu zaplatiť. A na pozeranie a sťahovanie videí vysoká kvalita potrebujú vysokú rýchlosť neobmedzený internet.

Nedávno sa tiež stala populárnou torrent televízia, ktorá vám umožňuje sledovať televíziu cez internet úplne zadarmo. Niektorí používatelia už začali opúšťať káblovú a satelitnú televíziu, iní využívajú torrent televíziu ako novú zaujímavú službu a dúfajú v jej skorú popularizáciu. V každom prípade však torrent TV potrebuje rýchly internet a dokonca neobmedzený, inak bude tento nápad stáť viac ako bežný kábel.

Veľmi dôležitý segment spotrebiteľov širokopásmového pripojenia vysokorýchlostný internet sú hráči, ktorí hrajú online. Dnes existuje veľa online hier, za ktoré si mladí ľudia (nielen) upgradujú PC, platia za neobmedzený internet s vysokou rýchlosťou pripojenia. Navyše, vydanie novej kultovej hry Survarium od tvorcov S.T.A.L.K.E.R. je naplánované na koniec roka 2013. Toto bude online hra s bezplatnými účtami. Vzhľadom na to, koľko Rusov hralo legendárny S.T.A.L.K.E.R, poskytovatelia internetových služieb by sa mali pripraviť na nový prílev predplatiteľov ochotných platiť za rýchlejší a drahší prístup k internetu. A užívatelia sa môžu začať pripravovať už teraz – a gigabitový internet môže byť prvým krokom v tejto príprave.

Jedným slovom nájdite uplatnenie gigabitového Ethernetu v domácej siete veľmi jednoduché, ak ste IT pokročilý a používate moderné technológie plne.

Skutočná rýchlosť gigabitového Ethernetu – kde je háčik?

Fráza „gigabitový internet“ znie veľmi, ale skutočne získate minimálne 1 Gb/s? V skutočnosti sa takáto rýchlosť dosahuje len za ideálnych podmienok, dostať ju domov je nereálne, aj keď si nainštalujete zariadenie podporujúce gigabitový Ethernet, nakonfigurujete všetko tak, ako má, objednáte si gigabitový balík od poskytovateľa. Samozrejme získate rýchlosti 1 000-krát rýchlejšie ako s 1 Mbps, pretože pre megabitový internet platia všetky rovnaké obmedzenia. Poďme si však spočítať, aká bude rýchlosť vášho prístupu k sieti.

Budeme počítať pomocou bežnej aritmetiky podľa „štandardného“ prístupu. Navyše pre jednoduchosť zaokrúhlime: 1 kilobit = 1000 bitov, nie 1024 bitov. V tomto prípade sa 1 gigabit rovná 1 000 megabitom. Ale na pevnom disku nie sú informácie uložené v bitoch, ale v bajtoch - väčších jednotkách. Ako každý vie, 1 bajt = 8 bitov. Pre pohodlie sa množstvo informácií a rýchlosť ich prenosu považujú za rôzne jednotky, čo používateľa často mätie a núti ho očakávať viac, než je v skutočnosti skutočnosť.

Prenosová rýchlosť skutočných súborov bude teda 8-krát nižšia, ako uvádza poskytovateľ, pretože poskytovatelia a programy na testovanie rýchlosti počítajú bity. Náš 1 Gbps (1 000 000 000 bps) sa stáva 125 000 000 bajtov (delených 8). Ukazuje sa, že 1 Gb / s = 125 MB / s.

Problém je ale v tom, že vďaka rôznym okolnostiam, ktoré nie sú vždy od neho závislé, dostáva domáci používateľ v skutočnosti len asi 30 % z ideálnych 125 MB/s. To znamená, že už dostávame asi 37 MB / s. To je všetko, čo zostalo z 1 Gbps. Ak sa však pozriete na toto číslo v porovnaní s 1 Mbps, stále získame tisíckrát rýchlejší internet.

Zariadenie domácej siete pod gigabitovým Ethernetom

Vytvoriť podmienky pre gigabitovú ethernetovú sieť je dnes celkom možné doma. Navyše, ak máte moderný počítač, nebudete potrebovať príliš veľké prevybavenie a nebude to stáť toľko, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať. Najdôležitejšie je uistiť sa, že všetky vaše hlavné zariadenia podporujú gigabitový Ethernet. Ak totiž aspoň jeden z nich nie je určený na takéto rýchlosti, tak v konečnom dôsledku dostanete maximálne 100 Mbps.

Ak chcete dosiahnuť gigabitové rýchlosti, budete potrebovať nasledujúci hardvér s rýchlosťou 1 Gb/s:

• router podporujúci Gigabit Ethernet;
• sieťová karta (ethernetový adaptér, sieťový adaptér);
• Sieťový ovládač;
• rozbočovač/prepínač;
• HDD;
• káble musia byť dimenzované na 1 Gbps.

Každé z uvedených zariadení je dôležitým článkom v sieti, od každého závisí konečná rýchlosť prenosu dát. Poďme sa teda na každú z nich pozrieť bližšie.

WiFi router. Potrebujete gigabitový router, t.j. s podporou Gigabit Ethernet. Tieto smerovače sú o niečo drahšie ako megabitové, pretože sú určené pre viac vysoké rýchlosti. V zásade je na trhu dostatok ponúk pod značkami Asus, TP-LINK, D-Link a pod. Svoj výber však založte na viac než len na vlastnostiach, špecifikáciách a dizajne. Nezabudnite skontrolovať fóra (aspoň 5) s recenziami od skutočných spotrebiteľov, aby ste sa uistili, že router bude fungovať dlho a spoľahlivo.

Internetová karta. Toto zariadenie môže byť integrované do základnej dosky alebo samostatné. Sieťový adaptér pre gigabitovú sieť musí nevyhnutne podporovať gigabitový Ethernet. Ak je váš počítač starší ako 2-3 roky, potom je sieťová karta s najväčšou pravdepodobnosťou zastaraná a nepodporuje také vysoké rýchlosti. Ak ste si nedávno zakúpili počítač, je celkom možné, že nebudete musieť aktualizovať sieťový adaptér. V každom prípade si však overte kompatibilitu vašej konkrétnej sieťovej karty so sieťou Gigabit Ethernet.

Sieťový ovládač. Ak budujete domácu sieť, je dôležité, aby každý počítač v tejto sieti mal gigabitový radič. V opačnom prípade budú mať dostatočnú rýchlosť iba tie počítače, ktoré ho majú. Podobne ako sieťová karta, aj sieťový radič môže byť samostatný alebo integrovaný do základnej dosky. V moderných počítačoch sú štandardne nainštalované ovládače, ktoré podporujú rýchlosť 1 Gb / s. Pre gigabitový Ethernet teda pravdepodobne nebude potrebné nič upravovať.

Hub/prepínač. Je to jeden z najdrahších komponentov domácej siete. Často je už v routeri. Skontrolujte však, či podporuje gigabitové rýchlosti. Dôležité! Prepínač je efektívnejší ako rozbočovač, pretože smeruje dáta iba do jedného špecifického portu, zatiaľ čo rozbočovač posiela dáta do všetkých naraz. Pomocou prepínača môžete výrazne ušetriť zdroj bez toho, aby ste ho nastriekali na ďalšie porty.

