Gigabit Ethernet PCI Express Sieci Adapter. Gigabit Ethernet Network Adapter PCI Express Co to jest sieć Gigabit

Nowoczesny świat jest coraz bardziej uzależniony od objętości i strumieni informacji, które idą w różnych kierunkach na przewody bez nich. Wszystko zaczęło się dawno temu i z bardziej prymitywnymi funduszami niż dzisiejsze osiągnięcia świata cyfrowego. Ale aby opisać wszystkie typy i metody, z którymi jedna osoba przyniosła niezbędne informacje do świadomości drugiej, nie zamierzamy. W tym artykule chcę zaproponować czytelnikowi historię o nie tak dawno temu stworzonym i skutecznie rozwijającym standard przekazywania informacji cyfrowych, które nazywa się Ethernet.

Narodziny samej idei i technologii Ethernet miała miejsce w ścianach Korporacji Xerox Parc wraz z drugim pierwszym wydarzeniem tego samego kierunku. Oficjalna data wynalazku Ethernet została w dniu 22 maja 1973 r., Kiedy Robert Metcalf (Robert Metcalfe) dokonał memorandum dla rozdziału Parc o potencjale technologii Ethernet. Jednak opatentowali go tylko za kilka lat.

W 1979 r. Metcalf opuścił Xerox i założył firmę 3com, głównym zadaniem było promowanie komputerów i lokalnych sieci komputerowe (LAN). Zaciągnął się do wsparcia takich znanych firm, jak DEC, Intel i Xerox opracowany standard Ethernet (Dix). Po oficjalnej publikacji 30 września 1980 r. Zaczął rywalizację dwóch głównych opatentowanych technologii - ring token. A Arcnet, który następnie całkowicie wysiedlił, ze względu na ich mniejszą wydajność i większe koszty niż produkcja Ethernet.

Początkowo proponowane normy (Ethernet V1.0 i Ethernet V2.0) zostały zebrane jako kabel koncentryczny jako przewoźnik, ale w przyszłości musiałem porzucić tę technologię i przejść do stosowania kabli optycznych i skręconych par.

Główną korzyścią na początku rozwoju technologii Ethernet stał się metodą kontroli dostępu. Oznacza wiele połączenia z kontrolą przewoźnika i wykrywaniem kolizji (CSMA / CD, przewoźnik rozsądek wielokrotnego dostępu z wykrywaniem kolizji), szybkość przesyłania danych wynosi 10 Mb / s, rozmiar opakowania od 72 do 1526 bajtów, opisano metody kodowania danych . Wartość graniczna stacji roboczych w jednym podzielonym segmencie sieci jest ograniczona do numeru 1024, ale inne mniejsze wartości są możliwe podczas instalowania bardziej sztywnych ograniczeń do cienkiego segmentu koncentrycznego. Ale taka konstrukcja bardzo szybko stała się nieskuteczna, aw 1995 roku została zastąpiona przez IEEE 802.3U Fast Ethernet. Z prędkością 100 mbit / s, a później IEEE 802.3Z Gigabit Ethernet został przyjęty z prędkością 1000 Mb / s. Na ten moment 10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae jest już w pełni używany, co ma prędkość 10 000 Mb / s. Ponadto mamy już rozwój mający na celu osiągnięcie prędkości 100 000 Mbps 100 Gigabit Ethernet, ale o wszystkim w porządku.

Bardzo ważną pozycją leżącej u podstaw standardu Ethernet był format jego ramy. Jednak jego opcje istnieją dość dużo. Oto niektóre z nich:

Wariant I pierworodny i już nie ma zastosowania.

Ethernet Wersja 2 lub Ethernet-Frame II, która jest również nazywana Dix (skrót pierwszych liter deweloperów deweloperów, Intel, Xerox) jest najczęstszy i używany do tego dnia. Jest często używany bezpośrednio do protokołu internetowego.

Novell - Wewnętrzna modyfikacja IEEE 802.3 bez LLC (Logical Link Control).

IEEE 802.2 LLC rama.

Ramka IEEE 802.2 LLC / Snap.

Jako suplement, rama Ethernet może zawierać znacznik IEEE 802.1Q, aby zidentyfikować VLAN, do którego jest adresowany, a IEEE 802.1p w celu wskazania priorytetu.

Niektóre karty sieciowe Ethernet wytwarzane przez Hewlett-Packard zostały użyte przez ramę formatu IEEE 802.12, co odpowiada standardowi 100 Vg-anylan.

Dla różnych rodzajów ramy różne formaty i wartości MTU.

Elementy funkcjonalne technologiiSOL.igabit Ethernet.

Należy pamiętać, że producenci kart Ethernet i innych urządzeń obejmują głównie wsparcie dla kilku wcześniejszych standardów transferu danych. Domyślnie, używając automatycznego wykrywania prędkości i dupleksu, sami kierowca kart określa optymalny sposób pracy połączenia między dwoma urządzeniami, ale zazwyczaj istnieje wybór ręczny. Kupując urządzenie z portem Ethernet 10/100/1000, możemy uzyskać możliwość pracy nad technologią 10Base-T, 100Base-TX i 1000base-t.

Dajemy chronologię modyfikacji Ethernet., Dzieląc je pod względem prędkości transmisji.

Pierwsze rozwiązania:

Xerox Ethernet - oryginalna technologia, prędkość 3 Mb / s, istniała w wersji wersji 1 i wersji 2, format ramki ostatnia wersja Do tej pory szeroko użytku.

10Bread36 - nie otrzymany rozpowszechniony. Jednym z pierwszych standardów, które pozwala pracować na duże odległości. Używana technologia modulacji szerokopasmowej, podobna do tego, który jest używany w modemach kablowych. Kabel koncentryczny był używany jako medium transferu danych.

