دنیای مدرن به طور فزاینده ای به حجم و جریان اطلاعات وابسته از طریق سیم و بدون آنها به جهات مختلف وابسته می شود. همه چیز مدتها پیش و با وسایل ابتدایی تر نسبت به دستاوردهای امروز دنیای دیجیتال آغاز شد. اما ما قصد نداریم همه انواع و روشهایی را که یک فرد اطلاعات لازم را به آگاهی شخص دیگر می آورد توصیف کنیم. در این مقاله ، من می خواهم مطلبی را در مورد استاندارد ایجاد شده و در حال حاضر موفقیت آمیز برای انتقال اطلاعات دیجیتالی ایجاد کنم که اترنت نامیده می شود.
تولد این ایده و فناوری اترنت در داخل دیوار Xerox PARC همراه با سایر پیشرفت های اولیه در همین راستا اتفاق افتاد. تاریخ رسمی اختراع اترنت 22 مه 1973 بود ، زمانی که رابرت متکالف یادداشتی را برای رئیس PARC درباره توانایی فناوری اترنت نوشت. با این حال ، فقط چند سال بعد ثبت اختراع شد.
در سال 1979 ، متکالف زیراکس را ترک کرد و 3Com را تأسیس کرد که وظیفه اصلی آن تبلیغ رایانه و محلی بود شبکه های کامپیوتر (LAN) با پشتیبانی شرکت های مشهوری مانند DEC ، Intel و زیراکس ، استاندارد اترنت (DIX) ایجاد شد. با انتشار رسمی در 30 سپتامبر 1980 ، این رقابت با دو فناوری بزرگ ثبت اختراع آغاز شد - انگشتر نشانه و ARCNET که بعداً به دلیل کارایی کمتر و هزینه بالاتر نسبت به محصولات اترنت کاملاً جایگزین شدند.
در ابتدا ، طبق استانداردهای پیشنهادی (Ethernet v1.0 و Ethernet v2.0) ، آنها قصد داشتند از کابل کواکسیال به عنوان یک رسانه انتقال استفاده کنند ، اما بعداً مجبور شدند این فناوری را کنار بگذارند و به استفاده از کابل های نوری و جفت پیچ خورده روی بیاورند.
مزیت اصلی در روزهای ابتدایی فناوری اترنت ، روش کنترل دسترسی بود. این به معنای اتصالات متعدد با حس حامل و تشخیص برخورد (CSMA / CD ، Carrier Sense دسترسی چندگانه با تشخیص برخورد) است ، سرعت انتقال داده 10 مگابیت بر ثانیه است ، اندازه بسته از 72 تا 1526 بایت است ، همچنین روش های رمزگذاری داده را توصیف می کند ... مقدار محدودی از ایستگاه های کاری در یک بخش شبکه مشترک به 1024 محدود می شود ، اما در صورت تنظیم محدودیت های دقیق تر برای بخش ناهموار کواکسیال ، مقادیر کوچکتر نیز ممکن است. اما چنین ساختاری خیلی زود بی اثر شد و در سال 1995 با استاندارد IEEE 802.3u جایگزین شد اترنت سریع با سرعت 100 مگابیت در ثانیه و بعداً استاندارد IEEE 802.3z گیگابیت اترنت با سرعت 1000 مگابیت در ثانیه تصویب شد. در این لحظه 10 گیگابیت اترنت IEEE 802.3ae با سرعت 10000 مگابیت بر ثانیه در حال استفاده کامل است. علاوه بر این ، ما در حال حاضر پیشرفت هایی با هدف دستیابی به سرعت 100000 مگابیت در ثانیه 100 گیگابیت اترنت داریم ، اما اولین چیزها.
یک موقعیت بسیار مهم که زیربنای استاندارد اترنت است ، فرمت فریم آن است. با این حال ، گزینه های کاملاً کمی برای آن وجود دارد. در اینجا برخی از آنها ذکر شده است:
نوع I اولین متولد شده و از قبل استفاده نشده است.
نسخه اترنت 2 یا فریم II اترنت ، که DIX (مخفف حروف اول توسعه دهندگان DEC ، Intel ، زیراکس) نیز نامیده می شود رایج ترین است و تا به امروز مورد استفاده قرار می گیرد. اغلب به طور مستقیم توسط پروتکل اینترنت استفاده می شود.
Novell یک تغییر داخلی در IEEE 802.3 بدون LLC (کنترل پیوند منطقی) است.
قاب IEEE 802.2 LLC.
قاب IEEE 802.2 LLC / SNAP.
به صورت اختیاری ، یک قاب اترنت می تواند حاوی یک برچسب IEEE 802.1Q برای شناسایی VLAN که به آن آدرس دهی شده است و یک برچسب IEEE 802.1p برای نشان دادن اولویت.
برخی از کارتهای اترنت Hewlett-Packard از یک قاب IEEE 802.12 استفاده می کنند که مطابق با استاندارد 100VG-AnyLAN است.
برای انواع مختلف فریم ، قالبها و مقادیر MTU مختلف نیز وجود دارد.
عناصر عملکردی فناوریGigabit اترنت
توجه داشته باشید که تولیدکنندگان کارت های اترنت و سایر دستگاه ها به طور عمده پشتیبانی از چندین استاندارد قبلی نرخ باود را در محصولات خود دارند. به طور پیش فرض ، با استفاده از سنجش خودکار سرعت و دوبلکس ، درایورهای کارت خود حالت بهینه عملکرد را برای اتصال بین دو دستگاه تعیین می کنند ، اما معمولاً یک انتخاب دستی نیز وجود دارد. بنابراین ، با خرید دستگاهی با پورت اترنت 10/100/1000 ، این فرصت را پیدا می کنیم که روی فناوری های 10BASE-T ، 100BASE-TX و 1000BASE-T کار کنیم.
در اینجا تقویم تغییرات موجود است شبکه محلی کابلیبا تقسیم آنها بر نرخ انتقال.
راه حل های اول:
زیراکس اترنت - فناوری اصلی ، سرعت 3 مگابیت در ثانیه ، در دو نسخه نسخه 1 و نسخه 2 ، قالب فرمت وجود دارد آخرین نسخه هنوز هم به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.
10BROAD36 - گسترده نیست. یکی از اولین استاندارد هایی که اجازه کار در مسافت های طولانی را می دهد. از فن آوری مدولاسیون باند پهن استفاده شده مشابه آنچه در مودم های کابلی استفاده می شود. از کابل کواکسیال به عنوان یک رسانه انتقال داده استفاده شد.
1BASE5 - همچنین به عنوان StarLAN شناخته می شود ، اولین فناوری اترنت است که از جفت پیچ خورده استفاده می کند. با سرعت 1 مگابیت در ثانیه کار می کرد ، اما کاربرد تجاری پیدا نکرد.
رایج تر و بهینه شده برای تغییرات زمانی 10 مگابیت در ثانیه اترنت:
- 10BASE-FP (Fiber Passive) - یک توپولوژی منفعل ستاره است که به تکرار کننده احتیاج ندارد - توسعه یافته اما هرگز اجرا نشده است.
10BASE5 ، IEEE 802.3 (همچنین "Thick Ethernet" نامیده می شود) توسعه اصلی یک فناوری 10 مگابیت بر ثانیه بود. IEEE از یک کابل کواکسیال 50 اهم (RG-8) با حداکثر طول قطعه 500 متر استفاده می کند.
10BASE2 ، IEEE 802.3a (به نام "Thin Ethernet") - از کابل RG-58 استفاده می کند ، با طول قطعه حداکثر 200 متر. برای اتصال رایانه ها به یکدیگر و اتصال کابل به کارت شبکه ، به اتصال T نیاز دارید و کابل باید دارای اتصال BNC باشد. در هر انتها ترمیناتورها مورد نیاز هستند. برای سالهای متمادی این استاندارد استاندارد اصلی فناوری اترنت بوده است.
StarLAN 10 - اولین طرحی که از کابل جفت تابیده برای انتقال داده با سرعت 10 مگابیت بر ثانیه استفاده می کند. بعداً به استاندارد 10BASE-T تبدیل شد.
10BASE-T ، IEEE 802.3i - 4 کابل جفت تابیده (دو جفت پیچ خورده) دسته 3 یا رده 5 برای انتقال داده استفاده می شود. حداکثر طول قطعه 100 متر است.
FOIRL - (مخفف لینک فیبر نوری بین تکرار کننده). استاندارد اساسی برای فناوری اترنت با استفاده از کابل نوری برای انتقال داده. حداکثر فاصله انتقال داده بدون تکرار کننده 1 کیلومتر است.
10BASE-F ، IEEE 802.3j - اصطلاح اصلی برای خانواده 10 مگابیت در ثانیه از استانداردهای اترنت با استفاده از کابلهای فیبر نوری تا فاصله 2 کیلومتری: 10BASE-FL ، 10BASE-FB و 10BASE-FP. از موارد بالا ، فقط 10BASE-FL به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.
10BASE-FL (فیبر پیوند) - نسخه بهبود یافته استاندارد FOIRL. این بهبود مربوط به افزایش طول قطعه به 2 کیلومتر بود.
10BASE-FB (Fiber Backbone) - اکنون یک استاندارد بلااستفاده است که برای ترکیب تکرارها در ستون فقرات در نظر گرفته شده است.
رایج ترین و ارزان ترین انتخاب در زمان نوشتن Fast Ethernet (100 مگابیت در ثانیه) ( اترنت سریع):
100BASE-T - اصطلاح اصلی یکی از سه استاندارد 100 مگابیت در ثانیه اترنت ، با استفاده از جفت تابیده به عنوان رسانه انتقال داده. طول قطعه تا 100 متر. شامل 100BASE-TX ، 100BASE-T4 و 100BASE-T2 است.
100BASE-TX، IEEE 802.3u - توسعه فناوری 10BASE-T ، از توپولوژی ستاره ای استفاده می شود ، از کابل جفت تابیده دسته 5 استفاده می شود که در واقع از 2 جفت هادی استفاده می کند ، حداکثر سرعت انتقال داده 100 مگابیت بر ثانیه است.
100BASE-T4 - 100 مگابیت بر ثانیه اترنت از طریق کابل دسته 3. از هر 4 جفت استفاده می شود. اکنون عملا استفاده نمی شود. انتقال داده در حالت نیمه دوبلکس است.
100BASE-T2 - استفاده نشده است. 100 مگابیت بر ثانیه اترنت از طریق کابل دسته 3. فقط 2 جفت استفاده می شود. وقتی سیگنالها در جهات مخالف روی هر جفت پخش می شوند ، از حالت انتقال کامل دو طرفه پشتیبانی می شود. سرعت انتقال در یک جهت 50 مگابیت در ثانیه است.
100BASE-FX - 100 مگابیت بر ثانیه اترنت از طریق کابل فیبر نوری. حداکثر طول قطعه در حالت نیمه دوبلکس 400 متر (برای تشخیص برخورد تضمینی) یا 2 کیلومتر در حالت دوبلکس کامل از فیبر نوری چند حالته است.
100BASE-LX - اترنت 100 مگابیت بر ثانیه از طریق کابل فیبر نوری. حداکثر طول قطعه در حالت دوبلکس کامل 15 کیلومتر بیش از یک جفت فیبر نوری تک حالته با طول موج 1310 نانومتر است.
100BASE-LX WDM - اترنت 100 مگابیت بر ثانیه از طریق کابل فیبر نوری. حداکثر طول قطعه در حالت دوبلکس کامل 15 کیلومتر بیش از یک فیبر نوری تک حالت با طول موج 1310 نانومتر و 1550 نانومتر است. رابط ها دو نوع هستند ، در طول موج فرستنده متفاوت هستند و با شماره (طول موج) یا یک حرف لاتین A (1310) یا B (1550) مشخص می شوند. فقط رابط های جفت شده می توانند به صورت جفت کار کنند ، از یک طرف یک فرستنده با سرعت 1310 نانومتر و از طرف دیگر با 1550 نانومتر است.
اترنت گیگابیت
1000BASE-T ، IEEE 802.3ab - 1 گیگابیت بر ثانیه استاندارد اترنت. یک جفت پیچ خورده از دسته 5e یا دسته 6. استفاده می شود. هر 4 جفت در انتقال داده نقش دارند. سرعت انتقال داده 250 مگابیت بر ثانیه بر روی یک جفت است.
1000BASE-TX ، - استاندارد اترنت 1 گیگابیت بر ثانیه فقط با استفاده از جفت تابیده گروه 6. جفت های انتقال دهنده و گیرنده از نظر جسمی با دو جفت در هر جهت جدا می شوند ، که طراحی دستگاه های گیرنده گیرنده را بسیار ساده می کند. سرعت انتقال داده - 500 مگابایت بر ثانیه در یک جفت. عملا استفاده نمی شود
1000Base-X یک اصطلاح عمومی برای فناوری اترنت گیگابیت با گیرنده های قابل اتصال GBIC یا SFP است.
1000BASE-SX ، IEEE 802.3z - فناوری 1 گیگابیت بر ثانیه اترنت از لیزرهایی با طول تابش مجاز در محدوده 770-860 نانومتر استفاده می کند ، قدرت تابش فرستنده در محدوده -10 تا 0 دسی بل در نسبت روشن / خاموش (سیگنال / بدون سیگنال) کمتر از 9 دسی بل حساسیت گیرنده 17 dBm ، اشباع گیرنده 0 dBm. با استفاده از فیبر چند حالته ، محدوده انتقال سیگنال بدون تکرار کننده تا 550 متر است.
1000BASE-LX ، IEEE 802.3z - فناوری 1 گیگابیت بر ثانیه اترنت از لیزرهایی با طول تابش مجاز در محدوده 1270-1355 نانومتر ، قدرت تابش فرستنده در محدوده 13.5 تا 3 dBm ، با نسبت روشن / خاموش استفاده می کند (سیگنال وجود دارد / بدون سیگنال) کمتر از 9 دسی بل حساسیت گیرنده 19 dBm ، اشباع گیرنده 3 dBm. هنگام استفاده از فیبر چند حالته ، محدوده انتقال سیگنال بدون تکرار کننده تا 550 متر است. بهینه شده برای مسافت های طولانی با استفاده از فیبر تک حالت (تا 40 کیلومتر).