HDD. Niekomu sa to môže zdať zvláštne, ale pevný disk vážne ovplyvňuje rýchlosť prístupu na internet. Faktom je, že je to pevný disk, ktorý odosiela údaje do sieťového ovládača a ako rýchlo môžete odosielať a prijímať údaje, závisí od ich kvalitného pripojenia. Je žiaduce, aby regulátor mal rozhranie PCI Express(PCIe), nie PCI. A pevný disk musí mať konektor SATA, nie IDE, pretože druhý podporuje príliš nízke rýchlosti.

Sieťový kábel. Kábel je prirodzene dôležitou súčasťou gigabitovej domácej siete. Môžete si vybrať káble ako " krútená dvojlinka» Cat 5 a Cat 5e (používa sa na znášanie telefónne linky a lokálnych sietí- stačia na gigabitový Ethernet) alebo si priplaťte a zoberte kábel Cat 6 (špeciálne navrhnutý pre gigabitový Ethernet a Fast Ethernet). Dĺžka krúteného páru by nemala byť väčšia ako 100 m, inak signál začne slabnúť a nebude možné dosiahnuť požadovanú rýchlosť internetového pripojenia. Okrem toho pri umiestňovaní káblov v byte dávajte pozor na skutočnosť, že je nežiaduce položiť ich vedľa napájacích vodičov (prečítajte si viac o dôvodoch).

A posledným dôležitým faktorom pre nastavenie domácej siete Gigabit Ethernet je softvér. Operačný systém na PC by mal byť novší. Ak je to Windows, potom nie skôr ako Windows 2000 (a aj tak sa musíte ponoriť do nastavení). Verzie XP, Vista, Windows 7 štandardne podporujú gigabitový internet, takže by nemali byť žiadne problémy. Iné operačné systémy môžu vyžadovať dodatočnú konfiguráciu.

Top 5 najlepších domáce wifi smerovače,
s podporou Gigabit Ethernet, 2013

1. ASUS RT-N66U– vynikajúci model, výkonný a spoľahlivý. Pracuje súčasne v dvoch frekvenčných pásmach - 2,4 a 5 GHz. Poteší nás vysoká rýchlosť prenosu dát - deklarovaných 900 Mbps. Na vybudovanie domáceho gigabitu Ethernetové siete skvele sedí. Musíte však preformátovať, aby ste zlepšili výkon a zbavili sa množstva problémov, ktoré vznikajú v natívnom firmvéri. Väčšina smerovačov však vyžaduje flashovanie ihneď alebo krátko po zakúpení. Cena je asi 4,5-5 tisíc rubľov.

2. D-Link DIR-825 - dobrá voľba. Jedná sa o 2-pásmový router, celkom „vypchatý“. Pracovné frekvencie: 2,4 a 5 GHz; obe môžu byť použité súčasne. Tento router má najlepší pomer ceny a kvality na trhu. Výhody: široký kanál WiFi zdieľanie(môže pritiahnuť až 50 odberateľov). Z pohľadu používateľov je najvýraznejšou nevýhodou jasná LED indikácia zariadenia, ale to je skôr vec vkusu ako kvality zariadenia. Pokiaľ ide o firmvér, môžete ponechať svoj pôvodný, ale na zlepšenie výkonu sa odporúča preflashovať. Cena smerovača: asi 3 000 rubľov.

3. TP-LINK TL-WDR4300 - Veľmi rýchly router, skvelý pre domáce siete. Výrobca udáva maximálnu rýchlosť prenosu dát 750 Mbps. Jednou z dôležitých výhod tohto modelu oproti mnohým iným je schopnosť súčasne využívať dve frekvenčné pásma: 2,4 a 5 GHz. Používatelia sa vďaka tomu môžu súčasne pripojiť na internet z telefónov, smartfónov aj z notebooku, PC či tabletu. Ďalším plusom tohto modelu je, že je dodávaný s dostatočne výkonnými anténami, ktoré vám umožnia distribuovať internet cez Wi-Fi na viac ako 200 m.. Ale aby to všetko fungovalo normálne, je lepšie zmeniť firmvér z výroby . Vďaka množstvu manipulácií so softvérom bude zariadenie fungovať oveľa lepšie. Cena modelu: asi 3 000 rubľov.

4. Zyxel Keenetic Giga je dobrý router s niekoľkými užitočnými funkciami. Jeho hlavnou nevýhodou je, že router pracuje iba v jednom frekvenčnom rozsahu – 2,4 GHz. Zároveň je však rýchlosť dostatočná na sledovanie IP TV, používanie torrentových sietí (existuje vstavaný torrentový klient) a ďalšie „nenásytné“ služby. Zyxel Keenetic Giga vybavené výkonné antény, ktorý vám umožňuje vytvárať WiFi siete(mimochodom, zariadenie podporuje všetky štandardy wifi) s veľkým rozsahom. Nastavenie smerovača je pomerne jednoduché, ale ako väčšina smerovačov bude potrebné zmeniť firmvér. Ďalším plusom je, že zariadenie je relatívne lacné - od 3 do 4 tisíc rubľov.

5. TP-LINK TL-WR1043ND - pomerne výkonný a lacný gigabitový router. Je pravda, že má niekoľko nevýhod. Po prvé, funguje iba v pásme 2,4 GHz, čo nie je príliš pohodlné. Po druhé, je vhodnejší pre pokročilých používateľov, pretože natívny firmvér, ako v mnohých prípadoch, nie je príliš dobrý a blikanie tohto modelu môže byť ťažké. Ale to všetko je viac než kompenzované spoľahlivosťou a výkonom tohto routera. Maximálna rýchlosť prenosu dát je 300 Mbps. Zariadenie počíta svoje peniaze, pretože cena modelu je iba 2 000 rubľov.

Úvod

Sieť založená na 10/100 Mbps Ethernet bude viac než dostatočná pre akúkoľvek úlohu v malých sieťach. Ale čo budúcnosť? Premýšľali ste o videostreamoch, ktoré budú prúdiť vašou domácou sieťou? Zvládne ich 10/100 Ethernet?

V našom prvom článku o gigabitovom Ethernete sa naň pozrieme bližšie a určíme, či ho potrebujete. Pokúsime sa tiež zistiť, čo potrebujete na vytvorenie siete „pripravenej na gigabit a urobiť si rýchly prehľad o gigabitových zariadeniach pre malé siete.

Čo je to gigabitový ethernet?

Gigabitový Ethernet je známy aj ako „gigabit cez meď“ resp 1000BaseT. On je bežná verzia Ethernet pracujúci rýchlosťou až 1 000 megabitov za sekundu, t.j. desaťkrát rýchlejšie ako 100BaseT.

Gigabit Ethernet je založený na štandarde IEEE 802,3z ktorý bol schválený v roku 1998. Avšak v júni 1999 bol k nemu vydaný prídavok - štandard gigabitového Ethernetu cez medenú krútenú dvojlinku. 1000BaseT. Práve tento štandard dokázal vytiahnuť gigabitový Ethernet zo serverových miestností a chrbticových kanálov a zabezpečiť jeho použitie v rovnakých podmienkach ako 10/100 Ethernet.

Pred 1000BaseT si gigabitový Ethernet vyžadoval použitie optických vlákien alebo tienených medených káblov, ktoré sú sotva vhodné pre bežné siete LAN. Tieto káble (1000BaseSX, 1000BaseLX a 1000BaseCX) sa aj dnes používajú v špeciálnych aplikáciách, takže sa im tu nebudeme venovať.