1Base5 - znany również jako Starlan, stał się pierwszą modyfikacją technologii Ethernet za pomocą skręconej pary. Pracował na prędkości 1 Mbps, ale nie znalazł komercyjnego użytku.

Bardziej powszechne i zoptymalizowane modyfikacje 10 Mbit / S Ethernet:

10Base5, IEEE 802.3 (zwany także "grubym Ethernet") - początkowe rozwój technologii z szybkością transferu danych 10 Mb / s. IEEE wykorzystuje kabel koncentryczny, z odpornością na falę 50 OHM (Rg-8), z maksymalną długością segmentu 500 metrów.

10Base2, IEEE 802.3a (zwany "Slim Ethernet") - Kabel RG-58, z maksymalną długością segmentu 200 metrów. Aby dołączyć komputery do siebie i podłączyć kabel do karty sieciowej, potrzebujesz złącza T, a kabel musi być złączem BNC. Wymaga obecności terminatorów na każdym końcu. Od wielu lat standard ten był głównym technologią Ethernet.

Starlan 10 jest pierwszym rozwojem, który używa skręconej pary do przesyłania danych z prędkością 10 Mb / s. Później ewoluował do standardu 10Base-T.

10BASE-T, IEEE 802.3I - W przypadku przesyłania danych, 4 przewody kabli skręconych (dwie skręcone pary) kategorii 3 lub kategorii 5. Maksymalna długość segmentu wynosi 100 metrów.

NOŻĄCY - (skrót od polu. Link interpeatera światłowodowego). Podstawowy standard technologii Ethernet za pomocą kabla optycznego. Maksymalna odległość transmisji danych bez repeatera 1 km.

10Base-F, IEEE 802.3J - Główny termin do oznaczenia rodziny 10 MBS / s Eethernnet Standards przy użyciu kabla światłowodowego w odległości do 2 kilometrów: 10Base-FL, 10Base-FB i 10Base-FP. Z liście 10Base-Fl otrzymano tylko rozpowszechnione.

10Base-FL (Link Fibre) - Poprawiona wersja standardu Nowal. Poprawa wpłynęła na wzrost długości segmentu do 2 km.

10BASE-FB (Włókno Backbone) jest teraz niewykorzystanym standardem, przeznaczonym do łączenia repeaterów na autostradzie.

• 10Base-FP (pasywny włókno) - topologia "gwiazda pasywna", w której resperety nie potrzebują - został opracowany, ale nigdy nie stosować.

Najczęstszym i niedrogi wybór w momencie pisania artykułu Fast Ethernet (100 Mbps) ( Fast Ethernet.):

100Base-T jest głównym terminem do wyznaczenia jednego z trzech standardów 100 Mb / setek przy użyciu para medium transmisji danych VITA. Długość segmentu do 100 metrów. Zawiera 100Base-TX, 100Base-T4 i 100Base-T2.

100Base-TX, IEEE 802.3U - Rozwój technologii 10Base-T jest używana topologia "Star", skręcona para kategorii 5 jest aktywowana, w której faktycznie używany jest 2 parę przewodów, maksymalna szybkość transferu danych jest 100 Mb / s.

100BASE-T4 - 100 MBPS Ethernet w kategorii Kabel 3. Zaangażowana jest wszystkie 4 pary. Jest teraz praktycznie nie używany. Transfer danych przychodzi w trybie pół dupleksu.

100Base-t2 - nieużywany. 100 Mbps Ethernet przez kabel kablowy 3. Używany tylko 2 pary. Tryb transmisji pełno dupleksu jest obsługiwany, gdy sygnały są rozprowadzane w przeciwnych kierunkach dla każdej pary. Szybkość transmisji w jednym kierunku - 50 Mb / s.

100BASE-FX - 100 Mbps Ethernet za pomocą kabla światłowodowego. Maksymalna długość segmentu 400 metrów w trybie pół dupleksu (dla gwarantowanego wykrywania kolizji) lub 2 kilometry w trybie pełno dupleksowym wzdłuż multimodego światłowodowego włókna optycznego.

100Base-LX - 100 MBIT / S Ethernet za pomocą kabla światłowodowego. Maksymalna długość segmentu 15 kilometrów w trybie pełno dupleksu dla pary pojedynczych włókien optycznych przy długości fali 1310 nm.

100BASE-LX WDM - 100 Mbps Ethernet za pomocą kabla światłowodowego. Maksymalna długość segmentu 15 kilometrów w trybie pełno dupleksu jest jednym z pojedynczym światłem optycznym przy długości fali 1310 nm i 1550 nm. Interfejsy są dwa gatunki, długość fali nadajnika jest wyróżniana i oznaczona przez liczby (długość fali) lub pojedyncza litery łacińska A (1310) lub B (1550). Tylko podwójne interfejsy mogą pracować w parze, z jednej strony, nadajnik wynosi 1310 nm, a na drugim o 1550 nm.

Gigabit Ethernet

1000Base-T, IEEE 802.3AB - Ethernet Standard 1 GB / s. Używa się skręconej pary kategorii 5e lub kategorii 6. Wszystkie 4 pary są zaangażowane w transmisję danych. Szybkość przesyłania danych - 250 Mb / s jedna para.

1000Base-TX, - Ethernet Standard 1 Gbit / s, przy użyciu tylko skręconej pary kategorii 6. Przesyłanie i pary odbierające są fizycznie oddzielone w dwóch parach w każdym kierunku, co znacznie upraszcza projekt urządzeń nadawczo-odbiorczych. Szybkość przesyłania danych - 500 Mb / s jedna para. Praktycznie nie używany.

1000Base-X jest wspólnym terminem do wyznaczania technologii Ethernet Gigabit z wymiennymi transceiami GBIC lub SFP.