1000BASE-CX - فناوری اترنت گیگابیتی برای مسافت های کوتاه (تا 25 متر) ، از کابل مسی مخصوص (جفت پیچ خورده محافظ (STP)) با امپدانس مشخصه 150 اهم استفاده می کند. با استاندارد 1000BASE-T جایگزین شده و اکنون استفاده نمی شود.
1000BASE-LH (Long Haul) - فناوری 1 گیگابیت بر ثانیه اترنت ، از کابل نوری تک حالته ، دامنه انتقال سیگنال بدون تکرار کننده تا 100 کیلومتر استفاده می کند.
|
استاندارد |
نوع کابل |
پهنای باند (بدتر نیست) ، مگاهرتز * کیلومتر |
حداکثر مسافت ، متر * |
|
1000BASE-LX (دیود لیزر 1300 نانومتری) |
فیبر تک مود (9 میکرومتر) |
||
|
فیبر چند حالته |
|||
|
فیبر چند حالته |
|||
|
1000BASE-SX (دیود لیزر 850 نانومتری) |
فیبر چند حالته |
||
|
فیبر چند حالته |
|||
|
فیبر چند حالته |
|||
|
جفت پیچ خورده محافظ STP |
|||
|
* استانداردهای 1000BASE-SX و 1000BASE-LX حالت دوبلکس کامل را در نظر می گیرند |
|||
مشخصات استاندارد 1000Base-X
10 گیگابایت اترنت
هنوز هم بسیار گران قیمت ، اما کاملاً محبوب ، استاندارد جدید 10 گیگابیتی اترنت شامل هفت استاندارد رسانه فیزیکی برای LAN ، MAN و WAN است. در حال حاضر تحت پوشش اصلاحیه IEEE 802.3a است و باید در بازنگری بعدی استاندارد IEEE 802.3 لحاظ شود.
10GBASE-CX4 - فناوری 10 گیگابیتی اترنت برای مسافت های کوتاه (تا 15 متر) با استفاده از کابل مسی CX4 و اتصالات InfiniBand.
10GBASE-SR - فناوری 10 گیگابیتی اترنت برای مسافت های کوتاه (تا 26 یا 82 متر ، بسته به نوع کابل) با استفاده از فیبر چند حالته. همچنین با استفاده از فیبر چند حالته جدید (2000 مگاهرتز / کیلومتر) از مسافت تا 300 متر پشتیبانی می کند.
10GBASE-LX4 - از مولتی پلکسینگ تقسیم طول موج برای پشتیبانی از فاصله 240 تا 300 متر از فیبر چند حالته استفاده می کند. همچنین هنگام استفاده از فیبر تک حالته از مسافت تا 10 کیلومتر پشتیبانی می کند.
10GBASE-LR و 10GBASE-ER - این استانداردها به ترتیب از مسافت تا 10 و 40 کیلومتر پشتیبانی می کنند.
10GBASE-SW ، 10GBASE-LW و 10GBASE-EW - در این استانداردها از یک رابط فیزیکی استفاده می شود که با سرعت و فرمت داده با رابط OC-192 / STM-64 SONET / SDH سازگار است. آنها به ترتیب با استانداردهای 10GBASE-SR ، 10GBASE-LR و 10GBASE-ER مشابه هستند ، زیرا از انواع کابل و فاصله انتقال استفاده می کنند.
10GBASE-T ، IEEE 802.3an-2006 - پس از 4 سال توسعه در ژوئن 2006 تصویب شد. از کابل جفت پیچ خورده محافظ استفاده می کند. فاصله ها - تا 100 متر.
و سرانجام ، ما از چه می دانیم اترنت 100 گیگابایتی (100-GE) ، هنوز هم یک فناوری نسبتاً خام اما کاملاً محبوب است.
در آوریل 2007 ، پس از جلسه کمیته IEEE 802.3 در اوتاوا ، گروه مطالعه سرعت بالاتر (HSSG) در مورد رویکردهای فنی در شکل گیری کانالهای نوری و مس 100-GE نظر داد. در این زمان ، سرانجام کارگروه 802.3ba برای توسعه مشخصات 100-GE تشکیل شده است.
همانند تحولات قبلی ، استاندارد 100-GE نه تنها امکان اقتصادی و فنی اجرای آن ، بلکه سازگاری عقب مانده آنها با سیستم های موجود را نیز در نظر خواهد گرفت. در این زمان ، نیاز به چنین سرعتی توسط شرکت های پیشرو به طور مسلم اثبات شده است. به طور مداوم در حال افزایش حجم محتوای شخصی ، از جمله هنگام تحویل ویدیو از پورتال هایی مانند YouTube و سایر منابع با استفاده از فناوری های IPTV و HDTV. ما همچنین باید فیلم در صورت تقاضا را ذکر کنیم. همه اینها نیاز به اپراتورها و ارائه دهندگان خدمات اترنت 100 گیگابایتی را تعیین می کند.
اما در مقابل انتخاب گسترده ای از رویکردهای فن آوری جدید قدیمی و امیدوارکننده در گروه اترنت ، ما می خواهیم با جزئیات بیشتر در مورد فناوری صحبت کنیم ، که امروزه فقط به دلیل کاهش هزینه اجزای آن ، فقط به استفاده کامل از انبوه رسیده است. گیگابیت اترنت می تواند به طور کامل از عملکرد برنامه هایی مانند پخش ویدئو ، کنفرانس ویدیویی ، انتقال تصاویر پیچیده که نیازهای پهنای باند را افزایش می دهد پشتیبانی کند. با کاهش قیمت این دسته از تجهیزات ، مزایای سرعت انتقال بالاتر در شبکه های سازمانی و خانگی به طور فزاینده ای انکار ناپذیر می شود.
اکنون استاندارد IEEE حداکثر محبوبیت را کسب کرده است. در ژوئن 1998 تصویب شد ، به عنوان IEEE 802.3z تصویب شد. اما در ابتدا فقط از کابل نوری به عنوان واسطه انتقال استفاده می شد. با تصویب سال بعد از افزودن استاندارد 802.3ab ، محیط انتقال جفت پیچ خورده بدون محافظ دسته پنجم شد.
گیگابیت اترنت از نوادگان مستقیم اترنت و اترنت سریع است که با گذشت بیش از بیست سال از تاریخ خود ، با حفظ قابلیت اطمینان و اثبات آینده ، خود را ثابت کرده است. همراه با سازگاری پیش بینی شده با راه حل های قبلی (ساختار کابل بدون تغییر باقی مانده است) ، از نظر تئوری ارائه می شود توان عملیاتی با سرعت 1000 مگابیت در ثانیه ، که تقریباً برابر با 120 مگابیت در ثانیه است. لازم به ذکر است که چنین توانایی هایی عملاً برابر با سرعت یک گذرگاه 32 بیتی 33 مگاهرتز PCI است. به همین دلیل آداپتورهای گیگابایتی هم برای PCI 32 بیتی (33 و 66 مگاهرتز) و هم برای باس 64 بیتی در دسترس هستند. همراه با این افزایش سرعت ، گیگابیت اترنت تمام ویژگی های قبلی اترنت مانند فرمت فریم ، فناوری CSMA / CD (انتقال چندگانه دسترسی برخورد حساس با انتقال) ، دو طرفه کامل و غیره را به ارث برده است. اگرچه سرعت زیاد نوآوری های خاص خود را ایجاد کرده است ، اما مزیت و محبوبیت عظیم Gigabit Ethernet دقیقاً در ارث بردن استانداردهای قدیمی است. البته اکنون راه حل های دیگری مانند ATM و Fiber Channel نیز ارائه شده است ، اما در اینجا مزیت اصلی برای کاربر نهایی بلافاصله از بین می رود. انتقال به یک فناوری متفاوت منجر به طراحی مجدد گسترده و تجهیز مجدد شبکه های سازمانی می شود ، در حالی که اترنت گیگابیتی امکان افزایش روان سرعت و بدون تغییر کابل را فراهم می کند. این رویکرد به فناوری اترنت اجازه داد تا در زمینه فن آوری های شبکه جایگاه مسلط را بدست آورد و بیش از 80 درصد بازار انتقال اطلاعات جهان را تسخیر کند.
ساختار را بسازید شبکه های اترنت با انتقال صاف به نرخ داده بالاتر.
در ابتدا ، تمام استانداردهای اترنت فقط با استفاده از یک کابل نوری به عنوان یک رسانه انتقال ایجاد شده بود - بنابراین Gigabit Ethernet یک رابط 1000BASE-X دریافت کرد. براساس استاندارد لایه فیزیکی کانال فیبر (یک فناوری برای کار با ایستگاه های کاری ، دستگاه های ذخیره سازی و گره های لبه) است. از آنجا که این فناوری قبلاً تصویب شده بود ، این استقراض مدت زمان توسعه استاندارد اترنت گیگابیت را بسیار کاهش داد. 1000BASE-X
ما و همچنین مردم عادی ، از نظر عملکرد 1000Base-CX در جفت پیچ خورده محافظ (STP "twinax") برای مسافت کوتاه و 1000BASE-T برای جفت پیچ خورده بدون محافظ دسته 5 ، علاقه بیشتری به 1000Base-CX داشتیم. تفاوت اصلی بین 1000BASE-T و Fast Ethernet 100BASE- TX تبدیل به این شد که از هر چهار جفت استفاده شده است (در 100BASE-TX فقط از دو جفت استفاده شده است). در عین حال ، هر جفت می تواند داده ها را با سرعت 250 مگابیت در ثانیه انتقال دهد. استاندارد انتقال دو طرفه کامل را فراهم می کند ، جریان در هر جفت به طور همزمان در دو جهت فراهم می شود. به دلیل تداخل شدید در هنگام انتقال ، اجرای انتقال گیگابیت بیش از جفت پیچ خورده از نظر فنی بسیار دشوارتر از 100BASE-TX بود ، که به توسعه یک انتقال ایمنی نویز درهم و برهم و همچنین یک واحد تشخیص و ترمیم سیگنال هوشمند هنگام دریافت نیاز داشت. به عنوان یک روش کدگذاری در استاندارد 1000BASE-T ، از کدگذاری 5 سطح پالس-دامنه PAM-5 استفاده شد.
معیارهای انتخاب کابل نیز سختگیرانه تر شده است. برای کاهش وانت ، انتقال یک طرفه ، افت بازگشت ، تأخیر و تغییر فاز ، رده 5e برای جفت پیچ خورده بدون محافظ پذیرفته شده است.
کابل چین برای 1000BASE-T مطابق با یکی از طرح های زیر انجام می شود:
کابل مستقیم.
کابل متقاطع.
نمودارهای چین دار برای کابل 1000BASE-T
این نوآوری ها بر سطح استاندارد MAC 1000BASE-T نیز تأثیر گذاشتند. در شبکه های اترنت ، حداکثر فاصله بین ایستگاه ها (دامنه برخورد) بر اساس حداقل اندازه قاب تعیین می شود (در استاندارد Ethernet IEEE 802.3 64 بایت بود). حداکثر طول قطعه باید به گونه ای باشد که ایستگاه انتقال دهنده بتواند قبل از پایان انتقال قاب ، تصادفی را تشخیص دهد (سیگنال باید زمان لازم برای عبور به انتهای دیگر قطعه و بازگشت به عقب را داشته باشد). بر این اساس ، با افزایش سرعت انتقال ، یا باید اندازه قاب را افزایش داد ، در نتیجه حداقل زمان را برای انتقال یک قاب افزایش داد ، یا قطر دامنه برخورد را کاهش داد.
هنگام تغییر به Fast Ethernet ، آنها از گزینه دوم استفاده کردند و قطر قطعه را کاهش دادند. در Gigabit Ethernet ، این قابل قبول نبود. در واقع ، در این حالت ، استانداردی که اجزای سریع اترنت مانند حداقل اندازه قاب ، CSMA / CD و زمان تشخیص برخورد (شیار زمان) را به ارث برده است ، می تواند در دامنه های برخورد با قطر بیش از 20 متر کار کند. بنابراین پیشنهاد شد که زمان انتقال حداقل فریم افزایش یابد. با توجه به اینکه برای سازگاری با اترنت قبلی ، حداقل اندازه فریم یکسان باقی مانده است - 64 بایت ، و یک قسمت اضافی اضافی برای حامل به قاب اضافه شده است ، که این فریم را به 512 بایت تکمیل می کند ، اما در مواردی که اندازه قاب بیشتر از 512 باشد ، فیلد اضافه نمی شود بایت بنابراین ، حداقل اندازه قاب حاصل 512 بایت است ، زمان تشخیص برخورد افزایش یافته و قطر قطعه به همان 200 متر افزایش یافته است (در مورد 1000BASE-T). نمادها در قسمت پسوند حامل معنای معنایی ندارند ، چک چک برای آنها محاسبه نمی شود. با دریافت یک فریم ، این قسمت حتی در لایه MAC دور ریخته می شود ، بنابراین لایه های بالاتر با حداقل فریم های 64 بایت به کار خود ادامه می دهند.
اما در اینجا نیز دام هایی وجود داشت. در حالی که گسترش رسانه امکان سازگاری با استانداردهای قبلی را فراهم کرد ، پهنای باند را هدر داد. از دست دادن می تواند تا 448 بایت (64/512) در هر فریم برای فریم های کوتاه باشد. بنابراین ، استاندارد 1000BASE-T مدرن شده است - مفهوم ترکیدن بسته ها (ازدحام بسته ها) ارائه شد. به شما امکان می دهد تا از قسمت توسعه بسیار موثرتر استفاده کنید. و این به شرح زیر عمل می کند: اگر آداپتور یا سوئیچ دارای چندین فریم کوچک است که باید ارسال شوند ، اولین آنها به روش استاندارد و با اضافه شدن یک قسمت داخلی تا 512 بایت ارسال می شود. و همه موارد بعدی به شکل اصلی خود (بدون قسمت پسوند) و با حداقل فاصله 96 بیت ارسال می شوند. و مهمتر از همه ، این شکاف بین قاب با نمادهای گسترش رسانه پر شده است. این اتفاق می افتد تا زمانی که اندازه کلی فریم های ارسال شده به حد 1518 بایت برسد. بنابراین ، محیط در طول انتقال فریم های کوچک ساکت نمی ماند ، بنابراین فقط در مرحله اول ، هنگام انتقال اولین قاب کوچک صحیح با یک میدان انبساط حامل (512 بایت) ، می تواند برخورد کند. این سازوکار می تواند با کاهش احتمال برخورد ، عملکرد شبکه را به ویژه در زیر بارهای سنگین افزایش دهد.