Skupina 802.3z Gigabit Ethernet odviedla skvelú prácu pri uvoľnení univerzálneho štandardu, ktorý je desaťkrát rýchlejší ako 100BaseT. 1000BaseT je tiež spätne kompatibilný s hardvérom 10/100, ktorý používa CAT-5 kábel (alebo vyššej kategórie). Mimochodom, dnes je typická sieť postavená na základe kábla piatej kategórie.

Potrebujeme to?

Prvá literatúra o gigabitovom Ethernete uvádzala podnikový trh ako oblasť použitia nového štandardu a najčastejšie komunikácie dátových skladov. Pretože gigabitový Ethernet poskytuje desaťnásobok šírky pásma v porovnaní s konvenčným 100BaseT, prirodzenou aplikáciou štandardu je pripojenie širokopásmových lokalít. Toto je spojenie medzi servermi, prepínačmi a chrbticovými uzlami. Tu je potrebný, potrebný a užitočný gigabitový Ethernet.

Keďže cena gigabitového hardvéru klesala, rozsah 1000BaseT sa rozšíril na počítače „výkonných používateľov“ a pracovné skupiny s „aplikáciami náročnými na šírku pásma“.

Keďže väčšina malých sietí má skromné ​​požiadavky na prenos dát, je nepravdepodobné, že by niekedy potrebovali šírku pásma siete 1000BaseT. Poďme sa pozrieť na niektoré typické malé sieťové aplikácie a zhodnotiť ich potrebu Gigabit Ethernet.

Potrebujeme to, pokračoval

• Prenos veľkých súborov cez sieť

  Takáto aplikácia je typická skôr pre malé kancelárie, najmä vo firmách zaoberajúcich sa grafickým dizajnom, architektúrou alebo iným biznisom spojeným so spracovaním súborov o veľkosti desiatok až stoviek megabajtov. Môžete ľahko vypočítať, že 100 MB súbor bude prenesený cez 100BaseT sieť len za osem sekúnd [(100 MB x 8 bps)/ 100 Mbps]. V skutočnosti rýchlosť prenosu znižuje mnoho faktorov, takže prenos súboru bude trvať o niečo dlhšie. Niektoré z týchto faktorov súvisia s operačný systém, spustených aplikácií, množstvo pamäte vo vašich počítačoch, rýchlosť procesora a vek. (Vek systému ovplyvňuje rýchlosť zberníc na základnej doske).

  Ďalším dôležitým faktorom je rýchlosť sieťových zariadení a prechod na gigabitové zariadenia eliminuje potenciálne úzke miesto a urýchľuje prenos veľkého množstva súborov. Mnohí potvrdia, že dostať rýchlosť nad 50 Mbps v sieti 100BaseT nie je v žiadnom prípade triviálna záležitosť. Gigabit Ethernet bude na druhej strane schopný poskytnúť priepustnosť presahujúcu 100 Mbps.

• Sieťové redundantné zariadenia

  Tento prípad môžete považovať za variant "veľkých súborov". Ak je vaša sieť nakonfigurovaná na zálohovanie všetkých počítačov na jeden súborový server, potom vám Gigabit Ethernet umožní urýchliť tento proces. Je tu však aj úskalie – zvýšenie „potrubia“ prenosu na server nemusí viesť k pozitívnemu efektu, ak server nestihne spracovať prichádzajúci dátový tok (to platí aj pre záložné médium).

  Ak chcete využiť výhody vysokorýchlostnej siete, mali by ste svoj server vybaviť väčšou pamäťou a zálohovať na rýchly pevný disk, a nie na pásku alebo CDROM. Ako vidíte, na prechod na gigabitový Ethernet by ste sa mali dôkladne pripraviť.

• Aplikácie klient-server

  Táto oblasť použitia je opäť bežnejšia v sieťach malých podnikov ako v domácich sieťach. V takýchto aplikáciách sa môže medzi klientom a serverom prenášať veľké množstvo údajov. Prístup je rovnaký: musíte analyzovať množstvo prenášaných sieťových údajov, aby ste zistili, či aplikácia dokáže „držať krok“ s nárastom šírky pásma siete a či sú tieto údaje dostatočné na zaťaženie gigabitového Ethernetu.

Úprimne povedané, nemyslíme si, že väčšina tvorcov domácej siete nájde dostatok dôvodov na nákup gigabitového hardvéru. V malých podnikových sieťach môže prechod na gigabit pomôcť, ale odporúčame najskôr analyzovať množstvo prenesených dát. Pri súčasnom stave je všetko jasné. Ale čo ak chcete počítať s možnosťou budúcej modernizácie. Čo musíte dnes urobiť, aby ste na to boli pripravení? V ďalšej časti nášho článku sa pozrieme na zmeny, ktoré je potrebné vykonať na najdrahšej, najčastejšie a časovo najnáročnejšej časti siete – kábel.

Gigabitový ethernetový kábel

Ako sme spomenuli v úvode, jednou z kľúčových požiadaviek štandardu 1000BaseT je použitie kábla kategórie 5 (CAT 5) alebo vyššej. To je gigabitový ethernet môže pracovať na existujúcej káblovej štruktúre kategórie 5. Súhlasíte, takáto príležitosť je veľmi pohodlná. Spravidla všetko moderné siete používajte kábel kategórie 5, pokiaľ vaša sieť nebola nainštalovaná v roku 1996 alebo skôr (norma bola schválená v roku 1995). Avšak, tu existuje viaceré úskalia.

• Vyžaduje štyri páry

  Ako je vidieť z tento článok 1000BaseT používa všetky štyri páry kábla kategórie 5 (alebo vyššej) na vytvorenie štyroch prepojení s rýchlosťou 250 Mb/s. (Aplikuje sa aj iná kódovacia schéma, päťúrovňová pulzná amplitúdová modulácia, aby zostala v rámci 100 MHz frekvenčného pásma CAT5.) Výsledkom je, že môžeme použiť existujúcu štruktúru kabeláže CAT 5 pre gigabitový Ethernet.

  Pretože 10/100BaseT používa iba dva zo štyroch párov CAT 5, niektorí ľudia nepripojili ďalšie páry, keď položili svoje siete. Páry sa používali napríklad pre telefón alebo pre Power over Ethernet (POE). Našťastie sú gigabitové NIC a prepínače dostatočne inteligentné na to, aby sa vrátili späť na 100BaseT, ak nie sú k dispozícii všetky štyri páry. Vaša sieť teda v každom prípade bude fungovať s gigabitovými prepínačmi a sieťovými kartami, no vysokú rýchlosť za zaplatené peniaze nedostanete.

• Nepoužívajte lacné konektory

  Ďalším problémom pre amatérskych sieťárov je zlé krimpovanie a lacné nástenné zásuvky. Vedú k nesúladu impedancie, čo vedie k strate návratu a následne k zníženiu šírky pásma. Samozrejme, môžete skúsiť pátrať po príčine „hlavou“, ale radšej si zaobstarajte sieťový tester, ktorý dokáže rozpoznať stratu návratnosti a presluchy. Alebo sa zmierte s nízkou rýchlosťou.