1000Base-SX, IEEE 802.3Z - 1 GB / s Technologia Ethernet. Używa laserów o dopuszczalnej długości promieniowania w zakresie 770-860 nm, moc promieniowania nadajnika w zakresie od -10 do 0 dBM z wskaźnikiem / wyłącznikiem (sygnał / brak sygnału) wynosi co najmniej 9 dB. Wrażliwość odbiornika 17 DBM, nasycenie odbiornika 0 DBM. Korzystanie z włókien multimodowych zakres sygnału bez repeaterów do 550 metrów.

1000base-LX, IEEE 802.3Z - 1 GBIT / S Ethernet Technologia wykorzystuje lasery o dopuszczalnej długości promieniowania w zakresie 1270-1355 NM, włączenie promieniowania nadajnika w zakresie od 13,5 do 3 DBM, z ON / OFF (Istnieje sygnał / Brak sygnału) nie mniej niż 9 dB. Wrażliwość odbiornika wynosi 19 DBM, nasycenie odbiornika wynosi 3 DBM. Podczas korzystania z włókien multimodowych zakres sygnału bez repeaterów do 550 metrów. Zoptymalizowany dla dużych odległości, przy użyciu włókna jednomodowego (do 40 km).

1000Base-CX - Technologia Ethernet Gigabit dla krótkich odległości (do 25 metrów), stosuje się specjalny kabel miedziany (ekranowana skrętka (STP)) o odporności 150 omów. Zastąpiony standardem 1000Base-T i nie jest teraz używany.

1000Base-LH (Long Haul) - 1 Gbit / S Ethernet Technologia, wykorzystuje kabel optyczny jednopłębiony, przepływ sygnału bez repeatera do 100 kilometrów.

Standard	Rodzaj kabla	Przepustowość (bez gorszego), MHz * km	Max. Odległość, m *
1000Base-LX (dioda laserowa 1300 nm)	Włókno pojedynczego trybu (9 mikronów)
	Włókno multimode. (50 mikronów)
	Włókno multimode. (62,5 mikrona)
1000Base-sx (dioda laserowa 850 nm)	Włókno multimode. (50 mikronów)
	Włókno multimode. (62,5 mikrona)
	Włókno multimode. (62,5 mikrona)
	Ekranowana skręcona para stp (150 omów)
* Standardy 1000Base-SX i 1000Base-LX Sugerują tryb dupleksu ** Wyposażenie niektórych producentów może zapewnić większą odległość, segmenty optyczne bez respiratorów pośrednich / wzmacniaczy może osiągnąć 100 km.

Specyfikacje Standardy 1000Base-X

10 Gigabit Ethernet.

Jest nadal dość drogi, ale dość na żądanie, nowy standard 10 Gigabit Ethernet obejmuje siedem standardów środowiska fizycznego dla LAN, MAN i WAN. Obecnie jest opisany przez poprawkę IEEE 802.3a i musi wprowadzić następujący audyt standardu IEEE 802.3.

10 GBASE-CX4 - Ethernet Gigabit Technology na krótkie odległości (do 15 metrów), kabel miedzi CX4 i złącza Infiniband są używane.

10 GBASE-SR - Technologia 10 Ethernet Gigabit na krótkie odległości (do 26 lub 82 metrów, w zależności od rodzaju kabla), używany jest włókno multimodię. Obsługuje również odległości do 300 metrów przy użyciu nowego włókna multimodego (2000 MHz / km).

10 GBASE-LX4 - wykorzystuje uszczelnienie długości fali do obsługi odległości od 240 do 300 metrów wzdłuż światłowodu multimode. Obsługuje również odległości do 10 kilometrów podczas korzystania z włókna jednomodowego.

10 GBASE-LR i 10GBASE-ER - te normy utrzymują odpowiednio odległości do 10 i 40 kilometrów.

10 GBASE-SW, 10GBASE-LW i 10GBASE-EW - Te standardy używa fizycznego interfejsu, który jest kompatybilny z formatem prędkości i danych za pomocą interfejsu Sonet / SDH OC-192 / STM-64. Są one odpowiednio podobne do 10 GBASE-SR, 10 GBASE-LR i 10 GBASE-ER, ponieważ używają tych samych typów kabli i odległości transmisji.

10 GBASE-T, IEEE 802.3AN-2006 - przyjęty w czerwcu 2006 r. Po 4 latach rozwoju. Używa ekranowanej skrętki. Odległości - do 100 metrów.

I wreszcie wiemy o 100-Gigabit Ethernet (100-GE), wystarczająco surowy, ale dość poszukiwany technologii.

W kwietniu 2007 r., Po posiedzeniu Komitetu IEEE 802.3 w Ottawie, założono zespół badawczy wyższej grupy badawczej (HSSG) w odniesieniu do podejść technicznych do tworzenia kanałów optycznych i miedzianych 100-GE. W tym czasie wreszcie utworzono grupę roboczą 802.3BA do rozwoju specyfikacji 100 GE.

Podobnie jak w poprzednich wydarzeniach, standard 100 GE weźmie pod uwagę nie tylko zdolności gospodarcze i techniczne jego wdrażania, ale także ich kompatybilność wstecz z istniejącymi systemami. W tym czasie wymaga wymaga potrzeby takich prędkości przez wiodące firmy. Stale rosnące objętości spersonalizowanych treści, w tym podczas dostarczania wideo z portali YouTube i inne zasoby za pomocą technologii IPTV i HDTV. Musisz także wspomnieć o wideo na żądanie. Wszystko to określa potrzebę 100 operatorów i dostawców usług Ethernet Gigabit.

Ale na tle dużego wyboru starych i obiecujących nowych podejść technologicznych w grupie Ethernet, chcemy rozwinąć technologię bardziej szczegółowo, co dziś kupuje pełną masę użytkowania ze względu na zmniejszenie kosztów jego składników. Gigabit Ethernet może w pełni zapewnić pracę takich aplikacji jako strumieniowe wideo, konferencje wideo, przesyłanie złożonych obrazów z podwyższonych wymagań przepustowości kanału. Zalety rosnących stawek transmisji w sieciach korporacyjnych i domowych stają się coraz bardziej bezsporne z spadkiem cen sprzętu tej klasy.