اما این کافی نبود. در ابتدا ، اترنت گیگابیتی فقط از اندازه استاندارد قاب اترنت پشتیبانی می کرد ، از حداقل 64 (پد شده تا 512) تا حداکثر 1518 بایت. از این تعداد ، 18 بایت توسط عنوان سرویس استاندارد اشغال می شود و برای داده ها به ترتیب از 46 تا 1500 بایت وجود دارد. اما حتی یک بسته داده 1500 بیتی نیز در مورد شبکه گیگابیتی بسیار کوچک است. مخصوصاً برای سرورهایی که مقدار زیادی داده را منتقل می کنند. بگذارید کمی حساب کنیم. برای انتقال یک فایل 1 گیگابایتی از طریق شبکه Fast Ethernet تخلیه نشده ، سرور 8200 بسته در ثانیه پردازش می کند و حداقل 11 ثانیه طول می کشد. در این حالت ، کامپیوتر 200 MIPS فقط 10 درصد از زمان را می برد تا فقط وقفه ها را کنترل کند. از این گذشته ، پردازنده مرکزی باید هر بسته ای را که وارد می کند پردازش کند (جمع کنترلی ، داده را به حافظه منتقل کند).
|
سرعت |
10 مگابیت در ثانیه |
100 مگابیت در ثانیه |
1000 مگابیت در ثانیه |
|||
|
اندازه قاب |
||||||
|
فریم / ثانیه |
||||||
|
سرعت انتقال داده ، Mbps |
||||||
|
فاصله بین فریم ها ، μs |
||||||
ویژگی های انتقال اترنت.
در شبکه های گیگابایتی ، اوضاع حتی بدتر است - بار پردازنده به دلیل کاهش فاصله زمانی بین فریم ها و در نتیجه ، قطع درخواست ها از پردازنده ، تقریباً به یک مرتبه بیشتر می شود. جدول 1 نشان می دهد که حتی در بهترین شرایط (با استفاده از فریم های حداکثر اندازه) ، کادرها با فاصله زمانی بیش از 12 میکروگرم از یکدیگر فاصله دارند. در مورد استفاده از فریم های کوچکتر ، این بازه زمانی فقط کاهش می یابد. بنابراین ، در شبکه های گیگابیتی ، به اندازه کافی عجیب ، مرحله پردازش فریم ها توسط پردازنده بود که به گلوگاه تبدیل شد. بنابراین ، در طلوع گیگابیت اترنت ، نرخ انتقال واقعی از حداکثر تئوری فاصله داشت - پردازنده ها به راحتی نمی توانستند از پس بار برآیند.
راه واضح برای برون رفت از این وضعیت موارد زیر است:
افزایش فاصله زمانی بین فریم ها ؛
انتقال بخشی از بار فریمهای پردازشی از پردازنده مرکزی به خود آداپتور شبکه.
در حال حاضر هر دو روش اجرا شده است. در سال 1999 ، پیشنهاد شد که اندازه بسته افزایش یابد. چنین بسته هایی Jumbo Frames نامیده می شوند و اندازه آنها می تواند از 1518 تا 9018 بایت باشد (در حال حاضر تجهیزات برخی از تولیدکنندگان از اندازه های بزرگ فریم گیگا نیز پشتیبانی می کنند). فریم های Jumbo اجازه می دهد تا بار پردازنده مرکزی را تا 6 برابر کاهش دهد (متناسب با اندازه آن) و بنابراین ، عملکرد را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. به عنوان مثال ، حداکثر فریم Jumbo 9018 بایت ، علاوه بر هدر 18 بایت ، شامل 9000 بایت برای داده است که مربوط به شش فریم حداکثر استاندارد اترنت است. افزایش عملکرد نه به دلیل خلاص شدن از چندین عنوان سرویس (ترافیک حاصل از انتقال آنها از چند درصد کل پهنای باند فراتر نمی رود) ، بلکه به دلیل کاهش زمان پردازش برای چنین فریمی حاصل می شود. به عبارت دقیق تر ، زمان پردازش یک فریم ثابت است ، اما به جای چندین فریم کوچک ، که هر کدام از آنها به پردازنده N و یک وقفه احتیاج دارند ، ما فقط یک فریم بزرگتر را پردازش می کنیم.
دنیای نسبتاً سریع در حال توسعه سرعت پردازش اطلاعات ، راه حلهای سریعتر و ارزانتری را برای استفاده از سخت افزار ویژه برای حذف بخشی از بار پردازش ترافیک از پردازنده مرکزی ارائه می دهد. همچنین از فناوری Buffering برای ایجاد وقفه در پردازنده جهت پردازش همزمان چندین فریم استفاده می شود. در این زمان ، فناوری Gigabit Ethernet بیشتر و بیشتر برای استفاده در خانه در دسترس است ، که به طور مستقیم کاربر عادی را مورد توجه قرار می دهد. بیشتر دسترسی سریع به منابع خانه مشاهده با کیفیت بالا از فیلم با وضوح بالا را ارائه می دهد ، زمان کمتری برای توزیع مجدد اطلاعات و در نهایت ، اجازه می دهد تا رمزگذاری مستقیم جریان های ویدئو در درایوهای شبکه.
هنگام تهیه مقاله ، از منابع منابعی استفاده شدhttp://www.ixbt.com/ وhttp://www.wikipedia.org/.
مقاله 15510 بار خوانده شده است
| مشترک کانال های ما شوید | |||||
من عجله ای برای ترجمه خودم ندارم شبکه خانگی از 100 مگابیت بر ثانیه به 1 گیگابیت بر ثانیه ، که برای من عجیب است ، زیرا من تعداد زیادی فایل را از طریق شبکه منتقل می کنم. با این حال ، وقتی من برای به روزرسانی رایانه یا زیرساخت خودم هزینه می کنم ، معتقدم که بلافاصله باید در برنامه ها و بازی هایی که اجرا می کنم افزایش عملکرد داشته باشم. بسیاری از کاربران دوست دارند خود را با کارت گرافیک جدید ، پردازنده مرکزی و نوعی ابزار جالب سرگرم کنند. با این حال ، به دلایلی ، تجهیزات شبکه چنین اشتیاق را جلب نمی کند. در واقع ، سرمایه گذاری در پول بدست آمده در زیرساخت های شبکه به جای یک هدیه دیگر برای تولد فناوری دشوار است.
با این حال ، پهنای باند مورد نیاز من بسیار زیاد است و در یک لحظه فهمیدم که زیرساخت 100 مگابیت در ثانیه دیگر کافی نیست. همه رایانه های خانگی من از قبل آداپتورهای یک گیگابیت بر ثانیه دارند (روشن است) مادربردهاآه) ، بنابراین تصمیم گرفتم لیست قیمت نزدیکترین شرکت رایانه ای را انتخاب کرده و ببینم برای انتقال کل زیرساخت شبکه به 1 گیگابیت بر ثانیه به چه چیزی نیاز دارم.
نه ، یک شبکه گیگابیتی خانگی به هیچ وجه پیچیده نیست.
من همه سخت افزارها را خریدم و نصب کردم. من به یاد می آورم که کپی کردن یک پرونده بزرگ از طریق شبکه 100 مگابیت بر ثانیه تقریباً یک دقیقه و نیم طول می کشید. پس از ارتقا به 1 گیگابیت بر ثانیه ، همان پرونده در 40 ثانیه کپی شد. دستاوردهای عملکرد خوب بودند ، اما من هنوز ده برابر برتری که از مقایسه پهنای باند 100 مگابیت بر ثانیه در مقابل 1 گیگابیت بر ثانیه شبکه های قدیمی و جدید انتظار می رود را نگرفتم.
دلیل ش چیه؟
برای یک شبکه گیگابیتی ، تمام قسمتهای آن باید 1 گیگابیت بر ثانیه را پشتیبانی کنند. به عنوان مثال ، اگر کارت شبکه گیگابیتی و کابل های مربوطه نصب کرده باشید ، اما توپی / سوییچ فقط از 100 مگابیت در ثانیه پشتیبانی می کند ، پس کل شبکه با سرعت 100 مگابیت در ثانیه کار می کند.
اولین نیاز یک کنترل کننده شبکه است. بهترین کار این است که هر رایانه در شبکه به یک آداپتور شبکه گیگابیتی (جداگانه یا یکپارچه در مادربرد) مجهز باشد. از آنجا که اکثر تولیدکنندگان مادربرد دارای یک جفت هستند ، این نیاز آسانترین پاسخ است سالهای اخیر ادغام کنترل کننده های شبکه گیگابیتی.
دومین شرط این است که کارت شبکه باید از 1 گیگابیت بر ثانیه نیز پشتیبانی کند. یک تصور غلط رایج وجود دارد که شبکه های گیگابیتی به کابل دسته 5e نیاز دارند ، اما در واقع حتی کابل های قدیمی Cat 5 از 1 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کنند. با این حال ، کابل های Cat 5e عملکرد بهتری دارند ، بنابراین بیشتر خواهند بود راه حل بهینه برای شبکه های گیگابیتی ، به خصوص اگر طول کابل ها مناسب باشد. با این وجود امروزه کابل های Cat 5e ارزان ترین ها هستند زیرا استاندارد قدیمی Cat 5 قدیمی است. کابل های جدید و گران قیمت Cat 6 عملکرد بهتری را نیز برای شبکه های گیگابیتی ارائه می دهند. ما در ادامه این مقاله عملکرد کابل های Cat 5e و Cat 6 را مقایسه خواهیم کرد.
سومین و احتمالاً گرانترین جز component در یک شبکه گیگابیتی هاب / سوییچ 1 گیگابیت بر ثانیه است. البته بهتر است از یک سوئیچ (احتمالاً با یک روتر جفت شده) استفاده کنید ، زیرا هاب یا هاب هوشمندترین دستگاه نیست ، به راحتی تمام داده های شبکه را به همه پورت های موجود پخش می کند ، که منجر به برخورد زیادی می شود و عملکرد شبکه را کند می کند. اگر به عملکرد بالا نیاز دارید ، سوئیچ گیگابیتی ضروری است ، زیرا داده های شبکه را فقط به پورت صحیح هدایت می کند ، که در واقع سرعت شبکه را در مقایسه با هاب افزایش می دهد. روتر معمولاً شامل یک سوئیچ داخلی است (با چندین پورت LAN) و همچنین به شما امکان می دهد شبکه خانگی خود را به اینترنت متصل کنید. اکثر کاربران خانگی مزایای روتر را درک می کنند ، بنابراین روتر گیگابیتی گزینه جذابی است.
سرعت گیگابایت چقدر باید باشد؟ اگر پیشوند "giga" را می شنوید ، احتمالاً منظور شما 1000 مگابایت است ، در حالی که یک شبکه گیگابیتی باید 1000 مگابایت در ثانیه تأمین کند. اگر چنین فکر می کنید ، پس تنها نیستید. اما افسوس که در واقعیت همه چیز متفاوت است.
گیگابیت چیست؟ این 1000 مگابایت است ، نه 1000 مگابایت. 8 بیت در یک بایت وجود دارد ، بنابراین بیایید فقط حساب کنیم: 1.000.000.000 بیت تقسیم بر 8 بیت \u003d 125.000.000 بایت. در حدود یک میلیون بایت در یک مگابایت وجود دارد ، بنابراین یک شبکه گیگابیتی باید حداکثر تئوری حداکثر سرعت انتقال اطلاعات در حدود 125 مگابایت در ثانیه را فراهم کند.
مطمئناً 125 مگابایت در ثانیه به اندازه گیگابایت چشمگیر به نظر نمی رسد ، اما به آن فکر کنید: شبکه ای با این سرعت باید از نظر تئوریک یک گیگابایت داده را فقط در هشت ثانیه منتقل کند. بایگانی 10 گیگابایتی باید فقط در یک دقیقه و 20 ثانیه منتقل شود. سرعت فوق العاده است: فقط به یاد داشته باشید که چه مدت زمان انتقال یک گیگابایت داده قبل از اینکه حافظه های USB به سرعت امروز انجام شود ، طول کشید.
انتظارات جدی بود ، بنابراین تصمیم گرفتیم پرونده را از طریق شبکه گیگابیتی منتقل کنیم و از سرعتی نزدیک به 125 مگابایت در ثانیه لذت ببریم. ما هیچ سخت افزار تخصصی شگفت انگیزی نداریم: یک شبکه خانگی ساده با چند فناوری قدیمی اما مناسب.
کپی کردن یک پرونده 4.3 گیگابایتی از یک رایانه خانگی به رایانه دیگر با سرعت متوسط \u200b\u200b35.8 مگابایت بر ثانیه انجام شد (آزمون را پنج بار اجرا کردیم). این تنها 30٪ از سقف نظری برای یک شبکه گیگابیتی 125 مگابایت بر ثانیه است.
دلایل بروز این مشکل چیست؟
انتخاب م forلفه های نصب شبکه گیگابیتی کاملاً آسان است ، اما کارکرد شبکه با حداکثر سرعت بسیار دشوارتر است. عواملی که می توانند منجر به کند شدن شبکه شوند بسیار زیاد است ، اما همانطور که فهمیدیم به سرعت بستگی دارد دیسک های سخت قادر به انتقال داده ها به کنترل کننده شبکه است.