• Obmedzenia dĺžky a topológie

  1000BaseT je obmedzená na rovnakú maximálnu dĺžku segmentu ako 10/100BaseT. Maximálny priemer siete je teda 200 metrov (od jedného počítača k druhému cez jeden prepínač). Čo sa týka topológie 1000BaseT, platia rovnaké pravidlá ako pre 100BaseT, okrem toho, že je povolený iba jeden opakovač na segment siete (alebo presnejšie jedna „poloduplexná kolízna doména“). Ale keďže gigabitový ethernet nepodporuje polovičný duplex, na poslednú požiadavku môžete zabudnúť. Vo všeobecnosti, ak bola vaša sieť v poriadku pod 100BaseT, nemali by ste mať problémy s prechodom na gigabit.

Gigabitový ethernetový kábel, pokračovanie

Na kladenie nových sietí je najlepšie použiť kábel CAT 5e. A hoci CAT 5 a CAT 5e oba prechádzajú 100 MHz, kábel CAT5e je vyrobený s ďalšími parametrami dôležitými pre lepší prenos vysokofrekvenčných signálov.

Ak sa chcete dozvedieť viac o špecifikáciách kábla CAT 5e, pozrite si nasledujúce dokumenty spoločnosti Belden (v angličtine):

Zatiaľ čo moderný kábel CAT 5 bude fungovať dobre s 1000BaseT, ak chcete zaručiť vysokú priepustnosť, mali by ste si vybrať CAT 5e. Ak váhate, odhadnite cenu kábla CAT 5 a CAT 5e a pokračujte v rámci svojich možností.

Jediné, čomu by ste sa mali vyhnúť, sú odporúčania na nákup CAT 6 kábel pre gigabitový ethernet. CAT 6 bola pridaný k TIA-568 v júni 2002 a preskakuje frekvencie až do 200 MHz. Predajcovia vás určite presvedčia, aby ste si kúpili drahšiu šiestu kategóriu, ale tú budete potrebovať, len ak plánujete budovať sieť 10 Gbps Ethernet cez medené vedenie, čo je v súčasnosti len ťažko reálne. A čo kábel CAT 7? Zabudnite na neho!

Ak máte dobré množstvo peňazí, je lepšie ich minúť sieťový špecialista, ktorý má dostatočné skúsenosti s kladením gigabitových sietí. Špecialista bude schopný kompetentne položiť káble alebo skontrolovať vaše existujúcej siete pracovať s gigabitovým Ethernetom. Pri inštalácii kábla CAT 6 dôrazne odporúčame, aby ste vyhľadali pomoc profesionálov, pretože tento kábel vyžaduje polomer ohybu a konektory špeciálnej kvality.

Gigabitový hardvér

V niektorých ohľadoch mohla byť otázka „gigabit alebo nie“ predmetom sporu pred rokom alebo pred niekoľkými rokmi. Z pohľadu SOHO kupujúceho prechod z 10 na 10/100 Mbps už nastal. Novšie počítače sú vybavené 10/100 ethernetovými portami, smerovače už používajú vstavané prepínače 10/100 namiesto 10BaseT rozbočovačov. Takáto zmena však nie je dôsledkom požiadaviek a želaní domácich „sieťovačov“. Sú spokojní s existujúcim vybavením.

Za tieto zmeny by sme mali byť vďační firemných používateľov, ktorí dnes vo veľkom nakupujú len 10/100 zariadení, čo im umožňuje znížiť ich ceny. Akonáhle výrobcovia spotrebného zariadenia zistili, že používanie čipov 10BaseT v porovnaní s možnosťami 10/100 drahé Dlho neváhali.

Včerajšia architektúra založená na rozbočovačoch 10BaseT sa teda potichu presunula do dnešných prepínaných sietí 10/100. Zažijeme presne rovnaký prechod z 10/100 na 10/100/1000 Mbps. A hoci bod zlomu je ešte rok alebo dva, prechod už začala a ceny naďalej neustále klesajú.

Stačí si kúpiť gigabitovú sieťovú kartu a gigabitový prepínač. Poďme sa na ne pozrieť trochu podrobnejšie.

• sieťové karty

  Značkové 32-bitové PCI 10/100/1000BaseT sieťové karty ako Intel PRO1000 MT, Netgear GA302T a SMC SMC9552TX stoja na internete 40 až 70 dolárov. Produkty od výrobcov druhej úrovne sú približne o 5 dolárov lacnejšie. A hoci sú gigabitové NIC asi dvaapolkrát drahšie ako priemerné 10/100 karty, je nepravdepodobné, že by vaša peňaženka zaznamenala nejaký rozdiel, pokiaľ ich nekupujete vo veľkom.

  Môžete nájsť sieťové karty, ktoré podporujú nielen 32-bitovú PCI zbernicu, ale aj 64-bitovú, no sú aj drahšie. Čo neuvidíte, sú adaptéry CardBus pre vaše notebooky. Z nejakého dôvodu sa výrobcovia domnievajú, že notebooky gigabitové siete vôbec nepotrebujú.

• Prepínače

  Ale cena prepínačov 10/100/1000 vás núti desaťkrát premýšľať nad vhodnosťou prechodu na gigabitový Ethernet. Dobrou správou je, že už dnes sa objavili transparentné gigabitové prepínače, ktoré sú oveľa lacnejšie ako ich riadené náprotivky pre firemný trh.

  Jednoduchý štvorportový 10/100/1000 prepínač Netgear GS104 je možné zakúpiť za menej ako 225 dolárov. Ak sa rozhodnete pre menej známe značky, ako je TRENDnet TEG-S40TXE, cena klesne na 150 dolárov. Nestačí štyri porty - prosím. Osemportová verzia Netgear GS108 vás bude stáť približne 450 dolárov, zatiaľ čo TRENDnet TEG-S80TXD vás bude stáť približne 280 dolárov.

  Ak vezmeme do úvahy, že päťportový 10/100 switch dnes stojí len 20 dolárov, bude sa niekomu zdať cena za gigabit príliš vysoká. Ale pamätajte: až donedávna ste si mohli kúpiť spravované gigabitové prepínače za viac ako 100 USD na port. Ceny idú správnym smerom!

Bude potrebné meniť počítače?

Otvorme malé tajomstvo gigabitového Ethernetu: pod Win98 alebo 98SE s najväčšou pravdepodobnosťou nezískate žiadnu výhodu z gigabitovej rýchlosti. A aj keď sa úprava registra môže pokúsiť zlepšiť priepustnosť, stále nedosiahnete výrazné zvýšenie výkonu oproti súčasnému hardvéru 10/100.

Problém spočíva v zásobníku TCP/IP Win98, ktorý nebol navrhnutý s ohľadom na vysokorýchlostné siete. Zásobník má problémy aj s používaním 100BaseT sieť, tak prečo hovoriť o gigabitovej komunikácii! K tejto problematike sa vrátime v druhom článku, no zatiaľ by ste mali len zvažovať Win2000 a WinXP pracovať s gigabitovým Ethernetom.

Poslednou vetou sme nie predpokladáme, že iba Windows 2000 a XP podporujú gigabitové sieťové karty. Akurát sme netestovali výkon pod inými operačnými systémami, takže sa prosím zdržte bodavých poznámok!