Teraz otrzymałem najpopularniejszy standard IEEE. Przyjęte w czerwcu 1998 r. Został zatwierdzony jako IEEE 802.3Z. Jednak na początku używano tylko kabla optycznego jako medium transmisyjne. Zgodnie z zatwierdzeniem w ciągu następnego roku dodanie standardu transmisji 802.3Ab stało się nieekranowaną skrętną parą piątej kategorii.

Gigabit Ethernet jest bezpośrednim potomkiem Ethernet i Fast Ethernet, który udowodnił sobie prawie dwudziestoletniej historii, przy zachowaniu ich niezawodności i perspektyw do użytku. Wraz z ustaloną kompatybilnością z poprzednimi rozwiązaniami (struktura kabla pozostaje niezmieniona) zapewnia teoretyczne wydajność 1000 Mb / s, czyli około 120 MB na sekundę. Warto zauważyć, że takie możliwości są prawie równe prędkości 32-bitowej opony PCI 33 MHz. Dlatego adaptery Gigabit są produkowane zarówno do 32-bitowego PCI (33, jak i 66 MHz) i dla 64-bitowego magistrali. Wraz z takim wzrostem prędkości Gigabit Ethernet odziedziczył wszystkie poprzednie cechy Ethernet, takiego jak format ramki, technologię CSMA / CD (wielokrotnego dostępu z wykrywaniem kolizji), pełny dupleks itp. Chociaż duże prędkości dokonały ich innowacji, ale jest w dziedziczeniu starych standardów, które jest ogromną przewagą i popularnością Gigabit Ethernet. Oczywiście oferowane są obecnie inne rozwiązania, takie jak kanał bankomatu i światłowodowy, ale główną zaletą użytkownika końcowego jest natychmiast utracone tutaj. Przejście do innej technologii prowadzi do masowej zmiany i ponownego wyposażenia sieci przedsiębiorstw, podczas gdy Gigabit Ethernet pozwoli płynnie zwiększyć prędkość i nie zmienić ekonomii kablowej. Takie podejście i dozwolona technologia Ethernet do pobierania dominującej lokalizacji w okolicy technologie sieciowe. i podbić ponad 80 procent światowego rynku transferu informacji.

Struktura budynku sieci Ethernet z płynnymi przejściami do wyższych szybkości transmisji danych.

Początkowo opracowano wszystkie standardy Ethernet przy użyciu tylko kabla optycznego jako medium transmisyjne - i Gigabit Ethernet otrzymał interfejs 1000Base-X. Opiera się na standardowym warstwie fizycznej kanałów włókien (jest to technologia interakcji stacji roboczych, urządzeń pamięci masowej i węzłów obwodowych). Ponieważ ta technologia została już zatwierdzona wcześniej, takie pożyczki znacznie zmniejszyło czas na rozwój standardu Gigabit Ethernet. 1000Base-x.

My, a także prosty człowiek, bardziej zainteresowany 1000base-cx w świetle swojej pracy na osłoniętej skrętnej parze (STP "Twinax") na krótkie odległości i 1000base-T dla nieekranowanych skrętek kategorii 5. Główna różnica 1000base T od Fast Ethernet 100Base- TX stał się używany, że wszystkie cztery pary są używane (tylko dwa były używane w 100Base-TX). Każda para może przesyłać dane z prędkością 250 Mb / s. Norma zapewnia transmisję dupleksu, a przepływ dla każdej pary jest dostarczany w dwóch kierunkach w tym samym czasie. Ze względu na silną ingerencję, z taką transmisją, technicznie wdrożył transmisję gigabitową na skrętkę, był znacznie bardziej skomplikowany niż w 100Base-TX, co zażądał rozwoju specjalnej wymiernej transmisji hałasu, a także inteligentnego węzła rozpoznawania i Odzyskiwanie sygnału w recepcji. Jako metodę kodowania w standardowym poziomie 1000Base-T, zastosowano 5-poziomowy kodowanie impulsów impulsowych PAM-5.

Kryteria wyboru kabla również stały się bardziej sztywne. Aby zmniejszyć zasilanie, jednokierunkową transmisję, straty powrotne, opóźnienia i zmiany fazowe, zostały podjęte w celu użycia kategorii 5E dla nieekranowanej skręconej pary.

Zaciskanie kabli do 1000Base-T jest wykonane według jednego z następujących schematów:

Kabel bezpośredni (prosty).

Kabel z przeplotem.

Schematy do zaciskania kabli dla 1000base-t

Innowacje dotykane na poziomie Mac Standard 1000Base-T. W sieciach Ethernet maksymalna odległość między stacjami (domena kolizji) jest określona na podstawie minimalnego rozmiaru ramy (w normę Ethernet IEEE 802.3 jest 64 bajty). Maksymalna długość segmentu powinna być taka, że \u200b\u200bstacja nadawcza może wykryć zderzenie przed końcem transferu ramy (sygnał musi mieć czas, aby przejść do drugiego końca segmentu i powrotem). W związku z tym, ze wzrostem szybkości transmisji konieczne jest albo zwiększenie rozmiaru ramy, zwiększając tym samym minimalny czas transferu ramy, lub zmniejszyć średnicę domeny ogniwowej.