اولین محدودیتی که باید در نظر گرفته شود ، رابط کنترل کننده گیگابیتی LAN با سیستم است. اگر کنترل کننده شما از طریق گذرگاه PCI قدیمی متصل باشد ، مقدار داده ای که از نظر تئوری می تواند انتقال دهد 133 مگابایت بر ثانیه است. برای پهنای باند اترنت 125 مگابایت در ثانیه ، این کافی به نظر می رسد ، اما به یاد داشته باشید که پهنای باند PCI در کل سیستم مشترک است. هر یک کارت اضافی PCI و بسیاری از اجزای سیستم از پهنای باند یکسانی استفاده می کنند که باعث کاهش منابع موجود در کارت شبکه می شود. کنترلرهایی با رابط کاربری جدید PCI Express (PCIe) چنین مشکلی وجود ندارد ، زیرا هر خط PCIe حداقل 250 مگابایت بر ثانیه پهنای باند را فراهم می کند و منحصر به دستگاه است.
عامل مهم بعدی که سرعت شبکه را تحت تأثیر قرار می دهد کابل ها هستند. بسیاری از کارشناسان خاطرنشان می کنند که در صورت نصب کابلهای شبکه در نزدیکی کابلهای برق که منبع تداخل هستند ، سرعت کم تضمین می شود. طول کابل های طولانی نیز مشکل ساز هستند زیرا کابل های مسی Cat 5e برای حداکثر طول 100 متر مجاز هستند.
برخی از کارشناسان توصیه می کنند کابل های جدید Cat 6 را به جای Cat 5e اجرا کنید. توجیه چنین توصیه هایی غالباً دشوار است ، اما سعی خواهیم کرد تأثیر طبقه بندی کابل ها را روی یک شبکه خانگی کوچک گیگابیتی آزمایش کنیم.
سیستم عامل را فراموش نکنیم. البته این سیستم به ندرت در یک محیط گیگابیتی استفاده می شود ، اما باید توجه داشت که Windows 98 SE (و سیستم عامل های قدیمی تر) قادر به استفاده از Gigabit Ethernet نخواهند بود ، زیرا پشته TCP / IP این سیستم عامل به سختی قادر به اتصال 100 مگابیت بر ثانیه است. کاملاً ویندوز 2000 و بالاتر نسخه های ویندوز انجام خواهد شد ، اگرچه سیستم عامل های قدیمی برای استفاده بیشتر از شبکه مجبور به تغییراتی هستند. ما برای تست های خود از ویندوز ویستا 32 بیتی استفاده خواهیم کرد ، و گرچه اعتبار ویستا برای برخی از کارها بهترین نیست ، از همان ابتدا از شبکه گیگابیتی پشتیبانی می کند.
حالا بیایید سراغ هارد دیسک ها برویم. حتی رابط کاربری IDE ATA / 133 قدیمی باید برای پشتیبانی از نرخ نظری انتقال پرونده 133 مگابایت بر ثانیه کافی باشد ، در حالی که مشخصات جدیدتر SATA با حداقل 1.5 گیگابایت بر ثانیه (150 مگابایت) متناسب است /از جانب). با این حال ، در حالی که کابل ها و کنترل کننده ها می توانند انتقال داده را با آن سرعت انجام دهند ، خود هارددیسک ها نمی توانند.
به عنوان مثال ، یک هارد دیسک مدرن مدرن 500 گیگابایتی را در نظر بگیرید که قرار است توان تقریبی 65 مگابایت در ثانیه را فراهم کند. در ابتدای صفحات (خطوط بیرونی) ، سرعت می تواند بیشتر باشد ، با این حال ، با انتقال به مسیرهای داخلی ، میزان تولید کاهش می یابد. داده های مربوط به آهنگ های داخلی با سرعت حدود 45 مگابایت در ثانیه با سرعت کمتری خوانده می شوند.
به نظر ما می رسید که همه گلوگاه های احتمالی را در نظر گرفته ایم. چه کاری مانده بود که انجام شود؟ ما مجبور شدیم چند آزمایش انجام دهیم و ببینیم آیا می توانیم عملکرد شبکه خود را تا حد نظری 125 مگابایت در ثانیه برسانیم.
پیکربندی آزمون
| سیستم های تست | سیستم سرور | سیستم مشتری |
| پردازنده | Intel Core 2 Duo E6750 (Conroe) ، 2.66 گیگاهرتز ، FSB-1333 ، حافظه پنهان 4 مگابایت | Intel Core 2 Quad Q6600 (Kentsfield) ، 2.7 گیگاهرتز ، FSB-1200 ، 8 MB حافظه پنهان |
| مادربرد | ASUS P5K ، Intel P35 ، BIOS 0902 | MSI P7N SLI Platinum ، Nvidia nForce 750i ، BIOS A2 |
| خالص | کنترل کننده یکپارچه شبکه Abit Gigabit | یکپارچه nForce 750i گیگابیت اترنت کنترل کننده |
| حافظه | Wintec Ampo PC2-6400 ، 2x 2048 مگابایت ، DDR2-667 ، CL 5-5-5-15 در 1.8 ولت | A-Data EXTREME DDR2 800+ ، 2x 2048 مگابایت ، DDR2-800 ، CL 5-5-5-18 1.8 ولت |
| کارت های ویدیویی | ASUS GeForce GTS 250 Dark Knight ، 1 گیگابایت GDDR3-2200 ، پردازنده گرافیکی 738 مگاهرتز ، واحد سایه بان 1836 مگاهرتز | MSI GTX260 Lightning ، 1792 MB GDDR3-1998 ، GPU 590 MHz ، واحد Shader 1296 MHz |
| دیسک سخت 1 | Seagate Barracuda ST3320620AS ، 320 گیگابایت ، 7200 دور در دقیقه ، 16 مگابایت حافظه پنهان ، SATA 300 | |
| دیسک سخت 2 | 2x Hitachi Deskstar 0A-38016 in RAID 1، 7200 rpm، 16 MB cache، SATA 300 | وسترن دیجیتال خاویار WD50 00AAJS-00YFA ، 500 گیگابایت ، 7200 دور در دقیقه ، حافظه نهانگاه 8 مگابایت ، SATA 300 |
| منبع تغذیه | Aerocool Zerodba 620w ، 620W ، ATX12V 2.02 | Ultra HE1000X ، ATX 2.2 ، 1000W |
| سوئیچ شبکه | D-Link DGS-1008D ، 8 پورت 10/100/1000 سوئیچ دسک تاپ گیگابیت کنترل نشده | |
| نرم افزار و درایورها | ||
| سیستم عامل | Microsoft Windows Vista Ultimate 32-bit 6.0.6001، SP1 | |
| نسخه DirectX | DirectX 10 | |
| درایور گرافیک | انویدیا GeForce 185.85 | |
آزمایشات و تنظیمات
| آزمایشات و تنظیمات | |
| Nodesoft Diskbench | نسخه: 2.5.0.5 ، کپی فایل ، ایجاد ، خواندن و معیار دسته ای |
| SiSoftware Sandra 2009 SP3 | نسخه 2009.4.15.92 ، تست CPU \u003d حسگر CPU / چندرسانه ای ، تست حافظه \u003d معیار پهنای باند |
قبل از اینکه به سراغ هر معیار برویم ، تصمیم گرفتیم بدون استفاده از شبکه ، هارد دیسک ها را آزمایش کنیم تا ببینیم در سناریوی ایده آل چه پهنای باند را انتظار داریم.
در شبکه گیگابیتی خانگی ما دو رایانه شخصی وجود دارد. اولی که به آن سرور خواهیم گفت ، مجهز به دو زیر سیستم دیسک است. هارد دیسک اصلی یک گیگابایت 320 گیگابایتی Seagate Barracuda ST3320620AS است. سرور به عنوان NAS با دو آرایه 1TB RAID عمل می کند دیسکهای سخت Hitachi Deskstar 0A-38016 ، که برای اضافه کار آینه شده است.
ما کامپیوتر دوم موجود در شبکه را مشتری می نامیم که دارای دو هارد دیسک است: هر دو 500 گیگابایت Western Digital Caviar 00AAJS-00YFA حدودا شش ماهه قدیمی است.
ما ابتدا سرعت هارد های سرور و سیستم سرویس گیرنده را آزمایش کردیم تا ببینیم چه عملکردی از آنها انتظار داریم. ما از آزمون دیسک سخت در SiSoftware Sandra 2009 استفاده کردیم.
رویاهای ما برای دستیابی به سرعت انتقال پرونده گیگابیتی بلافاصله از بین رفت. هر دو هارد دیسک در شرایط ایده آل حداکثر سرعت خواندن حدود 75 مگابایت بر ثانیه را کسب کردند. از آنجا که این تست در شرایط واقعی انجام می شود و درایوها 60٪ پر هستند ، می توان انتظار داشت که سرعت خواندن نزدیکتر به شاخص 65 MB / s باشد که از هر دو دیسک سخت بدست آمده است.
اما بیایید عملکرد RAID 1 را بررسی کنیم - بهترین نکته در مورد این آرایه این است که یک کنترل کننده RAID سخت افزاری می تواند با واکشی همزمان داده ها از هر دو دیسک سخت ، مانند RAID 0 ، عملکرد خواندن را افزایش دهد. اما این اثر (تا آنجا که ما می دانیم) فقط با کنترل کننده های RAID سخت افزاری حاصل می شود ، نه با راه حل های نرم افزاری RAID. در آزمایشات ما ، آرایه RAID عملکرد خواندن بسیار بهتری نسبت به یک هارد دیسک را ارائه می دهد ، بنابراین این احتمال وجود دارد که از یک آرایه RAID 1 سرعت انتقال فایل را از طریق شبکه دریافت کنیم. آرایه RAID حداکثر توان عملیاتی 108 مگابایت بر ثانیه را ارائه می دهد ، اما در واقع ، عملکرد باید نزدیک به شاخص 88 MB / s باشد ، زیرا آرایه 55٪ پر است.
بنابراین باید حدود 88 مگابایت بر ثانیه از طریق یک شبکه گیگابیتی دریافت کنیم ، درست است؟ این خیلی به سقف 125 مگابایت بر ثانیه گیگابیت نزدیک نیست ، اما شبکه های بسیار سریع 100 مگابایت در ثانیه که سقف آنها 12.5 مگابایت بر ثانیه است ، بنابراین 88 مگابایت در ثانیه ایده خوبی است.
اما به همین سادگی نیست. این واقعیت که سرعت خواندن از دیسک های سخت کاملاً بالا است ، به این معنی نیست که آنها به سرعت در شرایط واقعی اطلاعات را می نویسند. قبل از استفاده از شبکه ، بیایید چند تست نوشتن روی دیسک ها را اجرا کنیم. ما با سرور خود شروع می کنیم و یک تصویر 4.3 گیگابایتی را از یک آرایه RAID سریع در یک هارد دیسک سیستم 320 گیگابایتی و بالعکس کپی می کنیم. بعد ، ما پرونده را از درایو D: مشتری در درایو C: آن کپی می کنیم.
همانطور که مشاهده می کنید ، کپی کردن از یک آرایه سریع RAID در درایو C: سرعت متوسط \u200b\u200bفقط 41 مگابایت در ثانیه را دارد. و کپی کردن از درایو C: به یک آرایه RAID 1 منجر به افت فقط 25 مگابایت در ثانیه شد. چه اتفاقی می افتد؟
این دقیقاً همان چیزی است که در واقعیت اتفاق می افتد: هارد دیسک C: کمی بیشتر از یک سال پیش منتشر شد ، اما 60٪ پر است ، احتمالاً کمی تکه تکه است ، بنابراین رکورد های رکوردی را نمی شکند. عوامل دیگری نیز وجود دارد ، یعنی سرعت عملکرد سیستم و حافظه به طور کلی. یک آرایه RAID 1 از سخت افزار نسبتاً جدیدی تشکیل شده است ، اما به دلیل افزونگی ، اطلاعات باید همزمان روی دو هارد دیسک نوشته شود که باعث کاهش عملکرد می شود. اگرچه یک آرایه RAID 1 می تواند عملکرد خواندن بالایی را ارائه دهد ، عملکرد نوشتن باید فدا شود. البته می توانستیم از یک آرایه راه راه RAID 0 استفاده کنیم که سرعت خواندن و نوشتن بالایی را ارائه می دهد ، اما اگر یک هارد دیسک از بین برود ، تمام اطلاعات خراب می شوند. به طور کلی ، اگر داده های ذخیره شده در NAS را ارزیابی کنید RAID 1 گزینه بهتری است.
با این حال ، همه چیز از دست رفته نیست. درایو Caviar Digital 500 گیگابایتی جدید قادر به ضبط فایل ما با سرعت 70.3 مگابایت بر ثانیه (به طور متوسط \u200b\u200bپنج آزمایش آزمایشی) است و همچنین حداکثر سرعت 73.2 مگابایت در ثانیه را ارائه می دهد.
با تمام آنچه گفته شد ، انتظار داریم حداکثر نرخ انتقال گیگابیت 73 مگابایت بر ثانیه در شرایط واقعی از آرایه NAS RAID 1 به درایو C: مشتری بدست آوریم. ما همچنین انتقال پرونده ها را از C: درایو C server به درایو C: درایو آزمایش خواهیم کرد تا ببینیم آیا واقعاً انتظار 40 مگابایت بر ثانیه در آن جهت را داریم.
بیایید با اولین تست شروع کنیم ، که در آن ما یک فایل را از درایو C: مشتری به درایو C: سرور ارسال کردیم.
همانطور که مشاهده می کنید ، نتایج مطابق با انتظارات ما است. یک شبکه گیگابیتی که از لحاظ نظری توانایی تولید 125 مگابایت بر ثانیه را دارد ، داده ها را از C: درایو مشتری با سریعترین سرعت ممکن ارسال می کند ، احتمالاً در منطقه 65 مگابایت در ثانیه. اما ، همانطور که در بالا نشان دادیم ، درایو سرور C: فقط با سرعت 40 مگابایت در ثانیه می تواند بنویسد.
حال بیایید فایل را از آرایه سریع RAID سرور در درایو C کپی کنیم: رایانه مشتری.
همه چیز همانطور که انتظار داشتیم رقم خورد. ما با آزمایشات خود می دانیم که درایو C: رایانه سرویس گیرنده قادر به نوشتن داده با سرعتی در حدود 70 مگابایت بر ثانیه است و عملکرد شبکه گیگابیتی بسیار نزدیک به این سرعت است.