Ak sa pýtate, či budete musieť vyhodiť svoj starý dobrý počítač a kúpiť si nový, aby ste mohli používať gigabitový Ethernet, naša odpoveď je „pravdepodobne“. Na základe našich praktických skúseností jeden hertz "moderných" procesorov sa rovná jednému bitu za sekundu šírky pásma siete. Jeden výrobca gigabitových sieťových zariadení s nami súhlasil: akýkoľvek stroj s rýchlosťou hodín 700 MHz alebo nižšie nebudú schopné plne využiť šírku pásma gigabitového Ethernetu. Takže aj so správnym operačným systémom je gigabitový ethernet ako mŕtvy obklad na staré počítače. Radšej by ste videli rýchlosti 100-500 Mbps

Moderný svet sa stáva čoraz viac závislým na objemoch a tokoch informácií, ktoré idú rôznymi smermi s drôtmi a bez nich. Všetko to začalo už dávno a primitívnejšími prostriedkami, ako sú dnešné výdobytky digitálneho sveta. Ale nemáme v úmysle popisovať všetky typy a metódy, ktorými jeden človek sprostredkúval potrebné informácie do vedomia druhého. V tomto článku by som chcel čitateľovi ponúknuť príbeh o nie tak dávno vytvorenom a úspešne sa rozvíjajúcom štandarde digitálneho prenosu informácií, ktorý sa nazýva Ethernet.

Zrod samotnej myšlienky a technológie Ethernetu sa odohral v stenách korporácie Xerox PARC spolu s ďalšími prvými vývojmi v rovnakom smere. Oficiálnym dátumom vynálezu Ethernetu bol 22. máj 1973, keď Robert Metcalfe napísal správu šéfovi PARC o potenciáli technológie Ethernet. Patentovaný však bol až o niekoľko rokov neskôr.

V roku 1979 Metcalfe opustil Xerox a založil 3Com, ktorého hlavnou úlohou bolo propagovať počítače a lokálne siete (LAN). S podporou takých významných spoločností ako DEC, Intel a Xerox bol vyvinutý štandard Ethernet (DIX). Po oficiálnom zverejnení 30. septembra 1980 začal konkurovať dvom veľkým patentovaným technológiám - token ring a ARCNET, ktoré boli následne úplne nahradené, a to pre ich nižšiu efektivitu a vyššiu cenu ako produkty pre Ethernet.

Spočiatku sa podľa navrhovaných štandardov (Ethernet v1.0 a Ethernet v2.0) chystali používať koaxiálny kábel, no neskôr museli túto technológiu opustiť a prejsť na používanie optických káblov a krútenej dvojlinky.

Hlavnou výhodou na začiatku vývoja technológie Ethernet bol spôsob kontroly prístupu. Zahŕňa viacero spojení s detekciou nosnej frekvencie a detekciou kolízie (CSMA / CD, Carrier Sense Multiple Access s detekciou kolízie), rýchlosť prenosu dát je 10 Mbps, veľkosť paketu je od 72 do 1526 bajtov, popisuje aj metódy kódovania dát. Limitná hodnota pracovných staníc v jednom segmente zdieľanej siete je obmedzená na 1024, ale pri nastavení prísnejších obmedzení na segment tenkých koaxiálnych káblov sú možné ďalšie nižšie hodnoty. Takáto konštrukcia sa však veľmi skoro stala neefektívnou a v roku 1995 bola nahradená štandardom IEEE 802.3u Fast Ethernet s rýchlosťou 100 Mbps a neskôr bol prijatý štandard IEEE 802.3z Gigabit Ethernet s rýchlosťou 1000 Mbps. Momentálne sa už naplno využíva 10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae, ktorý má rýchlosť 10 000 Mbps. Okrem toho už máme vývoj zameraný na dosiahnutie rýchlosti 100 000 Mb/s 100 Gigabit Ethernet, ale najskôr.

Veľmi dôležitou pozíciou, ktorá je základom štandardu Ethernet, bol jeho formát rámca. Možností je však pomerne dosť. Tu sú niektoré z nich:

Variant I je prvorodený a už sa nevyužil.

Ethernet Version 2 alebo Ethernet frame II, nazývaný aj DIX (skratka prvých písmen vývojárov DEC, Intel, Xerox) je najrozšírenejší a používa sa dodnes. Často sa používa priamo internetovým protokolom.

Novell je interná modifikácia IEEE 802.3 bez LLC (Logical Link Control).

Rám IEEE 802.2 LLC.

Rámec IEEE 802.2 LLC/SNAP.

Ethernetový rámec môže voliteľne obsahovať značku IEEE 802.1Q na identifikáciu VLAN, ktorej je adresovaný, a značku IEEE 802.1p na označenie priority.

Niektoré sieťové karty Ethernet vyrábané spoločnosťou Hewlett-Packard používali rámec formátu IEEE 802.12, ktorý zodpovedá štandardu 100VG-AnyLAN.

Pre rôzne druhy rám majú a rôznych formátov a hodnoty MTU.

Funkčné prvky technológieGigabitový Ethernet

Upozorňujeme, že výrobcovia ethernetových kariet a iných zariadení vo všeobecnosti zahŕňajú do svojich produktov podporu niekoľkých predchádzajúcich štandardov rýchlosti prenosu dát. V predvolenom nastavení, pomocou automatickej detekcie rýchlosti a duplexu, samotné ovládače kariet určujú optimálny režim prevádzky spojenia medzi dvoma zariadeniami, ale zvyčajne existuje manuálna voľba. Kúpou zariadenia s ethernetovým portom 10/100/1000 získame možnosť pracovať na technológiách 10BASE-T, 100BASE-TX a 1000BASE-T.

Tu je chronológia úprav ethernet, pričom ich vydelíte podľa prenosovej rýchlosti.

Prvé rozhodnutia:

Xerox Ethernet - originálna technológia, rýchlosť 3 Mbps, existoval v dvoch verziách Verzia 1 a Verzia 2, formát rámca Najnovšia verzia je stále široko používaný.

10BROAD36 - nie je široko používaný. Jeden z prvých štandardov, ktorý vám umožňuje pracovať na veľké vzdialenosti. Použitá širokopásmová modulačná technológia podobná tej, ktorá sa používa v káblových modemoch. Ako médium na prenos dát bol použitý koaxiálny kábel.

1BASE5, známa aj ako StarLAN, bola prvou použitou technológiou Ethernet krútená dvojlinka. Fungoval rýchlosťou 1 Mbps, no komerčné uplatnenie nenašiel.

Bežnejšie a optimalizované pre ich časové modifikácie 10 Mbps Ethernet:

10BASE5, IEEE 802.3 (tiež nazývaný "Thick Ethernet") - pôvodný vývoj technológie s prenosovou rýchlosťou 10 Mbps. IEEE používa 50 ohmový koaxiálny kábel (RG-8) s maximálnou dĺžkou segmentu 500 metrov.

10BASE2, IEEE 802.3a (označovaný ako „Slim Ethernet“) – používa kábel RG-58 s maximálnou dĺžkou segmentu 200 metrov. Na vzájomné prepojenie počítačov a pripojenie kábla k internetová karta potrebujete T-konektor a kábel musí mať BNC konektor. Vyžaduje terminátory na každom konci. Po mnoho rokov bol tento štandard hlavným pre technológiu Ethernet.

StarLAN 10 - Prvý vývoj využívajúci krútenú dvojlinku na prenos dát rýchlosťou 10 Mbps. Neskôr sa vyvinul do štandardu 10BASE-T.