Podczas przesuwania się do Fast Ethernet użył drugiej opcji i zmniejszyła średnicę segmentu. W Gigabit Ethernet był niedopuszczalny. W tym przypadku, w tym przypadku standard, który dziedziczył takie elementy szybkiego Ethernet jako minimalnej wielkości ramki, CSMA / CD, a czas wykrywania konfliktu (gniazdo czasu) będzie w stanie pracować w domenach zawodowych o średnicy nie więcej niż 20 metrów. Dlatego też zaproponowano, aby zwiększyć czas transferu minimalnej ramy. Biorąc pod uwagę, że w przypadku kompatybilności z poprzednim Ethernetem, minimalny rozmiar ramy pozostawiono dla tego samego - 64 bajtów, a dodatkowe pole rozszerzeń nośnej dodano do ramy, która uzupełnia ramę do 512 bajtów, ale pole nie jest dodawane w Przypadek, gdy rozmiar ramy jest większy niż 512 bajtów. Zatem wynikowy minimalny rozmiar ramy okazał się 512 bajtów, czas wykrywania zwiększonej kolizji, a średnica segmentu wzrosła do tego samego 200 metrów (w przypadku 1000base-t). Postacie w polu rozszerzenia przewoźnika nie ponoszą obciążenia semantycznego, suma kontrolna nie jest obliczona. Podczas odbierania ramy, to pole jest odrzucane na poziomie Mac, więc leżące poziomy nadal działają z minimalnymi ramkami 64 bajtów.

Ale tutaj są pułapki. Chociaż rozszerzenie mediów i pozwolił na utrzymanie zgodności z poprzednimi standardami, doprowadziło do nieuzasadnionego przejścia przepustowości. Straty mogą osiągnąć 448 bajtów (512-64) na ramkę w przypadku krótkich ramek. Dlatego standard 1000Base-T został zaktualizowany - wprowadzono koncepcję pęknięcia pakietu (przeciążenie wsadowe). Pozwala znacznie skuteczniej korzystać z pola rozszerzającego. I działa w następujący sposób: Jeśli adapter lub przełącznik ma kilka małych ramek, które wymagają wysyłania, a następnie pierwszy jest wysyłany w standardowy sposób, z dodatkiem pola rozszerzeń do 512 bajtów. A wszystkie kolejne są wysyłane w oryginalnej formie (bez pola ekspansji), z minimalnym odstępem między nimi w 96 bitach. I co najważniejsze, ten interwał Intercadron jest wypełniony symbolami rozszerzalności mediów. Dzieje się tak, aż całkowity rozmiar ramek ramy nie osiągnie limitu 1518 bajtów. W ten sposób medium nie wyłącza się w całym transferze małych ramek, dlatego kolizja może wystąpić tylko w pierwszym etapie, gdy pierwsza prawidłowa mała rama jest przesyłana za pomocą pola rozszerzeń przewoźnika (512 rozmiar bajtów). Mechanizm ten pozwala na znacząco zwiększyć wydajność sieci, zwłaszcza w dużych obciążeniach, poprzez zmniejszenie prawdopodobieństwa kolizji.

Ale to nie wystarczyło. Po pierwsze, Gigabit Ethernet wspierał tylko standardowe rozmiary ramek Ethernet - od minimum 64 (uzupełnione do 512) do maksymalnie 1518 bajtów. Spośród nich 18 bajtów zajmuje standardowy nagłówek serwisowy, a dla danych pozostaje odpowiednio od 46 do 1500 bajtów. Ale nawet pakiet danych 1500 bajtów jest zbyt mały w przypadku sieci Gigabit. Szczególnie dla serwerów przesyłających duże ilości danych. Rozważmy trochę. Aby przenieść plik 1 GIGABYTE przez rozładowaną sieć fast Ethernet, serwer przetwarza 8200 pakietów / SEC i spędza co najmniej 11 sekund. W tym przypadku tylko moc 200 mipów zajmie około 10 procent komputera o mocy 200 mipów. W końcu procesor centralny musi być przetwarzany (aby obliczyć kontrolę, przesyłać dane do pamięci) każdy nowy pakiet.

Prędkość	10 Mbps.		100 Mbps.		1000 Mbps.
Rozmiar ramki
Ramki / SE.
Szybkość przesyłania danych, Mbps
Interwał między ramkami, ISS

Funkcje sieci Ethernet.

W sieci Gigabit, sytuacja jest nadal smutna - obciążenie procesora wzrasta o rzędu wielkości z powodu redukcji przedziału czasu między ramami, a odpowiednio, wnioski o przerywa procesora. Tabela 1 pokazuje, że nawet w najlepsze warunki (Korzystanie z ramy maksymalnej wielkości) ramki rozebrają się od siebie w przedziale czasu, nieprzekraczającym 12 μs. W przypadku użycia mniejszych ramek, ten przedział czasu jest zmniejszony tylko. Dlatego w sieciach gigabitowych, wąskie miejsce, dziwnie wystarczająco, był to etap przetwarzania procesora. W związku z tym, przy świcie formowania Gigabit Ethernet, rzeczywiste współczynniki transmisji były dalekie od maksymalnych procesorów teoretycznych po prostu nie radził sobie z obciążeniem.

Oczywiste wyjście z obecnej sytuacji jest następujące:

wzrost interwału czasu między ramami;

przesuwając część przetwarzania ramowego z centralnego procesora do siebie adapter sieciowy.

Obecnie wdrażane są obie metody. W 1999 r. Zaproponowano zwiększenie rozmiaru pakietu. Takie pakiety nazywano ramkami GIG (ramki Jumbo), a ich rozmiar może wynosić od 1518 do 9018 bajtów (obecnie sprzęt z niektórych producentów obsługuje duże wymiary ramek GIG). Ramy Jumbo umożliwiły zmniejszenie obciążenia centralnego procesora do 6 razy (proporcjonalnie do jego rozmiaru), a tym samym znacznie zwiększyć wydajność. Na przykład, maksymalny pakiet ramki Jumbo w 9018 bajtów, z wyjątkiem nagłówka 18 bajtów, zawiera 9000 bajtów dla danych, co odpowiada sześciu standardowych maksymalnych ramach ethernet. Przyrost wydajności uzyskuje się nie z powodu pozbycia się kilku nagłówków serwisowych (ruch z ich transmisji nie przekracza kilku procent całkowitej przepustowości) i zmniejszając czas przetwarzania takiej ramy. Dokładniej, czas przetworzenia ramki pozostaje taka sama, ale zamiast kilku małych ramek, z których każda wymagałaby procesora zegara na zegara i jedną przerwę, przetwarzamy tylko jedną, większą ramę.