متأسفانه ، نتایج ما حتی به حداکثر توان نظری 125 مگابایت در ثانیه نزدیک نیستند. آیا می توانیم حداکثر سرعت شبکه را آزمایش کنیم؟ البته ، اما نه در یک سناریوی واقع بینانه. ما سعی خواهیم کرد اطلاعات را از طریق حافظه به حافظه به شبکه منتقل کنیم تا از محدودیت های پهنای باند درایوهای سخت عبور کنیم.
برای این کار ، ما یک دیسک RAM 1 گیگابایتی در سرور و رایانه های شخصی مشتری ایجاد خواهیم کرد ، و سپس پرونده 1 گیگابایتی را بین این دیسک ها از طریق شبکه منتقل می کنیم. از آنجا که حتی حافظه DDR2 کند نیز قادر به انتقال داده با سرعت بیش از 3000 مگابایت بر ثانیه است ، پهنای باند شبکه عامل محدود کننده خواهد بود.
ما به حداکثر سرعت شبکه گیگابیتی خود یعنی 111.4 مگابایت در ثانیه دست یافتیم که بسیار نزدیک به حد نظری 125 مگابایت در ثانیه است. نتیجه عالی ، نیازی به شکایت از آن نیست ، زیرا پهنای باند واقعی به دلیل انتقال هنوز به حداکثر تئوری نخواهد رسید اطلاعات اضافی، خطاها ، انتقال مجدد و غیره
نتیجه گیری به شرح زیر خواهد بود: امروز عملکرد انتقال اطلاعات از طریق یک شبکه گیگابایتی بر روی هارددیسک ها استوار است ، به این معنی که سرعت انتقال توسط کندترین هارددیسک شرکت کننده در فرآیند محدود می شود. با پاسخ دادن به مهمترین سوال ، بسته به پیکربندی کابل می توانیم به سراغ آزمایشهای سرعت برویم تا مقاله ما کامل شود. آیا بهینه سازی کابل کشی می تواند سرعت شبکه را حتی به مرزهای نظری نزدیک کند؟
از آنجا که عملکرد در تست های ما نزدیک به هدف بود ، بعید به نظر می رسد در هنگام تغییر در پیکربندی کابل ، بهبودی حاصل شود. اما ما همچنان می خواستیم آزمون هایی را اجرا کنیم تا به حداکثر سرعت نظری نزدیک شویم.
ما چهار تست را اجرا کردیم.
آزمون 1: پیش فرض
در این آزمایش ما از دو کابل به طول حدود 8 متر استفاده کردیم که هر کدام از یک انتها به کامپیوتر و از طرف دیگر به یک سوئیچ گیگابایت متصل شده اند. کابل ها را همان جا که گذاشته بودند ، یعنی کنار کابل های برق و پریزها گذاشتیم.
این بار ما از همان کابل های 8 میلی متری آزمایش اول استفاده کردیم ، اما کابل شبکه را تا حد ممکن از کابل های برق و سیمهای فرمت منتقل کردیم.
در این آزمایش ، ما یکی از 8 کابل را برداشته و کابل 1 متری Cat 5e را جایگزین آن کردیم.
در آخرین آزمایش ، کابل های 8 متری Cat 5e را با کابل های 8 متری Cat 6 جایگزین کردیم.
به طور کلی ، آزمایش ما تنظیمات مختلف کابل ها تفاوت جدی نشان ندادند ، اما می توان نتیجه گرفت.
تست 2: کاهش سر و صدا از کابل های برق.
در شبکه های کوچکتر ، مانند شبکه خانگی ما ، آزمایشات نشان می دهد که شما نگران راه اندازی کابل های LAN در نزدیکی کابل های برق ، پریزها و سیم های الحاقی نیستید. البته ، پیکاپ بالاتر خواهد بود ، اما این تأثیر جدی بر سرعت شبکه نخواهد گذاشت. با این اوصاف ، بهتر است از مسیریابی نزدیک سیمهای برق خودداری کنید و به یاد داشته باشید که ممکن است همه چیز در شبکه شما متفاوت باشد.
تست 3: کاهش طول کابل ها.
این یک آزمون کاملاً صحیح نیست ، اما ما سعی کردیم تفاوت را تشخیص دهیم. لازم به یادآوری است که جایگزینی یک کابل هشت متری با کابل متر می تواند منجر به تأثیر در نتیجه کابلهای متفاوت از تفاوت فاصله شود. در هر صورت ، در اکثر تست ها ، به جز افزایش غیر عادی توان ، هنگام کپی کردن از درایو C: درایو C: درایو C: تفاوت قابل توجهی مشاهده نمی کنیم.
تست 4: جایگزینی کابل های Cat 5e با Cat 6.
باز هم ، ما تفاوت قابل توجهی یافت نشد. از آنجا که طول کابل ها حدود 8 متر است ، کابل های طولانی تر می توانند تفاوت زیادی ایجاد کنند. اما اگر طول شما حداکثر نباشد ، کابل های Cat 5e در یک شبکه گیگابیتی خانگی با فاصله 16 متر بین دو کامپیوتر به خوبی کار می کنند.
جالب است بدانید که دستکاری کابل ها هیچ تاثیری در انتقال داده ها بین دیسک های RAM رایانه ها نداشت. کاملاً واضح است که برخی از م componentلفه های دیگر شبکه ، عملکرد را به رقم جادویی 111 مگابایت در ثانیه محدود می کند. با این حال ، چنین نتیجه ای هنوز قابل قبول است.
آیا شبکه های گیگابیتی سرعت گیگابیت را فراهم می کنند؟ همانطور که مشخص است ، آنها تقریبا آن را می دهند.
با این حال ، در دنیای واقعی ، سرعت شبکه به شدت توسط دیسک های سخت محدود خواهد شد. در سناریوی مصنوعی حافظه به حافظه ، شبکه گیگابیتی ما عملکردی بسیار نزدیک به حد نظری 125 مگابایت بر ثانیه را ارائه داد. سرعت منظم شبکه ، با در نظر گرفتن عملکرد هارد دیسک ها ، بسته به هارد دیسک های استفاده شده به سطح 20 تا 85 مگابایت در ثانیه محدود می شود.
ما همچنین تأثیر سیم های برق ، طول کابل ها و مهاجرت Cat 5e به Cat 6 را آزمایش کردیم. در شبکه خانگی کوچک ما ، هیچ یک از این عوامل به طور قابل توجهی عملکرد را تحت تأثیر قرار نداد ، اگرچه ما می خواهیم به این نکته اشاره کنیم که در یک شبکه بزرگتر و پیچیده تر با طول بیشتر این عوامل می توانند بسیار شدیدتر تأثیر بگذارند.
به طور کلی ، اگر تعداد زیادی پرونده را در شبکه خانگی خود منتقل می کنید ، توصیه می کنیم یک شبکه گیگابیتی راه اندازی کنید. حرکت از یک شبکه 100 مگابیت در ثانیه عملکرد خوبی را ارائه می دهد ، حداقل در سرعت انتقال پرونده 2 برابر افزایش می یابد.
اگر فایلهایی را از NAS سریع که از RAID سخت افزاری استفاده می کند ، بخوانید ، Gigabit Ethernet در شبکه خانگی شما می تواند عملکرد بیشتری به شما بدهد. در شبکه آزمایشی خود ، ما فقط یک دقیقه پرونده 4.3 گیگابایتی را منتقل کردیم. با اتصال 100 مگابیت در ثانیه ، همین پرونده حدود شش دقیقه کپی شد.
شبکه های گیگابیتی مقرون به صرفه تر می شوند. اکنون تنها چیزی که باقی مانده این است که صبر کنیم تا سرعت هارد دیسک ها به همان سطح برسد. در حال حاضر ، توصیه می کنیم آرایه هایی ایجاد کنید که بتواند محدودیت ها را دور بزند. فن آوری های مدرن HDD سپس می توانید عملکرد بیشتری از شبکه گیگابایت خود خارج کنید.
اترنت گیگابیت
اکنون بحث های زیادی در مورد زمان تغییر انبوه به سرعت گیگابایت هنگام اتصال کاربران نهایی شبکه های محلی وجود دارد و دوباره سوال در مورد توجیه و پیشرفت کار راه حل های "فیبر به محل کار" ، "فیبر به خانه" و غیره مطرح می شود. در این راستا ، این مقاله ، توصیف استانداردهای نه تنها برای مس ، بلکه به طور عمده برای رابط های فیبر نوری GigE ، کاملاً مناسب و به موقع خواهد بود.
معماری اترنت گیگابیت
شکل 1 ساختار لایه های اترنت گیگابیت را نشان می دهد. مانند اترنت سریع ، اترنت گیگابیتی وجود ندارد طرح جهانی کدگذاری سیگنال که برای همه رابط های فیزیکی ایده آل است - بنابراین ، از یک طرف ، استانداردهای 1000Base-LX / SX / CX از کدگذاری 8B / 10B استفاده می کنند ، و از سوی دیگر ، استاندارد 1000Base-T از یک TX توسعه یافته ویژه استفاده می کند / T2 عملکرد رمزگذاری توسط یک زیر لایه رمزگذاری PCS واقع در زیر رابط مستقل GMII انجام می شود.
شکل: 1. ساختار لایه استاندارد گیگابیت اترنت ، رابط GII و گیرنده گیرنده اترنت گیگابیت
رابط GMII. رابط مستقل Gigabit Media (GMII) قابلیت همکاری بین لایه MAC و لایه فیزیکی را فراهم می کند. رابط GMII پسوند رابط MII است و می تواند از سرعت 10 ، 100 و 1000 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی کند. گیرنده و فرستنده 8 بیتی جداگانه دارد و می تواند از هر دو حالت نیمه دوبلکس و دوبلکس پشتیبانی کند. علاوه بر این ، رابط GMII یک سیگنال کلاک را حمل می کند و دو سیگنال حالت خطی - اولی (در حالت ON) نشان دهنده وجود یک حامل است و دومی (در حالت ON) نشان دهنده عدم برخورد است - و چندین کانال سیگنال دیگر. و غذا یک ماژول گیرنده گیرنده ، که لایه فیزیکی را پوشش می دهد و یکی از رابط های وابسته به رسانه فیزیکی را فراهم می کند ، می تواند برای مثال از طریق رابط GMII به یک سوئیچ اترنت گیگابیتی متصل شود.
PCS زیر لایه کدگذاری فیزیکی. هنگام اتصال رابط های 1000Base-X ، لایه زیرین PCS از کدگذاری اضافی بلوک 8B10B استفاده می کند که از استاندارد ANSI X3T11 Channel Channel گرفته شده است. مشابه استاندارد FDDI در نظر گرفته شده ، فقط بر اساس جدول کد پیچیده تری ، هر 8 بیت ورودی که برای انتقال به یک گره از راه دور در نظر گرفته شده است ، به نمادهای 10 بیتی (گروه کد) تبدیل می شوند. علاوه بر این ، کاراکترهای کنترل 10 بیتی ویژه در جریان سریال خروجی وجود دارد. نمونه ای از نویسه های کنترل ، نویسه هایی هستند که برای گسترش رسانه استفاده می شوند (پر کردن قاب اترنت گیگابیت در حداقل اندازه 512 بایت) هنگامی که رابط 1000Base-T متصل می شود ، زیر لایه PCS یک کد نویسی ضد صدا را برای اطمینان از انتقال از طریق جفت پیچ خورده UTP Cat.5 در فاصله حداکثر 100 متر پیاده سازی می کند - کد خط TX / T2 که توسط ارتباطات سطح یک ساخته شده است.
دو سیگنال وضعیت خط - حامل موجود و بدون سیگنال برخورد - توسط این زیر سطح تولید می شود.
زیر سطح PMA و PMD. لایه فیزیکی گیگابیت اترنت از چندین رابط از جمله کابل جفت تاب خورده دسته 5 و همچنین فیبر چند حالته و تک حالته استفاده می کند. لایه فرعی PMA جریان کاراکترهای موازی را از PCS به جریان سریال تبدیل می کند و همچنین جریان سریال ورودی را از PMD تبدیل (موازی سازی) می کند. لایه زیرین PMD خصوصیات نوری / الکتریکی سیگنال های فیزیکی را برای محیط های مختلف تعریف می کند. در کل ، 4 نوع متفاوت رابط فیزیکی محیط ، که در مشخصات استاندارد 802.3z (1000Base-X) و 802.3ab (1000Base-T) منعکس شده است (شکل 2).
شکل: 2. رابط های فیزیکی استاندارد گیگابیت اترنت
رابط 1000Base-X
رابط 1000Base-X بر اساس استاندارد لایه فیزیکی کانال فیبر ساخته شده است. Fiber Channel یک فناوری است که ایستگاه های کاری ، ابر رایانه ها ، دستگاه های ذخیره سازی و گره های لبه را به هم متصل می کند. Fiber Channel دارای معماری 4 لایه است. دو لایه پایین FC-0 (رابط ها و رسانه ها) و FC-1 (رمزگذاری / رمزگشایی) به Gigabit Ethernet منتقل شده اند. از آنجا که کانال فیبر یک فناوری تأیید شده است ، این حرکت باعث کاهش زمان توسعه استاندارد اترنت گیگابیت اصلی شده است.
کد بلوک 8B / 10B مشابه کد 4B / 5B است که در استاندارد FDDI استفاده شده است. با این حال ، کد 4B / 5B در Fiber Channel رد شد زیرا کد تعادل DC را ارائه نمی دهد. عدم تعادل می تواند به طور بالقوه منجر به گرم شدن دیودهای لیزر وابسته به داده شود ، زیرا فرستنده می تواند بیت های "1" (تابش) بیشتر از "0" (بدون تابش) را انتقال دهد ، که می تواند باعث خطاهای اضافی در نرخ بالا شود.