10BASE-T, IEEE 802.3i - 4-žilový krútený párový kábel (dva krútené páry) Na prenos dát sa používa kategória 3 alebo kategória 5. Maximálna dĺžka segmentu je 100 metrov.

FOIRL - (skratka z anglického Fiber-optic inter-repeater link). Základný štandard pre technológiu Ethernet, ktorá využíva na prenos údajov optický kábel. Maximálna prenosová vzdialenosť bez opakovača je 1 km.

10BASE-F, IEEE 802.3j – Hlavný pojem pre rodinu 10 Mbps Ethernet štandardov využívajúcich optický kábel na vzdialenosť až 2 kilometrov: 10BASE-FL, 10BASE-FB a 10BASE-FP. Z nich sa rozšíril len 10BASE-FL.

10BASE-FL (Fibre Link) - Vylepšená verzia štandardu FOIRL. Zlepšenie sa týkalo zväčšenia dĺžky úseku až na 2 km.

10BASE-FB (Fiber Backbone) - Teraz už nepoužívaný štandard, jeho zámerom bolo spojiť opakovače do chrbtice.

• 10BASE-FP (Fibre Passive) – pasívna hviezdicová topológia, ktorá nepotrebuje opakovače – vyvinutá, ale nikdy neimplementovaná.

Najbežnejšia a najlacnejšia voľba v čase písania Fast Ethernet (100 Mbps) ( rýchly ethernet):

100BASE-T - Základný pojem pre jeden z troch štandardov 100 Mbps Ethernet, ktorý používa krútenú dvojlinku ako médium na prenos dát. Dĺžka segmentu do 100 metrov. Obsahuje 100BASE-TX, 100BASE-T4 a 100BASE-T2.

100BASE-TX, IEEE 802.3u - Vývoj technológie 10BASE-T, používa sa hviezdicová topológia, používa sa krútená dvojlinka kategórie 5, ktorá v skutočnosti využíva 2 páry vodičov, maximálna rýchlosť prenosu dát je 100 Mbps.

100BASE-T4 - 100 Mbit/s Ethernet cez kábel kategórie 3. Použité sú všetky 4 páry. Teraz sa prakticky nepoužíva. Prenos dát prebieha v poloduplexnom režime.

100BASE-T2 - Nepoužíva sa. 100 Mbps Ethernet cez kábel kategórie 3. Používajú sa len 2 páry. Plne duplexný prenosový režim je podporovaný, keď sa signály šíria v opačných smeroch na každom páre. Prenosová rýchlosť v jednom smere - 50 Mbps.

100BASE-FX - 100Mbps Ethernet cez optický kábel. Maximálna dĺžka segmentu je 400 metrov v polovičnom duplexnom režime (pre zaručenú detekciu kolízie) alebo 2 kilometre v plne duplexnom režime cez multimódové optické vlákno.

100BASE-LX - 100Mbps Ethernet cez optický kábel. Maximálna dĺžka segmentu je 15 kilometrov v plne duplexnom režime cez dvojicu jednovidových optických vlákien pri vlnovej dĺžke 1310 nm.

100BASE-LX WDM - 100Mbps Ethernet cez optický kábel. Maximálna dĺžka segmentu je 15 kilometrov v plnom duplexnom režime cez jedno jednovidové optické vlákno pri vlnovej dĺžke 1310 nm a 1550 nm. Existujú dva typy rozhraní, líšia sa vlnovou dĺžkou vysielača a sú označené buď číslami (vlnová dĺžka) alebo jedným latinským písmenom A (1310) alebo B (1550). V páre môžu pracovať iba spárované rozhrania, na jednej strane vysielač na 1310 nm a na druhej strane na 1550 nm.

gigabitový ethernet

1000BASE-T, IEEE 802.3ab - štandard Ethernet 1 Gbps. Používa sa krútená dvojlinka kategórie 5e alebo kategórie 6. Na prenose dát sa podieľajú všetky 4 páry. Rýchlosť prenosu dát - 250 Mbit / s na jeden pár.

1000BASE-TX, - 1 Gb/s ethernetový štandard využívajúci len krútenú dvojlinku kategórie 6. Vysielacie a prijímacie páry sú fyzicky oddelené dvoma pármi v každom smere, čo značne zjednodušuje konštrukciu transceiverov. Rýchlosť prenosu dát je 500 Mbps cez jeden pár. Prakticky nepoužívaný.

1000Base-X je všeobecný termín pre technológiu Gigabit Ethernet s pripojiteľnými GBIC alebo SFP transceivery.

Technológia Ethernet 1000BASE-SX, IEEE 802.3z - 1 Gb/s využíva lasery s povolenou dĺžkou vyžarovania v rozsahu 770-860 nm, vysielací výkon vysielača v rozsahu -10 až 0 dBm s pomerom ZAP/VYP (signál / žiadny signál) nie menej ako 9 dB. Citlivosť prijímača 17 dBm, saturácia prijímača 0 dBm. Pri použití multimódového vlákna je vzdialenosť prenosu signálu bez opakovača až 550 metrov.

Technológia 1000BASE-LX, IEEE 802.3z - 1 Gbps Ethernet využíva lasery s povolenou dĺžkou vyžarovania v rozsahu 1270-1355 nm, vysielací výkon vysielača v rozsahu od 13,5 do 3 dBm, s pomerom ZAP/VYP (existuje signál / žiadny signál) nie menej ako 9 dB. Citlivosť prijímača 19 dBm, saturácia prijímača 3 dBm. Pri použití multimódového vlákna je vzdialenosť prenosu signálu bez opakovača až 550 metrov. Optimalizované pre dlhé vzdialenosti pomocou jednovidového vlákna (až 40 km).

1000BASE-CX - Technológia Gigabit Ethernet na krátke vzdialenosti (do 25 metrov), pomocou špeciálneho medeného kábla (Shielded Twisted Pair (STP)) s charakteristickou impedanciou 150 ohmov. Nahradený 1000BASE-T a už sa nepoužíva.

1000BASE-LH (Long Haul) - 1 Gbps Ethernet technológia, využíva single-mode optický kábel, vzdialenosť prenosu signálu bez opakovača je až 100 kilometrov.

Špecifikácie pre štandardy 1000Base-X

10 Gigabit Ethernet

Stále dosť drahé, ale dosť žiadané, nový štandard 10 Gigabit Ethernet zahŕňa sedem štandardov fyzických médií pre LAN, MAN a WAN. V súčasnosti je opísaný v dodatku IEEE 802.3a a mal by byť zahrnutý v ďalšej revízii normy IEEE 802.3.

10GBASE-CX4 - technológia 10 Gigabit Ethernet pre krátke vzdialenosti (do 15 metrov), využíva medený kábel CX4 a konektory InfiniBand.

10GBASE-SR - 10gigabitová ethernetová technológia pre krátke vzdialenosti (do 26 alebo 82 metrov, v závislosti od typu kábla), s použitím multimódového vlákna. Podporuje tiež vzdialenosti až 300 metrov pomocou nového multimódového vlákna (2000 MHz/km).

10GBASE-LX4 - využíva multiplexovanie s delením vlnovej dĺžky na podporu vzdialeností od 240 do 300 metrov cez multimódové vlákno. Podporuje aj vzdialenosti až 10 kilometrov pri použití jednovidového vlákna.