Ładny szybko rozwijający się świat prędkości przetwarzania informacji zapewnia coraz szybsze i niedrogie rozwiązania Na wykorzystaniu specjalnego sprzętu, aby usunąć część przetwarzania obciążenia z centralnego procesora. Buforowanie technologii, co zapewnia przerwę procesora, aby natychmiast przetwarzać wiele ramek. W tym czasie technologia Gigabit Ethernet staje się coraz bardziej dostępna do użytku w domu, która bezpośrednio zainteresuje prosty użytkownik. Jeszcze szybki dostęp Zasoby domowe zapewnią wysokiej jakości oglądanie wideo o dużej rozdzielczości, zajmie mniej czasu na redystrybucję informacji i ostatecznie pozwolą Ci żyć kodowaniem strumieni wideo na dyskach sieciowych.

W przygotowywaniu artykułu używanego członka zasobówhttp://www.ixbt.com/ I.http://www.wikipedia.org/.

Artykuł Przeczytaj 15510 razy (a)

Subskrybuj nasze kanały

Nie spieszę się, żeby przetłumaczyć moje sieć domowa Z prędkości 100 Mb / s na 1 Gbit / s, co jest dla mnie raczej dziwne, ponieważ przesyłam dużą liczbę plików w sieci. Jednakże, kiedy wydam pieniądze na aktualizację komputera lub infrastruktury, wierzę, że należy natychmiast zwiększyć wydajność w aplikacjach i grach, które biegnąłem. Wielu użytkowników uwielbia swee swee z nową kartą wideo, centralny procesor. I jakiś gadżet. Jednak z jakiegoś powodu sprzęt sieciowy nie przyciąga takiego entuzjazmu. Rzeczywiście, trudno jest inwestować w infrastrukturę sieciową uzyskaną w infrastrukturze sieciowej zamiast następnego prezentu urodzinowego prezentu.

Mam jednak bardzo wysoką jakość wymagań, aw pewnym momencie zdałem sobie sprawę, że infrastruktura 100 Mbps nie wystarczy. Wszystkie moje komputery domowe już zainstalowały zintegrowane adaptery do 1 GBIT / S (ON płyty główne.ach), więc postanowiłem wziąć cennik najbliższej firmy komputerowej i zobaczyć, co muszę przenieść całą infrastrukturę sieciową o 1 Gbit / s.

Nie, domowa sieć Gigabit w ogóle nie jest tak skomplikowana.

Kupiłem i zainstalowałem całe sprzęt. Pamiętam to przed skopiowaniem dużego pliku 100 Mb / s, około półtora minut. Po uaktualnieniu przez 1 Gbit / s, ten sam plik zaczął być kopiowany w 40 sekund. Wydajność zyskuje przyjemnie zadowolona, \u200b\u200bale nadal nie otrzymałem dziesięciokrotnej wyższości, która mogłaby oczekiwać od porównania 100 Mb / s i 1 Gbps przepustowości / ze starymi i nowymi sieciami.

Jaki jest powód?

W sieci Gigabit wszystkie jego części muszą obsługiwać 1 GB / s. Na przykład, jeśli masz karty sieciowe Gigabit i odpowiednie kable, ale koncentrator / przełącznik obsługuje tylko 100 Mb / s, a następnie całą sieć będzie działać 100 Mb / s.

Pierwszym wymogiem jest sterownik sieciowy. Najlepszy ze wszystkich, jeśli każdy komputer w sieci jest wyposażony w adapter sieci Gigabit (indywidualny lub zintegrowany na płycie głównej). Wymóg ten ma zaspokoić najłatwiejszy sposób, ponieważ większość producentów pary płyt głównych ostatnie lata Zintegruj kontrolery sieci Gigabit.

Drugi wymaganie - karta sieciowa musi również obsługiwać 1 Gbit / s. Istnieje powszechne nieporozumienie, że dla sieci Gigabit wymaga kategorii kablowej 5e, ale w rzeczywistości nawet stary kabel CAT 5 obsługuje 1 GB / s. Jednak kable Cat 5e mają lepsze cechy, więc będą więcej optymalna decyzja W przypadku sieci Gigabit, zwłaszcza jeśli długość kabla jest przyzwoita. Jednak kable CAT 5E są dziś najtańsze, ponieważ starego standardu CAT 5 jest już przestarzały. Nowy i droższy Cat 6 kabli ma jeszcze lepsze cechy sieci Gigabit. Porównujemy wydajność kabla Cat 5e przeciwko Cat 6 trochę później w naszym artykule.

Trzeci i prawdopodobnie najdroższy komponent w sieci Gigabit jest piast / przełącznik z 1 GB / S-S-S-Switcher. Oczywiście lepiej jest użyć przełącznika (ewentualnie w parę z routerem), ponieważ koncentrator lub koncentrator nie jest najbardziej inteligentnym urządzeniem, wystarczy nadawać wszystkie dane sieciowe na wszystkich dostępnych portach, co prowadzi do wyglądu dużej Liczba kolizji i spowalnia wydajność sieci. Jeśli potrzebujesz wysoka wydajnośćNie możesz zrobić bez przełącznika Gigabit, ponieważ przekierowuje dane sieciowe tylko w żądanym porcie, który skutecznie zwiększa szybkość sieci z wyrównaniem z koncentratora. Router zwykle zawiera wbudowany przełącznik (z wieloma portami LAN), a także umożliwia podłączenie sieciowej sieci do Internetu. Większość użytkowników domowych rozumie korzyści z routera, więc router Gigabit jest dość atrakcyjną opcją.