1000Base-X به سه رابط فیزیکی تقسیم می شود ، ویژگی های اصلی آن در زیر نشان داده شده است:
رابط 1000Base-SX لیزرهایی با طول تابش مجاز را در محدوده 770-860 نانومتر ، قدرت تابش فرستنده در محدوده -10 تا 0 dBm ، با نسبت روشن / خاموش (سیگنال / بدون سیگنال) حداقل 9 دسی بل تعریف می کند. حساسیت گیرنده -17 dBm ، اشباع گیرنده 0 dBm ؛
رابط 1000Base-LX لیزرهایی را با طول تابش مجاز در محدوده 1270-1355 نانومتر ، قدرت تابش فرستنده در محدوده -13.5 تا -3 دسی بل در دقیقه ، با نسبت روشن / خاموش (سیگنال بدون سیگنال وجود دارد) حداقل 9 دسی بل تشخیص می دهد. حساسیت گیرنده -19 dBm ، اشباع گیرنده -3 dBm ؛
1000Base-CX جفت پیچ خورده محافظ (STP "twinax") در فواصل کوتاه.
برای مرجع ، جدول 1 مشخصات اصلی ماژول های گیرنده نوری تولید شده توسط Hewlett Packard برای رابط های استاندارد 1000Base-SX (مدل HFBR-5305 ، \u003d 850 نانومتر) و 1000Base-LX (مدل HFCT-5305 ، \u003d 1300 نانومتر) را نشان می دهد.
جدول 1. مشخصات فرستنده و گیرنده نوری گیگابیت اترنت
فاصله های پشتیبانی شده برای استانداردهای 1000Base-X در جدول 2 نشان داده شده است.
جدول 2. مشخصات گیرنده های نوری گیگابیت اترنت
هنگام رمزگذاری 8B / 10B ، نرخ بیت در خط نوری 1250 جفت باز است. این بدان معنی است که پهنای باند طول کابل مجاز باید بیش از 625 مگاهرتز باشد. از روی میز 2 نشان می دهد که این معیار برای خطوط 2-6 مطابقت دارد. با توجه به سرعت انتقال زیاد گیگابیت اترنت ، در ساخت قطعات طولانی باید دقت شود. فیبر تک حالت قطعاً ترجیح داده می شود. در این حالت ، ویژگی های گیرنده های نوری می تواند به طور قابل توجهی بالاتر باشد. به عنوان مثال ، NBase سوئیچ هایی با پورت های اترنت گیگابیتی تولید می کند که مسافت حداکثر 40 کیلومتری فیبر یک حالت بدون انتقال مجدد را فراهم می کند (از لیزرهای DFB با طیف باریک با سرعت 1550 نانومتر استفاده می شود).
ویژگی های استفاده از فیبر چند حالته
تعداد زیادی وجود دارد شبکه های سازمانی بر اساس کابل فیبر نوری چند حالته ، با فیبرهای 62.5 / 125 و 50/125. بنابراین ، طبیعی است که حتی در مرحله شکل گیری استاندارد اترنت گیگابیت ، مشکل سازگاری این فناوری برای استفاده در سیستم های کابل چند حالته موجود به وجود آمد. در طی تحقیق در مورد توسعه مشخصات 1000Base-SX و 1000Base-LX ، یک ناهنجاری بسیار جالب در رابطه با استفاده از فرستنده های لیزر همراه با فیبر چند حالته آشکار شد.
فیبر چند حالته برای ترکیب با دیودهای ساطع کننده نور (طیف انتشار 30-50 نانومتر) طراحی شده است. تابش ناهماهنگ چنین LED هایی به فیبر کل منطقه هسته حمل کننده نور وارد می شود. در نتیجه ، تعداد زیادی از گروه های حالت در فیبر هیجان زده می شوند. سیگنال انتشار به خوبی توصیف می شود به زبان پراکندگی بین حالت. کارایی استفاده از چنین LED هایی به عنوان فرستنده در استاندارد اترنت گیگابیت پایین است ، به دلیل فرکانس مدولاسیون بسیار بالا - نرخ بیت در خط نوری 1250 Mbaud است و طول یک پالس 0.8 ns است. حداکثر سرعت ، هنگامی که LED ها هنوز برای انتقال سیگنال از طریق فیبر چند حالته استفاده می شوند ، 622.08 Mbps است (STM-4 ، با در نظر گرفتن افزونگی کد 8B / 10B ، نرخ بیت در خط نوری 777.6 Mbaud است). بنابراین ، گیگابیت اترنت اولین استاندارد برای تنظیم استفاده از فرستنده های لیزری نوری در رابطه با فیبر چند حالته شد. ناحیه ورودی تابش لیزر به فیبر بسیار کمتر از اندازه هسته فیبر چند حالته است. این واقعیت به خودی خود هنوز مشکلی ایجاد نمی کند. در همان زمان ، در فرآیند تولید فن آوری الیاف استاندارد چند حالته تجاری ، برخی از نقص ها (انحراف در محدوده مجاز) که برای استفاده از الیاف سنتی حیاتی نیستند ، مجاز است ، اکثر در نزدیکی محور هسته فیبر متمرکز شده است. اگرچه چنین الیاف چند حالته کاملاً مطابق با الزامات استاندارد است ، اما نور منسجم از لیزر وارد شده به مرکز چنین الیافی ، با عبور از مناطق ناهمگن ضریب شکست ، قادر است به تعداد کمی حالت تقسیم شود ، سپس در امتداد فیبر توسط مسیرهای نوری مختلف و با سرعت های مختلف پخش می شود. این پدیده به عنوان تاخیر حالت افتراقی DMD شناخته می شود. در نتیجه ، یک تغییر فاز بین حالت ها ظاهر می شود ، که منجر به تداخل ناخواسته در سمت دریافت کننده و افزایش قابل توجه تعداد خطاها می شود (شکل 3a). توجه داشته باشید که این اثر تنها در ترکیب همزمان شرایط مختلفی خود را نشان می دهد: یک فیبر با موفقیت کمتر ، یک فرستنده لیزر با موفقیت کمتر (البته مطابق با استاندارد) و ورودی تابش با موفقیت کمتر به فیبر. از نظر فیزیکی ، اثر DMD با این واقعیت همراه است که انرژی حاصل از یک منبع منسجم در تعداد کمی از حالت ها توزیع می شود ، در حالی که یک منبع ناسازگار تعداد زیادی حالت را به طور یکنواخت تحریک می کند. تحقیقات نشان می دهد که این اثر هنگام استفاده از لیزرهای طولانی با طول موج (پنجره شفافیت 1300 نانومتر) بارزتر می شود.
شکل 3 انتشار تابش منسجم در یک فیبر چند حالته: الف) تظاهرات اثر تاخیر حالت دیفرانسیل (DMD) در طول اتصال محوری تابش ؛ ب) اتصال خارج از محور تابش منسجم به یک فیبر چند حالته.
این ناهنجاری در بدترین حالت می تواند منجر به کاهش حداکثر طول قطعه بر اساس FOC چند حالته شود. از آنجا که قرار است استاندارد 100٪ ضمانت عملکرد را ارائه دهد ، حداکثر طول قطعه باید با در نظر گرفتن نمود احتمالی اثر DMD تنظیم شود.
رابط 1000Base-LX... به منظور حفظ فاصله بیشتر و جلوگیری از غیرقابل پیش بینی بودن رفتار پیوند اترنت گیگابیتی به دلیل ناهنجاری ، پیشنهاد می شود تابش به قسمت خارج از مرکز هسته فیبر چند حالته تزریق شود. تابش ناشی از واگرایی دیافراگم قادر است به طور مساوی بر روی کل هسته فیبر توزیع شود ، و جلوه اثر را بسیار ضعیف می کند ، اگرچه حداکثر طول قطعه پس از آن محدود است (جدول 2). تارهای نوری انتقالی تک حالت MCP (پچ سیمهای حالت دهنده) به طور ویژه طراحی شده اند ، که در آن یکی از اتصالات (یعنی اتصالی که قرار است با فیبر چند حالته جفت شود) کمی از محور هسته فیبر جبران می کند. یک کابل نوری با یک اتصال Duplex SC با هسته افست و دیگری با Duplex SC معمولی ممکن است به عنوان MCP Duplex SC - Duplex SC شناخته شود. البته ، به دلیل افت زیاد درج در رابط با MCP Duplex SC ، چنین کابلی برای استفاده در شبکه های سنتی ، مثلاً در Fast Ethernet مناسب نیست. گذرا MCP می تواند یک فیبر ترکیبی تک حالته و چند حالته باشد و دارای یک عنصر بایاس بین فیبر در داخل باشد. سپس انتهای حالت تک به فرستنده لیزر متصل می شود. در مورد گیرنده ، می توان یک سیم پچ چند حالته استاندارد را به آن متصل کرد. استفاده از تارهای MCP انتقالی امکان تغذیه تابش به یک فیبر چند حالته را از طریق یک منطقه با 10-15 میکرون از محور جبران می کند (شکل 3b). بنابراین ، استفاده از پورت های رابط 1000Base-LX با FOC های تک حالت همچنان ممکن است ، زیرا در آنجا اشعه به شدت در مرکز هسته فیبر تزریق می شود.
رابط 1000Base-SX... از آنجا که رابط 1000Base-SX فقط برای استفاده با فیبر چند حالته استاندارد شده است ، جبران ناحیه تابش ورودی از محور مرکزی فیبر را می توان در داخل خود دستگاه پیاده سازی کرد ، در نتیجه دیگر نیازی به استفاده از سیم تطبیق نوری نیست.
رابط 1000Base-T
1000Base-T یک رابط استاندارد گیگابیتی اترنت برای انتقال از طریق جفت پیچ خورده بدون محافظ دسته 5 و بالاتر در مسافت های 100 متری است. برای انتقال ، از هر چهار جفت کابل مسی استفاده می شود ، سرعت انتقال برای یک جفت 250 مگابیت در ثانیه است. فرض بر این است که استاندارد انتقال کامل دو طرفه را فراهم می کند و داده های مربوط به هر جفت به طور همزمان در دو جهت همزمان انتقال می یابد - دوبلکس دوتایی. 1000Base-T از نظر فنی ، اجرای انتقال دوبلکس کامل 1 گیگابیت بر ثانیه از طریق UTP cat.5 بسیار دشوار است ، بسیار دشوارتر از استاندارد 100Base-TX. تأثیر تقاطع تقاطع نزدیک و دور از سه مجاور جفت های پیچ خورده برای یک جفت داده شده در یک کابل چهار جفتی ، نیاز به توسعه یک انتقال ایمنی نویز مخلوط شده ، و یک گره هوشمند برای تشخیص و بازیابی سیگنال در هنگام دریافت است. چندین روش کدگذاری در ابتدا به عنوان کاندیداهای تأیید 1000Base-T در نظر گرفته شد ، از جمله: کدگذاری دامنه پالس 5 لایه PAM-5. مدولاسیون دامنه quadrature QAM-25 و غیره در زیر ایده های مختصری از PAM-5 آورده شده است که در نهایت به عنوان یک استاندارد تایید شده است.
چرا کدگذاری 5 سطح. یک کدگذاری 4 سطح معمول بیت های ورودی را به صورت جفت پردازش می کند. در کل ، 4 ترکیب مختلف وجود دارد - 00 ، 01 ، 10 ، 11. فرستنده می تواند سطح ولتاژ سیگنال منتقل شده خود را برای هر جفت بیت تنظیم کند ، که فرکانس مدولاسیون سیگنال چهار سطح را به نصف کاهش می دهد ، 125 مگاهرتز به جای 250 مگاهرتز ، (شکل 4) ، و بنابراین فرکانس تابش برای ایجاد افزونه کد ، سطح پنجم اضافه شد. در نتیجه ، تصحیح خطای پذیرش امکان پذیر است. این نسبت سیگنال به نویز 6 دسی بل را ایجاد می کند.
شکل 4 طرح کدگذاری 4 سطح PAM-4
سطح MAC
لایه گیگابیت اترنت MAC از همان پروتکل انتقال CSMA / CD استفاده می کند که اجداد Ethernet و Fast Ethernet آن دارند. محدودیت های اصلی حداکثر طول یک بخش (یا دامنه برخورد) توسط این پروتکل تعیین می شود.
استاندارد Ethernet IEEE 802.3 دارای حداقل اندازه فریم 64 بایت است. این مقدار حداقل اندازه قاب است که حداکثر فاصله مجاز را بین ایستگاه ها تعیین می کند (قطر دامنه برخورد). زمانی که ایستگاه چنین فریمی را منتقل می کند - زمان کانال - 512 BT یا 51.2 میکرو ثانیه است. حداکثر طول شبکه اترنت از شرایط وضوح تصادم تعیین می شود ، یعنی زمانی که سیگنال به گره از راه دور می رسد و RDT را به عقب برمی گرداند نباید بیش از 512 BT باشد (به استثنای مقدمه).
هنگام جابجایی از اترنت به اترنت سریع ، سرعت انتقال افزایش می یابد و مدت زمان ترجمه یک فریم 64 بایت نیز به همین ترتیب کاهش می یابد - این برابر با 512 BT یا 5.12 میکرو ثانیه است (در اترنت سریع 1 BT \u003d 0.01 میکرو ثانیه). برای اینکه بتوانید مانند گذشته همه تصادفات را تا پایان انتقال قاب تشخیص دهید ، باید یکی از این شرایط را داشته باشید:
Fast Ethernet همان اندازه حداقل قاب اترنت را حفظ کرد. این سازگاری را حفظ کرد ، اما منجر به کاهش قابل توجهی در قطر حوزه برخورد شد.
مجدداً ، به دلیل تداوم آن ، استاندارد Gigabit Ethernet باید از همان حداقل و حداکثر اندازه قاب که در اترنت و اترنت سریع پذیرفته شده است پشتیبانی کند. اما هرچه سرعت انتقال افزایش یابد ، زمان انتقال بسته ای با همان طول کاهش می یابد. با حفظ حداقل طول قاب مشابه ، این امر منجر به کاهش قطر شبکه می شود که از 20 متر فراتر نمی رود که می تواند کاربرد کمی داشته باشد. بنابراین ، هنگام تدوین استاندارد اترنت گیگابیت ، تصمیم گرفته شد که زمان کانال افزایش یابد. در Gigabit Ethernet 4096 BT است و 8 برابر سریعتر از Ethernet و Fast Ethernet است. با این حال ، برای حفظ سازگاری با استانداردهای اترنت و اترنت سریع ، حداقل اندازه قاب افزایش پیدا نکرد ، اما یک قسمت اضافی به قاب اضافه شد ، به نام "پسوند رسانه".