10GBASE-LR a 10GBASE-ER - tieto štandardy podporujú vzdialenosti do 10 a 40 kilometrov.

10GBASE-SW, 10GBASE-LW a 10GBASE-EW - Tieto štandardy používajú fyzické rozhranie, ktoré je kompatibilné rýchlosťou a dátovým formátom s rozhraním OC-192 / STM-64 SONET/SDH. Sú podobné štandardom 10GBASE-SR, 10GBASE-LR a 10GBASE-ER, pretože používajú rovnaké typy káblov a prenosové vzdialenosti.

10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 – prijaté v júni 2006 po 4 rokoch vývoja. Používa tienený krútený párový kábel. Vzdialenosti - do 100 metrov.

Nakoniec, o čom vieme 100 Gigabit Ethernet(100-GE), stále dosť surová, ale dosť žiadaná technológia.

V apríli 2007, po stretnutí výboru IEEE 802.3 v Ottawe, Higher Speed ​​​​Study Group (HSSG) prijala stanovisko k technickému prístupu k vytváraniu 100-GE optických a medených spojení. Momentálne dokončené pracovná skupina 802.3ba na vývoj špecifikácie 100-GE.

Rovnako ako v predchádzajúcom vývoji bude štandard 100-GE zohľadňovať nielen ekonomickú a technickú realizovateľnosť jeho implementácie, ale aj ich spätnú kompatibilitu s existujúcimi systémami. Potrebu takýchto rýchlostí v súčasnosti nepopierateľne dokázali popredné spoločnosti. Neustále rastúce objemy prispôsobeného obsahu, a to aj pri doručovaní videí z portálov ako YouTube a iných zdrojov využívajúcich technológie IPTV a HDTV. Treba spomenúť aj video na požiadanie. To všetko určuje potrebu operátorov a poskytovateľov služieb 100 Gigabit Ethernet.

Ale na pozadí veľkého výberu starých a sľubných nových technologických prístupov v rámci skupiny Ethernet sa chceme podrobnejšie venovať technológii, ktorá sa dnes plnohodnotne masovo používa len vďaka zníženiu nákladov na jej komponenty. . Gigabit Ethernet môže plne podporovať prevádzku aplikácií, ako je streamovanie videa, videokonferencie, prenos zložitých obrázkov, ktoré kladú vysoké nároky na šírku pásma kanála. Výhody vyšších prenosových rýchlostí v podnikových a domácich sieťach sú čoraz zreteľnejšie, keďže ceny zariadení tejto triedy klesajú.

Teraz si štandard IEEE získal maximálnu popularitu. Prijatý v júni 1998 bol schválený ako IEEE 802.3z. Ale najprv sa ako prenosové médium používal iba optický kábel. Schválením pridania štandardu 802.3ab v priebehu nasledujúceho roka sa prenosovým médiom stal netienený krútený párový kábel piatej kategórie.

Gigabitový Ethernet je priamym potomkom Ethernetu a Fast Ethernetu, ktoré sa osvedčili počas takmer dvadsaťročnej histórie pri zachovaní spoľahlivosti a budúcnosti použitia. Okrem toho, že je spätne kompatibilný s predchádzajúcimi riešeniami (štruktúra kábla zostáva nezmenená), poskytuje teoretickú priepustnosť 1000 Mbps, čo je približne 120 Mbps. Treba poznamenať, že takéto schopnosti sa takmer rovnajú rýchlosti 32-bitov PCI zbernica 33 MHz. Preto sú dostupné gigabitové adaptéry pre 32-bitovú PCI (33 a 66 MHz) aj 64-bitovú zbernicu. Spolu s týmto zvýšením rýchlosti zdedil gigabitový Ethernet všetky predchádzajúce vlastnosti Ethernetu, ako je formát rámca, technológia CSMA/CD (Transmission Sensitive Multiple Access with Collision Detection), plný duplex atď. Vysoké rýchlosti síce zaviedli svoje vlastné inovácie, no práve v dedičstve starých štandardov spočíva obrovská výhoda a obľuba gigabitového Ethernetu. Samozrejme, teraz sa navrhujú aj iné riešenia, ako napríklad bankomat a Fibre Channel, ale tu sa okamžite stráca hlavná výhoda pre koncového užívateľa. Prechod na inú technológiu vedie k masívnej zmene a prevybaveniu podnikových sietí, zatiaľ čo gigabitový Ethernet vám umožní plynulo zvyšovať rýchlosť a nemeniť káblový priemysel. Tento prístup umožnil technológii Ethernet zaujať dominantné miesto v oblasti sieťových technológií a získať viac ako 80 percent svetového trhu prenosu informácií.

Štruktúra budovania ethernetovej siete s plynulými prechodmi na vyššie dátové rýchlosti.

Spočiatku boli všetky ethernetové štandardy vyvinuté s použitím iba optického kábla ako prenosového média – a gigabitový ethernet dostal rozhranie 1000BASE-X. Je založená na štandarde fyzickej vrstvy Fibre Channel (ide o technológiu pre interakciu pracovných staníc, úložných zariadení a periférnych uzlov). Keďže táto technológia už bola schválená predtým, toto prijatie výrazne skrátilo čas vývoja štandardu Gigabit Ethernet. 1000BASE-X

Nás ako aj jednoduchého laika viac zaujal 1000Base-CX vzhľadom na jeho prevádzku na tienenom krútenom páre (STP „twinax“) na krátke vzdialenosti a 1000BASE-T na netienený krútený pár kategórie 5. Hlavný rozdiel medzi 1000BASE-T a Fast Ethernet 100BASE-TX znamená, že sa používajú všetky štyri páry (v 100BASE-TX boli použité iba dva). Každý pár môže prenášať dáta rýchlosťou 250 Mbps. Štandard poskytuje plne duplexný prenos, pričom tok na každom páre je poskytovaný v dvoch smeroch súčasne. Kvôli silnému rušeniu pri takomto prenose bolo technicky oveľa ťažšie realizovať gigabitový prenos cez krútenú dvojlinku ako pri 100BASE-TX, čo si vyžadovalo vývoj špeciálneho zakódovaného prenosu odolného voči šumu, ako aj inteligentného uzla na rozpoznávanie a obnovenie signálu na príjme. Štandard 1000BASE-T používa ako metódu kódovania 5-úrovňové kódovanie pulznej amplitúdy PAM-5.

Kritériá na výber kábla sa tiež sprísnili. Na zníženie presluchov, jednosmerného prenosu, straty spätného chodu, oneskorenia a fázového posunu bola prijatá kategória 5e pre netienenú krútenú dvojlinku.

Krimpovanie kábla pre 1000BASE-T sa vykonáva podľa jednej z nasledujúcich schém:

Priamo cez kábel.

Prekrížený kábel.

Schémy krimpovania káblov pre 1000BASE-T

Inovácie ovplyvnili aj úroveň štandardu MAC 1000BASE-T. V sieťach Ethernet sa maximálna vzdialenosť medzi stanicami (kolízna doména) určuje na základe minimálnej veľkosti rámca (v štandarde Ethernet IEEE 802.3 to bolo 64 bajtov). Maximálna dĺžka segmentu musí byť taká, aby vysielacia stanica mohla zistiť kolíziu pred koncom prenosu rámca (signál musí mať čas prejsť na druhý koniec segmentu a vrátiť sa späť). So zvýšením prenosovej rýchlosti je teda potrebné buď zväčšiť veľkosť rámca, čím sa zvýši minimálny čas na prenos rámca, alebo zmenšiť priemer kolíznej domény.