Jak szybko powinien być Gigabit? Jeśli usłyszysz prefiks "Giga", z pewnością implikuj 1000 megabajtów, podczas gdy sieć Gigabit musi zapewnić 1000 megabajtów na sekundę. Jeśli tak myślisz, nie jesteś sam. Ale, niestety, w rzeczywistości wszystko inne.

Czym jest Gigabit? Jest to 1000 megabit, a nie 1000 megabajtów. W jednym paszku 8 bitów, więc po prostu rozważ: 1 000 000 000 bitów podzielonych na 8 bitów \u003d 125 000 000 bajtów. W megabajcie około miliona bajtów, dlatego sieć Gigabit powinna zapewnić teoretyczną maksymalną szybkość transmisji danych około 125 MB / s.

Oczywiście 125 MB / s brzmi nie tak imponujące jak gigabit, ale myśl: sieć z tym prędkością powinna teoretycznie przekazywać gigabajt danych w ciągu zaledwie osiem sekund. Archiwum 10 GB powinno być przekazywane w ciągu minuty i 20 sekund. Prędkość jest niesamowita: pamiętaj tylko, ile czasu poszedł do transferu danych gigabajtowych, dopóki pierścienie kluczy USB stały się tak szybkie jak dzisiaj.

Oczekiwania były poważne, więc zdecydowaliśmy się przenieść plik przez sieć Gigabit i cieszyć się prędkością blisko 125 MB / s. Nie mamy żadnych specjalistycznych wspaniałych urządzeń: prostej sieci domowej ze starymi, ale przyzwoitymi technologiami.

Kopiowanie pliku 4,3-GB z jednego komputera domowego do innego przeprowadzono przy średniej prędkości 35,8 MB / s (przeprowadziliśmy test pięć razy). Jest to tylko 30% teoretycznego sufitu sieci Gigabit 125 MB / s.

Jakie są przyczyny problemu?

Podnieś komponenty do instalacji sieci Gigabit jest dość proste, ale aby działała sieć przy maksymalnej prędkości znacznie trudniejsza. Czynniki, które mogą prowadzić do sieci spowolnienia, są dość liczne, ale jak znaleźliśmy, wszystko opiera się na tym, jak szybko dyski twarde Utwórz dane do sterownika sieciowego.

Pierwszym ograniczeniem, które należy wziąć pod uwagę, jest interfejs kontrolera sieci Gigabit z systemem. Jeśli Twój kontroler jest podłączony za pomocą starego magistrali PCI, a następnie ilość danych, które można przekazać teoretycznie wynosi 133 MB / s. W przypadku przepustowości 125 MB / s Gigabit Ethernet wydaje się wystarczający, ale pamiętaj, że przepustowość magistrali PCI jest rozprowadzana w całym systemie. Każdy dodatkowa mapa PCI i wiele komponentów systemu będą korzystać z tej samej przepustowości, co zmniejsza zasoby dostępne do karty sieciowej. Od kontrolerów z nowym interfejsem PCI Express. (PCIE) Nie ma takich problemów, ponieważ każda linia PCIe zapewnia co najmniej 250 MB / z przepustowością, a wyłącznie dla urządzenia.

Kolejnym ważnym czynnikiem, który wpływa na szybkość sieci - kable. Wielu specjalistów wskazuje, że w przypadku układania kabli sieciowych obok kabli zasilających, które są źródłami hałasu, gwarantowane są niskie prędkości. Duża długość kabli jest również problematyczna, ponieważ kable miedziane CAT 5E są certyfikowane przy maksymalnej długości 100 metrów.

Niektórzy eksperci zaleca się układanie kabli nowego standardu CAT 6 zamiast kota 5e. Często takie zalecenia są trudne do uzasadnienia, ale postaramy się przetestować wpływ kategorii kablowej w małej sieci domowej Gigabit.

Nie zapomnijmy o systemie operacyjnym. Oczywiście, w środowisku Gigabit, ten system jest dość rzadko, ale należy wspomnieć, że system Windows 98 SE (i stare systemy operacyjne) nie będą w stanie wykorzystać korzyści płynących z Ethernet Gigabit, ponieważ stos TCP / IP tego System operacyjny ledwo jest w pełni załadować połączenie 100-mbit / s. Windows 2000 i świeży wersja Windows. Chociaż w starych systemach operacyjnych będą musiały wykonywać pewne ustawienia, aby używać sieci do maksimum. Wykorzystamy 32-bitowe systemy systemu Windows Vista dla naszych testów i chociaż Vista w niektórych zadań reputacja nie jest najlepsza, ten system obsługuje sieć Gigabit od samego początku.

Chodźmy teraz do dysków twardych. Nawet stary interfejs IDE z specyfikacją ATA / 133 musi być wystarczający, aby wspierać teoretyczne tempo przesyłania plików 133 MB / s, a nowa specyfikacja SATA spełnia wszystkie wymagania, ponieważ zapewnia co najmniej pojemność 1,5 Gbit / s ( 150 MB / od). Jeśli jednak kable i sterowniki mogą poradzić sobie z transmisją danych w takiej prędkości, same dyski twarde nie są.

Weź na przykład typowy nowoczesny dysk sztywny o 500 GB, co powinien zapewnić trwałą przepustowość około 65 MB / s. Na początku płyt (utworów zewnętrznych) prędkość może być wyższa, jednak gdy przepustowość jest przejściowa do wewnętrznych utworów. Dane na ścieżkach wewnętrznych są czytane wolniej, z prędkością około 45 MB / s.

Wydawało nam się, że spojrzeliśmy na wszystkie możliwe "wąskie gardła". Co pozostało? Konieczne było spędzenie kilku testów i sprawdzić, czy możemy dostać się do wydajności sieciowej do limitu teoretycznego 125 MB / s.