پسوند حامل
نویسه ها در قسمت اضافی معمولاً اطلاعات سرویس را حمل نمی کنند ، اما کانال را پر می کنند و "پنجره برخورد" را افزایش می دهند. در نتیجه ، برخورد توسط همه ایستگاه های با قطر دامنه برخورد بیشتر ثبت می شود.
اگر ایستگاه بخواهد یک فریم کوتاه (کمتر از 512 بایت) ارسال کند ، این قسمت به انتقال اضافه می شود - پسوند حامل که فریم را به 512 بایت تکمیل می کند. رشته مجموعه چک فقط برای قاب اصلی محاسبه شده و در قسمت پسوند اعمال نمی شود. هنگامی که یک فریم دریافت می شود ، قسمت پسوند کنار گذاشته می شود. بنابراین ، لایه LLC حتی در مورد وجود قسمت پسوند اطلاعاتی ندارد. اگر اندازه قاب برابر یا بیشتر از 512 بایت باشد ، دیگر هیچ قسمت پسوند رسانه وجود ندارد. شکل 5 هنگام استفاده از پسوند رسانه ، قالب قاب اترنت گیگابیت را نشان می دهد.
شکل 5 قاب اترنت گیگابیتی با قسمت داخلی افزونه.
ترکیدن بسته ها
گسترش حامل طبیعی ترین راه حل است که اجازه می دهد سازگاری با استاندارد Fast Ethernet و قطر دامنه برخورد یکسان را حفظ کند. اما پهنای باند را هدر داد. هنگام انتقال یک قاب کوتاه ، حداکثر 448 بایت (644-512) می تواند هدر رود. در مرحله توسعه استاندارد اترنت گیگابیت ، ارتباطات NBase پیشنهادی برای ارتقاgrade استاندارد ارائه داد. این ارتقا، ، به نام ازدحام دسته ای ، امکان استفاده کارآمدتر از قسمت پسوند را فراهم می کند. اگر ایستگاه / سوئیچ چندین فریم کوچک برای ارسال دارد ، اولین فریم با یک قسمت گسترش حامل به 512 بایت پر می شود و ارسال می شود. بقیه فریم ها پس از حداقل فاصله بین فریم 96 بیت ارسال می شوند ، با یک استثنا important مهم - شکاف بین قاب با نمادهای پسوند پر می شود (شکل 6a). بنابراین ، رسانه بین ارسال فریم های کوتاه کوتاه ساکت نمی شود و هیچ دستگاه دیگری در شبکه نمی تواند در انتقال اختلال ایجاد کند. چنین ترازبندی قاب می تواند تا زمانی رخ دهد که تعداد کل بایت های منتقل شده از 1518 فراتر رود. ازدحام بسته احتمال برخورد را کاهش می دهد ، زیرا یک قاب بیش از حد مجاز فقط در مرحله انتقال اولین قاب اصلی خود از جمله گسترش رسانه ، برخورد می کند که قطعاً عملکرد شبکه را افزایش می دهد. به خصوص در بارهای سنگین (شکل 6-ب).
شکل 6 ازدحام بسته ها: الف) انتقال قاب ؛ ب) رفتار پهنای باند.
بر اساس مواد از Telecom Transport
من هیچ عجله ای برای انتقال شبکه خانگی خود از 100 مگابیت در ثانیه به 1 گیگابیت بر ثانیه نداشتم ، که برای من عجیب است زیرا در حال انتقال تعداد زیادی پرونده به شبکه هستم. با این حال ، وقتی من برای به روزرسانی رایانه یا زیرساخت خودم هزینه می کنم ، معتقدم که بلافاصله باید در برنامه ها و بازی هایی که اجرا می کنم افزایش عملکرد داشته باشم. بسیاری از کاربران دوست دارند خود را با کارت گرافیک جدید ، پردازنده مرکزی و نوعی ابزار جالب سرگرم کنند. با این حال ، به دلایلی ، تجهیزات شبکه چنین اشتیاق را جلب نمی کند. در واقع ، سرمایه گذاری در پول بدست آمده در زیرساخت های شبکه به جای یک هدیه دیگر برای تولد فناوری دشوار است.
با این حال ، پهنای باند مورد نیاز من بسیار زیاد است و در یک لحظه فهمیدم که زیرساخت 100 مگابیت در ثانیه دیگر کافی نیست. تمام رایانه های خانگی من از قبل دارای آداپتورهای یک گیگابیت بر ثانیه (در مادربردها) هستند ، بنابراین تصمیم گرفتم لیست قیمت نزدیکترین شرکت رایانه ای را انتخاب کرده و ببینم برای انتقال کل زیرساخت شبکه به 1 گیگابیت بر ثانیه به چه چیزی نیاز دارم.
نه ، یک شبکه گیگابیتی خانگی به هیچ وجه پیچیده نیست.
من همه سخت افزارها را خریدم و نصب کردم. من به یاد می آورم که کپی کردن یک پرونده بزرگ از طریق شبکه 100 مگابیت بر ثانیه تقریباً یک دقیقه و نیم طول می کشید. پس از ارتقا به 1 گیگابیت بر ثانیه ، همان پرونده در 40 ثانیه کپی شد. دستاوردهای عملکرد خوب بودند ، اما من هنوز ده برابر برتری که از مقایسه پهنای باند 100 مگابیت بر ثانیه در مقابل 1 گیگابیت بر ثانیه شبکه های قدیمی و جدید انتظار می رود را نگرفتم.
دلیل ش چیه؟
برای یک شبکه گیگابیتی ، تمام قسمتهای آن باید 1 گیگابیت بر ثانیه را پشتیبانی کنند. به عنوان مثال ، اگر کارت شبکه گیگابیتی و کابل های مربوطه نصب کرده باشید ، اما توپی / سوییچ فقط از 100 مگابیت در ثانیه پشتیبانی می کند ، پس کل شبکه با سرعت 100 مگابیت در ثانیه کار می کند.
اولین نیاز یک کنترل کننده شبکه است. بهترین کار این است که هر رایانه در شبکه به یک آداپتور شبکه گیگابیتی (جداگانه یا یکپارچه در مادربرد) مجهز باشد. این نیاز آسانترین پاسخ است ، زیرا بیشتر تولیدکنندگان مادربرد طی چند سال گذشته کنترلرهای شبکه گیگابیتی را ادغام کرده اند.
دومین شرط این است که کارت شبکه باید از 1 گیگابیت بر ثانیه نیز پشتیبانی کند. یک تصور غلط رایج وجود دارد که شبکه های گیگابیتی به کابل دسته 5e نیاز دارند ، اما در واقع حتی کابل های قدیمی Cat 5 از 1 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کنند. با این حال ، کابل های Cat 5e عملکرد بهتری دارند ، بنابراین برای شبکه های گیگابیتی بهینه تر خواهند بود ، به خصوص اگر کابل ها به اندازه کافی بلند باشند. با این وجود امروزه کابل های Cat 5e ارزان ترین ها هستند زیرا استاندارد قدیمی Cat 5 قدیمی است. کابل های جدید و گران قیمت Cat 6 عملکرد بهتری را نیز برای شبکه های گیگابیتی ارائه می دهند. ما در ادامه این مقاله عملکرد کابل های Cat 5e و Cat 6 را مقایسه خواهیم کرد.
سومین و احتمالاً گرانترین جز component در یک شبکه گیگابیتی هاب / سوییچ 1 گیگابیت بر ثانیه است. البته بهتر است از یک سوئیچ (احتمالاً با یک روتر جفت شده) استفاده کنید ، زیرا هاب یا هاب هوشمندترین دستگاه نیست ، به راحتی تمام داده های شبکه را به همه پورت های موجود پخش می کند ، که منجر به برخورد زیادی می شود و عملکرد شبکه را کند می کند. اگر به عملکرد بالا نیاز دارید ، سوئیچ گیگابیتی ضروری است ، زیرا داده های شبکه را فقط به پورت صحیح هدایت می کند ، که در واقع سرعت شبکه را در مقایسه با هاب افزایش می دهد. روتر معمولاً شامل یک سوئیچ داخلی است (با چندین پورت LAN) و همچنین به شما امکان می دهد شبکه خانگی خود را به اینترنت متصل کنید. اکثر کاربران خانگی مزایای روتر را درک می کنند ، بنابراین روتر گیگابیتی گزینه جذابی است.
|
|||
|
| |||
مقدمه
شبکه های مبتنی بر 10/100 Mbps Ethernet برای انجام هر کاری در شبکه های کوچک بیش از اندازه کافی خواهد بود. اما در مورد آینده چطور؟ آیا به پخش جریانی ویدیو از طریق شبکه خانه خود فکر کرده اید؟ آیا 10/100 اترنت با آنها کنار می آید؟
در اولین مقاله خود در مورد اترنت گیگابیت ، نگاهی دقیق به آن خواهیم انداخت و در صورت نیاز به آن پی خواهیم برد. ما همچنین سعی خواهیم کرد تا بدانیم که برای ایجاد یک شبکه آماده گیگابایت به چه مواردی نیاز دارید و یک سری جستجو در تجهیزات گیگابیتی برای شبکه های کوچک را انجام می دهیم.
گیگابیت اترنت چیست؟
گیگابیت اترنت با نام گیگابیت بیش از مس یا 1000BaseT... این یک نسخه اترنت معمولی است که با سرعت حداکثر کار می کند 1000 مگابیت در ثانیه ، که ده برابر سریعتر از 100BaseT است.
گیگابیت اترنت بر اساس استاندارد IEEE ساخته شده است 802.3z که در سال 1998 تصویب شد. با این حال ، در ژوئن 1999 ، یک ضمیمه به آن اضافه شد - استاندارد اترنت گیگابایت بیش از جفت پیچ خورده مس 1000BaseT... این استاندارد بود که می توانست اترنت گیگابیتی را از اتاق سرور و ستون فقرات بیرون بیاورد و اطمینان حاصل کند که استفاده از آن در همان شرایط اترنت 10/100 وجود دارد.
قبل از 1000BaseT ، گیگابیت اترنت به استفاده از کابلهای مسی فیبر نوری یا محافظتی احتیاج داشت ، که به سختی برای شبکه های معمولی مناسب هستند. این کابل ها (1000BaseSX ، 1000BaseLX و 1000BaseCX) امروزه نیز در کاربردهای ویژه مورد استفاده قرار می گیرند ، بنابراین ما آنها را پوشش نمی دهیم.
گروه اترنت 802.3z گیگابایتی در انتشار استاندارد جهانی ده برابر سریعتر از 100BaseT بسیار عالی عمل کرده است. 1000BaseT نیز هست سازگار با عقب با 10/100 سخت افزار ، از آن استفاده می کند CAT-5 کابل (یا دسته بالاتر). به هر حال ، امروز یک شبکه معمولی بر اساس کابل دسته پنجم ساخته شده است.
آیا ما به آن نیاز داریم؟
اولین ادبیات مربوط به Gigabit Ethernet به بازار شرکت به عنوان منطقه ای برای استفاده برای استاندارد جدید و اغلب در ارتباطات انبار داده اشاره داشت. از آنجا که Gigabit Ethernet پهنای باند ده برابر 100BaseT سنتی را ارائه می دهد ، یک کاربرد طبیعی این استاندارد اتصال سایت های با پهنای باند است. این ارتباط بین سرورها ، سوئیچ ها و ستون فقرات است. این جایی است که اترنت گیگابیت مورد نیاز ، مورد نیاز و مفید است.
با کاهش قیمت تجهیزات گیگابیتی ، دامنه 1000BaseT گسترش یافت و شامل رایانه های "کاربر قدرت" و رایانه های گروه کاری با استفاده از "برنامه های گرسنه به پهنای باند" شد.
از آنجا که بیشتر شبکه های کوچک به داده های کمی نیاز دارند ، بعید است که هرگز به پهنای باند شبکه 1000BaseT نیاز داشته باشند. بیایید نگاهی به برخی از برنامه های شبکه کوچک معمولی بیندازیم و نیاز آنها به Gigabit Ethernet را ارزیابی کنیم.
آیا ما به او نیاز داریم ، ادامه دهید
- انتقال پرونده های بزرگ از طریق شبکه
چنین کاربردی ، معمولاً برای دفاتر کوچک ، به ویژه در شرکت هایی که به طراحی گرافیک ، معماری یا سایر مشاغل مربوط به پردازش پرونده ها در ده ها یا صدها مگابایت مشغول هستند ، معمول است. به راحتی می توانید محاسبه کنید که یک فایل 100 مگابایتی فقط در هشت ثانیه از طریق یک شبکه 100BaseT منتقل می شود [(100 مگابایت x 8 بیت / بایت) / 100 مگابیت بر ثانیه]. در حقیقت ، عوامل زیادی سرعت انتقال را کاهش می دهند ، بنابراین انتقال پرونده شما کمی بیشتر طول می کشد. برخی از این عوامل به سیستم عامل ، برنامه های در حال اجرا ، میزان حافظه در رایانه ها ، سرعت پردازنده و سن مربوط هستند. (سن سیستم بر سرعت اتوبوس های مادربرد تأثیر می گذارد.)
عامل مهم دیگر سرعت تجهیزات شبکه است و حرکت به تجهیزات گیگابیتی می تواند گلوگاه های احتمالی را برطرف کرده و انتقال حجم زیادی از پرونده ها را تسریع کند. بسیاری تأیید می کنند که دستیابی به سرعت بالاتر از 50 مگابیت در ثانیه در شبکه 100BaseT خیلی بی اهمیت نیست. از طرف دیگر ، گیگابیت اترنت می تواند پهنای باند بالای 100 مگابیت در ثانیه را فراهم کند.