Pri prechode na Fast Ethernet využili druhú možnosť a zmenšili priemer segmentu. V gigabitovom Ethernete to bolo neprijateľné. Skutočne, v tomto prípade štandard, ktorý zdedil také Fast Ethernet komponenty ako minimálna veľkosť rám, CSMA / CD a čas detekcie kolízie (časový slot), bude schopný pracovať v kolíziách s priemerom nie väčším ako 20 metrov. Preto bolo navrhnuté zvýšiť čas na prenos minimálneho rámca. Vzhľadom na to, že pre kompatibilitu s predchádzajúcimi Ethernetmi bola minimálna veľkosť rámca ponechaná rovnaká - 64 bajtov a do rámca bolo pridané ďalšie pole rozšírenia nosiča (rozšírenie nosiča), ktoré dopĺňa rámec na 512 bajtov, ale pole sa nepridáva keď je veľkosť rámca väčšia ako 512 bajtov. Výsledná minimálna veľkosť rámca teda bola 512 bajtov, čas detekcie kolízie sa zvýšil a priemer segmentu sa zvýšil na rovnakých 200 metrov (v prípade 1000BASE-T). Znaky v poli rozšírenia nosiča nenesú sémantickú záťaž, kontrolný súčet sa pre ne nevypočítava. Po prijatí rámca sa toto pole vo vrstve MAC zahodí, takže vyššie vrstvy pokračujú v práci s minimálnymi rámcami s dĺžkou 64 bajtov.

Ale aj tu sa objavili úskalia. Hoci rozšírenie médií umožňovalo kompatibilitu s predchádzajúcimi štandardmi, malo za následok plytvanie šírkou pásma. Straty môžu dosiahnuť 448 bajtov (512-64) na snímku v prípade krátkych snímok. Preto došlo k modernizácii štandardu 1000BASE-T – bol zavedený koncept Packet Bursting (zahltenie paketov). Umožňuje oveľa efektívnejšie využitie rozširujúceho poľa. A funguje to nasledovne: ak má adaptér alebo prepínač niekoľko malých rámcov, ktoré je potrebné odoslať, potom sa prvý z nich odošle štandardným spôsobom s pridaním rozširujúceho poľa až do 512 bajtov. A všetky nasledujúce sa posielajú v pôvodnej podobe (bez poľa rozšírenia), s minimálnym intervalom medzi nimi 96 bitov. A čo je najdôležitejšie, tento interval medzi snímkami je vyplnený symbolmi rozšírenia médií. Deje sa tak, kým celková veľkosť odosielaných rámcov nedosiahne limit 1518 bajtov. Médium teda neutichá počas celého prenosu malých rámcov, takže ku kolízii môže dôjsť až v prvej fáze, pri prenose prvého platného malého rámca s poľom rozšírenia média (veľkosť 512 bajtov). Tento mechanizmus môže výrazne zlepšiť výkon siete, najmä pri veľkom zaťažení, znížením pravdepodobnosti kolízií.

Ale ani toto nestačilo. Gigabit Ethernet najprv podporoval iba štandardné veľkosti ethernetových rámcov, od minimálne 64 (vyplnených na 512) až po maximálne 1518 bajtov. Z toho 18 bajtov zaberá hlavička štandardnej služby a 46 až 1500 bajtov zostáva na dáta, resp. Ale aj dátový paket s veľkosťou 1500 bajtov je v prípade gigabitovej siete príliš malý. Najmä pre servery prenášajúce veľké množstvo dát. Poďme trochu počítať. Na prenos súboru s veľkosťou 1 GB cez nezaťaženú sieť Fast Ethernet server spracuje 8200 paketov/s a strávi na ňom minimálne 11 sekúnd. V tomto prípade samotné spracovanie prerušenia na počítači s výkonom 200 MIPS zaberie asi 10 percent času. Koniec koncov, centrálny procesor musí spracovať (vypočítať kontrolný súčet, preniesť dáta do pamäte) každý prichádzajúci paket.

Prenosové charakteristiky ethernetových sietí.

V gigabitových sieťach je situácia ešte smutnejšia - zaťaženie procesora sa zvyšuje približne o rád kvôli skráteniu časového intervalu medzi snímkami a tým aj požiadavkám na prerušenie procesora. Tabuľka 1 ukazuje, že aj za najlepších podmienok (pri použití snímok maximálnej veľkosti) sú snímky od seba oddelené časovým intervalom nepresahujúcim 12 µs. V prípade použitia menších rámikov sa tento časový interval iba skracuje. Preto bolo v gigabitových sieťach prekážkou, napodiv, práve štádium spracovania snímok procesorom. Preto na úsvite gigabitového Ethernetu boli skutočné prenosové rýchlosti ďaleko od teoretického maxima - procesory jednoducho nezvládli záťaž.

Zrejmé východisko z tejto situácie je nasledovné:

zvýšenie časového intervalu medzi snímkami;

presun časti zaťaženia spracovania rámca z CPU na samotnom sieťovom adaptéri.

V súčasnosti sú implementované obe metódy. V roku 1999 bolo navrhnuté zväčšiť veľkosť balenia. Takéto pakety sa nazývajú giga-rámce (Jumbo Frames) a ich veľkosť môže byť od 1518 do 9018 bajtov (v súčasnosti zariadenia od niektorých výrobcov podporujú väčšie giga-rámce). Jumbo Frames umožnili až 6-násobne znížiť záťaž centrálneho procesora (úmerne k jeho veľkosti) a tým výrazne zvýšiť výkon. Napríklad maximálny paket Jumbo Frame 9018 bajtov obsahuje okrem 18-bajtovej hlavičky 9 000 bajtov dát, čo zodpovedá šiestim štandardným ethernetovým maximálnym rámcom. Zvýšenie výkonu sa nedosiahne odstránením niekoľkých hlavičiek služieb (prevádzka z ich prenosu nepresahuje niekoľko percent celkovej šírky pásma), ale skrátením času na spracovanie takéhoto rámca. Presnejšie, čas spracovania snímok zostáva rovnaký, no namiesto niekoľkých malých snímok, z ktorých by každá vyžadovala N cyklov procesora a jedno prerušenie, spracovávame len jednu, väčšiu snímku.

Pomerne rýchly svet rýchlosti spracovania poskytuje stále rýchlejšie a lacnejšie riešenia na použitie špecializovaného hardvéru na zníženie záťaže procesora pri spracovaní prevádzky. Používa sa aj technológia vyrovnávania, ktorá poskytuje procesoru prerušenie spracovania niekoľkých snímok naraz. V súčasnosti je pre domáce použitie čoraz dostupnejšia technológia Gigabit Ethernet, ktorá bežného používateľa priamo zaujme. Viac rýchly prístup do domácich zdrojov poskytne vysokokvalitné sledovanie videa s vysokým rozlíšením, bude trvať menej času na redistribúciu informácií a nakoniec umožní živé kódovanie video streamov na sieťové disky.

Pri príprave článku boli použité materiály zdrojov http://www.ixbt.com/ ahttp://www.wikipedia.org/.

Článok bol prečítaný 15510 krát