- دستگاه های افزونگی شبکه
می توانید این مورد را به عنوان گونه ای از "پرونده های بزرگ" در نظر بگیرید. اگر شبکه شما برای پشتیبان گیری از همه رایانه ها در یک سرور پرونده تنظیم شده باشد ، Gigabit Ethernet سرعت این روند را افزایش می دهد. اگرچه یک دام هم وجود دارد - اگر "سرور" وقت نداشته باشد تا جریان داده های ورودی را پردازش کند ("این امر در مورد رسانه پشتیبان نیز صدق می کند) افزایش" لوله "انتقال به سرور ممکن است منجر به اثر مثبتی نشود.
برای بهره مندی از یک شبکه پرسرعت ، باید سرور خود را به حافظه بیشتری مجهز کنید و به جای نوار کاست یا CDROM ، در یک هارد دیسک سریع نسخه پشتیبان تهیه کنید. همانطور که مشاهده می کنید ، باید کاملاً برای انتقال به Gigabit Ethernet آماده شوید.
- برنامه های سرویس دهنده-مشتری
این حوزه از کاربرد دوباره در شبکه های مشاغل کوچک بیشتر از شبکه های خانگی دیده می شود. مقدار زیادی داده می تواند بین سرویس گیرنده و سرور در چنین برنامه هایی منتقل شود. روش یکسان است: شما باید مقدار داده های شبکه منتقل شده را تجزیه و تحلیل کنید تا ببینید آیا برنامه می تواند با افزایش پهنای باند شبکه همگام شود و آیا این داده ها برای بارگذاری اترنت گیگابایت کافی است.
در حقیقت ، ما معتقدیم که بعید است سازندگان شبکه های خانگی دلیل کافی برای خرید تجهیزات گیگابیتی پیدا کنند. در شبکه های مشاغل کوچک ، انتقال به گیگابایت می تواند کمک کند ، اما ما توصیه می کنیم ابتدا مقدار داده منتقل شده را تجزیه و تحلیل کنید. همه چیز با وضعیت فعلی روشن است. اما اگر بخواهید احتمال بروزرسانی های بعدی را در نظر بگیرید چه می کنید. امروز برای آماده شدن باید چه کار کنید؟ در قسمت بعدی مقاله ما ، تغییراتی را که باید در گران ترین ، بیشترین وقت گیرترین و بخشی از شبکه ایجاد شود ، بررسی خواهیم کرد - کابل.
کابل اترنت گیگابیتی
همانطور که در مقدمه ذکر کردیم ، یکی از نیازهای اصلی استاندارد 1000BaseT استفاده از کابل دسته 5 (CAT 5) یا بالاتر است. یعنی گیگابیت اترنت می تواند بر روی ساختار کابل موجود در گروه 5 کار کند... موافقم ، این فرصت بسیار مناسب است. به طور معمول ، تمام شبکه های مدرن از کابل دسته 5 استفاده می کنند ، مگر اینکه شبکه شما در سال 1996 یا قبل از آن نصب شده باشد (استاندارد در سال 1995 تأیید شده است). با این حال ، اینجا وجود داشته باشد چندین دام
- چهار جفت لازم است
همانطور که از این مقاله 1000BaseT برای ایجاد چهار پیوند 250 مگابیت بر ثانیه از هر چهار جفت کابل دسته 5 (یا بالاتر) استفاده می کند. (از برنامه کدگذاری دیگری نیز استفاده شده است - مدولاسیون دامنه پالس پنج سطح - برای ماندن در محدوده فرکانس CAT5 100 مگاهرتز). در نتیجه ، ما می توانیم از ساختار کابل کشی CAT 5 موجود برای Gigabit Ethernet استفاده کنیم.
از آنجا که 10 / 100BaseT فقط از چهار جفت CAT 5 استفاده می کند ، برخی از افراد هنگام تنظیم شبکه های خود جفت اضافی را وصل نمی کنند. مثلاً برای تلفن یا Power over Ethernet (POE) از جفتها استفاده می شد. خوشبختانه NIC ها و سوئیچ های گیگابیتی آنقدر هوشمند هستند که اگر هر چهار جفت در دسترس نباشند به 100BaseT بازمی گردند. بنابراین ، در هر صورت ، شبکه شما با سوئیچ های گیگابیتی و کارت های شبکه کار خواهد کرد ، اما بابت هزینه پرداختی سرعت بالایی دریافت نخواهید کرد.
- از اتصالات ارزان قیمت استفاده نکنید
مشکل دیگر شبکه های آماتور ، چین و چروک ضعیف و پریزهای دیواری ارزان قیمت است. آنها منجر به عدم تطابق امپدانس ، در نتیجه از دست دادن بازگشت و در نتیجه کاهش پهنای باند می شوند. مطمئناً می توانید علت اصلی را جستجو کنید ، اما بهتر است یک تستر شبکه تهیه کنید که بتواند میزان بازده و متقابل بودن را تشخیص دهد. یا فقط با سرعت کم تحمل کنید.
- محدودیت های طول و توپولوژی
1000BaseT به حداکثر طول قطعه 10 / 100BaseT محدود می شود. بنابراین ، حداکثر قطر شبکه 200 متر است (از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر از طریق یک سوئیچ). برای توپولوژی 1000BaseT ، همان قوانینی که برای 100BaseT اعمال می شود ، با این تفاوت که فقط یک تکرار کننده در هر بخش شبکه (یا به عبارت دقیق تر ، یک "دامنه برخورد نیمه دوبلکس") مجاز است. اما از آنجا که Gigabit Ethernet از انتقال نیمه دو طرفه پشتیبانی نمی کند ، می توانید آخرین مورد را فراموش کنید. به طور کلی ، اگر شبکه شما زیر 100BaseT خوب کار می کند ، مشکلی برای رفتن به گیگابایت ندارید.
کابل اترنت گیگابیت ادامه دارد
برای قرار دادن شبکه های جدید بهتر است از کابل استفاده شود. CAT 5e... اگرچه CAT 5 و CAT 5e هر دو از 100 مگاهرتز عبور می کنند، کابل CAT5e با در نظر گرفتن تولید می شود پارامترهای اضافیبرای انتقال بهتر سیگنالهای با فرکانس بالا مهم است.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مشخصات کابل CAT 5e (به انگلیسی) ، اسناد Belden زیر را مرور کنید:
اگرچه یک کابل CAT 5 مدرن با 1000BaseT کاملاً خوب کار خواهد کرد ، اگر می خواهید پهنای باند بالا را تضمین کنید بهتر است CAT 5e را انتخاب کنید. اگر مردد هستید ، هزینه کابل های CAT 5 و CAT 5e را تخمین بزنید و راه خود را ادامه دهید.
تنها چیزی که باید از آن اجتناب کنید خرید مشاوره است گربه 6 کابل برای گیگابیت اترنت. CAT 6 بود در ژوئن 2002 به استاندارد TIA-568 اضافه شد و فرکانسها را تا حداکثر 200 مگاهرتز... فروشندگان به احتمال زیاد شما را متقاعد می کنند که دسته ششم گران قیمت را بخرید ، اما فقط در صورتی که قصد ساخت شبکه داشته باشید به آن نیاز خواهید داشت. 10 گیگابیت بر ثانیه اترنت از طریق سیم کشی مس ، که در حال حاضر به سختی واقع بینانه است. کابل CAT 7 چطور؟ فراموشش کن!
اگر مقدار خوبی دارید پس بهتر است آن را خرج کنید متخصص شبکهکه دارای است تجربه کافی در تخمگذار شبکه های گیگابیتی... یک تکنسین قادر خواهد بود کابلها را به طور صحیح قرار دهد یا شبکه موجود شما را برای کار با Gigabit Ethernet آزمایش کند. هنگام نصب کابل CAT 6 ، ما بسیار توصیه می کنیم که از متخصص کمک بگیرید ، زیرا این کابل شعاع خم و اتصالات ویژه با کیفیت بالا را مشخص می کند.
تجهیزات گیگابیتی
به نوعی ، مسئله "گیگابیت یا نه" می توانست یک سال یا چند سال پیش مورد بحث و مجادله قرار گیرد. از دید یک خریدار SOHO ، انتقال از 10 به 10/100 مگابیت بر ثانیه قبلاً اتفاق افتاده است. رایانه های جدید مجهز به پورت های 10/100 اترنت هستند ، روترها به جای هاب های 10BaseT از سوئیچ های 10/100 داخلی استفاده می کنند. با این حال ، این تغییر نتیجه خواسته ها و خواسته های شبکه های خانگی نیست. آنها به تجهیزات موجود اکتفا می کنند.
برای این تغییرات ، باید از کاربران شرکتی که امروز فقط 10/100 تجهیزات را به صورت عمده خریداری می کنند ، تشکر کنیم ، که به ما امکان می دهد قیمت آن را پایین بیاوریم. به محض اینکه سازندگان تجهیزات مصرف کننده دریافتند می توانند از تراشه های 10BaseT در مقابل گزینه های 10/100 استفاده کنند گران، آنها مدت طولانی دریغ نکردند.
بنابراین ، معماری توزیع 10BaseT دیروز به طور یکپارچه به 10/100 شبکه سوئیچ شده امروزی منتقل شده است. ما همین انتقال را از 10/100 به 10/100/1000 مگابیت در ثانیه تجربه خواهیم کرد. و اگرچه هنوز یک یا دو سال قبل از نقطه اوج ، انتقال وجود دارد قبلاً شروع شده و قیمت ها به طور مداوم کاهش می یابند.
تمام آنچه شما نیاز دارید خرید کارت شبکه گیگابایت و سوئیچ گیگابیت است. بیایید نگاه دقیق تری به آنها بیندازیم.
- کارتهای شبکه
کارت های شبکه 32 بیتی PCI 10/100 / 1000BaseT مارک دار مانند Intel PRO1000 MT ، Netgear GA302T و SMC SMC9552TX از 40 تا 70 دلار در اینترنت هزینه دارند. محصولات تولید کنندگان رده دوم حدود 5 دلار ارزان تر است. و گرچه NIC های گیگابیتی حدوداً دو و نیم برابر بیشتر از کارت های متوسط \u200b\u200b10/100 گران ترند ، بعید به نظر می رسد که کیف پول شما هیچ تفاوتی داشته باشد ، مگر اینکه آنها را به صورت عمده خریداری کنید.
شما می توانید کارت های شبکه ای پیدا کنید که نه تنها از گذرگاه 32 بیتی PCI ، بلکه از 64 بیتی پشتیبانی می کنند ، اما هزینه آنها نیز بیشتر است. آنچه نمی بینید آداپتورهای CardBus برای لپ تاپ های شما هستند. بنا به دلایلی ، تولیدکنندگان معتقدند که نوت بوک ها به هیچ وجه به شبکه های گیگابیتی احتیاج ندارند.
- سوئیچ ها
اما قیمت سوئیچ های 10/100/1000 شما را وادار می کند ده بار در مورد امکان تغییر سوئیچ به اترنت گیگابایت فکر کنید. خبر خوب این است که اکنون سوئیچ های گیگابیتی شفاف در دسترس هستند ، که بسیار ارزان تر از نمونه های مدیریت شده خود برای بازار شرکت هستند.
یک سوئیچ ساده چهار پورت 10/100/1000 Netgear GS104 را می توانید با کمتر از 225 دلار خریداری کنید. اگر مارک های کمتر شناخته شده ای مانند TEG-S40TXE TRENDnet را انتخاب می کنید ، می توانید هزینه را به 150 دلار کاهش دهید. چهار پورت کم - لطفا. نسخه هشت پورت Netgear GS108 حدود 450 دلار و TRENDnet TEG-S80TXD حدود 280 دلار به شما تعلق می گیرد.
با توجه به اینکه سوئیچ 5 پورت 10/100 امروز فقط 20 دلار قیمت دارد ، قیمت برخی از گیگابایت ها برای برخی خیلی زیاد به نظر می رسد. اما به یاد داشته باشید ، تا همین اواخر ، شما فقط می توانستید سوئیچ های مدیریت شده گیگابیتی را با قیمت 100 دلار و بالاتر از هر پورت خریداری کنید. قیمت ها در مسیر درست قرار دارند!
آیا باید رایانه ها را عوض کنید؟
در اینجا یک راز کوچک پشت Gigabit Ethernet وجود دارد: تحت Win98 یا 98SE ، شما احتمالاً هیچ بهره ای از سرعت گیگابیت نخواهید برد. در حالی که می توانید با ویرایش رجیستری میزان کارایی را بهبود بخشید ، اما هنوز عملکرد قابل توجهی نسبت به سخت افزار 10/100 فعلی خود ندارید.
مشکل در پشته Win98 TCP / IP است که با در نظر گرفتن شبکه های پرسرعت طراحی نشده است. پشته حتی در استفاده از آن نیز مشکلی دارد 100BaseT شبکه ها ، چه می توانیم در مورد ارتباطات گیگابیتی بگوییم! ما در مقاله دوم به این موضوع خواهیم پرداخت ، اما در حال حاضر ، شما فقط باید آن را در نظر بگیرید Win2000 و WinXP برای کار با گیگابیت اترنت.
با جمله آخر ما به هیچ وجه نیستیم نه فرض می کند که فقط ویندوز 2000 و XP از کارت های شبکه گیگابیتی پشتیبانی می کنند. ما فقط عملکرد را تحت سیستم عامل های دیگر آزمایش نکرده ایم ، بنابراین لطفا از اظهارات کنایه آمیز خودداری کنید!
اگر از خود می پرسید که آیا مجبورید کامپیوتر قدیمی خوب خود را بیرون بیاندازید و یک رایانه جدید برای استفاده از Gigabit Ethernet بخرید ، پاسخ ما "شاید" است. بر اساس تجربه عملی ما ، یک هرتز پردازنده های "مدرن" برابر است با یک بیت در ثانیه پهنای باند شبکه... یکی از تولیدکنندگان تجهیزات شبکه گیگابیتی با ما موافقت کرد: هر دستگاهی با سرعت ساعت 700 مگاهرتز یا پایین تر قادر به استفاده کامل از پهنای باند Gigabit Ethernet نخواهد بود. بنابراین حتی با وجود یک سیستم عامل مناسب ، رایانه های قدیمی مانند ضماد مرده گیگابیت اترنت هستند. شما ترجیح می دهید سرعت را ببینید 100-500 مگابیت در ثانیه