Konfiguracja testowa

Systemy testowe	System serwera.	System klienta
PROCESOR.	Intel Core 2 DUO E6750 (Conroe), 2.66 GHz, FSB-1333, Cash 4 MB	Intel Core 2 quad Q6600 (Kentsfield), 2,7 GHz, FSB-1200, Gotówka 8 MB
Płyta główna	Asus P5K, Intel P35, BIOS 0902	MSI P7N SLI PLATINUM, NVIDIA NFORCE 750I, BIOS A2
Netto	Wbudowany kontroler LAN ABIT Gigabit	Wbudowany kontroler NForce 750i Gigabit Ethernet
Pamięć	Wintec Ampo PC2-6400, 2x 2048 MB, DDR2-667, CL 5-5-5-15 o 1,8 V	Extreme A-Data Extreme DDR2 800+, 2x 2048 MB, DDR2-800, CL 5-5-5-18 przez 1,8 V
Karta graficzna	ASUS GEFORCE GTS 250 Dark Knight, 1 GB GDDR3-2200, 738 MHz GPU, 1836 MHz Block	MSI GTX260 Błyskawica, 1792 MB GDDR3-1998, 590 MHz GPU, blok 1296 MHz
Dysk twardy 1.	Seagate Barracuda ST3320620AS, 320 GB, 7200 obr./min, pamięci podręcznej 16 MB, SATA 300
Dysk twardy 2.	2x Hitachi Deskstar 0A-38016 w RAID 1, 7200 obr./min, pamięci podręcznej 16 MB, SATA 300	Western Digital. Caviar WD50 00aajs-00yfa, 500 GB, 7200 obr./min, pamięci podręcznej 8 MB, SATA 300
Zasilacz	AEROCOOL ZERODBA 620W, 620 W, ATX12V 2.02	Ultra HE1000X, ATX 2.2, 1000 W
Przełącznik sieciowy	D-LINK DGS-1008D, 8-portowy 10/100/1000 Niezanowujący się przełącznik pulpitu Gigabit
Oprogramowanie i sterowniki.
OS.	Microsoft Windows Vista Ultimate 32-bit 6.0.6001, SP1
Wersja DirectX.	DirectX 10.
Kierowca graficznego	NVIDIA GeForce 185,85.

Testy i ustawienia.

Testy i skróty
Nodesoft DiskBench.	Wersja: 2.5.0.5, Kopiowanie plików, Tworzenie, Odczyt i Benchmark Batch
Sisoftware Sandra 2009 SP3	Wersja 2009.4.15.92, Test CPU \u003d arytmetyka CPU / Multimedia, Test pamięci \u003d Benchmark przepustowości

Zanim zwrócimy się do jakichkolwiek testów, zdecydowaliśmy się przetestować dyski twarde bez korzystania z sieci, aby zobaczyć, jaką przepustowość możemy się spodziewać w doskonałym scenariuszu.

Dwie komputery pracuje w naszej sieci Gigabit Network. Pierwszy, który zadzwonisz na serwer, jest wyposażony w dwa podsystemy dysku.. Główny dysk twardy - 320 GB Seagate Barracuda ST3320620AS w wieku kilku lat. Serwer działa jako magazyn sieciowy NAS z tablicą RAID składającą się z dwóch 1-tb twarde dyski Hitachi Deskstar 0A-38016, które są odzwierciedlone do redundancji.

Drugi komputer w sieci nazywaliśmy klientem, ma dwa dysk twardy: Oba zachodnie cyfrowe kawior cyfrowy 500-GB 00aajs-00yfa około sześciu miesięcy.

Początkowo przetestowaliśmy szybkość dysków twardych systemu serwera i klienta, aby zobaczyć, jaką produktywność możemy się od nich spodziewać. Użyliśmy testu dysk twardy W pakiecie Sisoftware Sandra 2009.

Nasze marzenia o osiągnięciu szybkości przesyłania plików Gigabit natychmiast rozpraszało. Oba pojedyncze dyski osiągnęły maksymalną prędkość odczytu około 75 MB / s w idealnych warunkach. Ponieważ test ten jest prowadzony w rzeczywistych warunkach, a dyski są wypełnione 60%, możemy spodziewać się odczytu prędkości bliżej indeksu 65 MB / s, które otrzymaliśmy z obu dysków twardych.

Ale spójrzmy na wydajność RAID 1 - najlepszy tego masywu. Fakt, że sterownik RAID sprzętowy może zwiększyć wydajność czytelnika, otrzymując dane z obu dysków w tym samym czasie, podobnie jak w tabliczce RAID 0; Ale ten efekt uzyskuje się (o ile wiemy) tylko w przypadku sterowników RAID sprzętowych, ale nie z rozwiązaniami oprogramowania RAID. W naszych testach, tablica RAID zapewniła znacznie wyższą wydajność odczytu niż jeden dysk twardy, więc szanse na fakt, że otrzymamy wysoką szybkość transferu przez sieć z tablicą RAID 1. Array RAID zapewniła imponującą pojemność szczytową 108 MB / s, ale w rzeczywistości należy zbliżać się do indeksu 88 MB / s, ponieważ tablica jest wypełniona 55%.

Dlatego musimy uzyskać około 88 MB / s do sieci Gigabit, prawda? Nie jest tak blisko do sufitu sieci Gigabit 125 MB / s, ale dużo szybkich 100-Mb / s z sieciami, które sufit wynosi 12,5 MB / s, więc uzyskaj 88 MB / s w praktyce byłoby całkiem dobre.

Ale nie wszystko jest takie proste. Fakt, że prędkość czytania z dyskami twardymi jest dość wysoka, w ogóle nie oznacza, że \u200b\u200bszybko nagrywa informacje w rzeczywistych warunkach. Narysujmy kilka testów na płytach przed użyciem sieci. Zaczniemy z naszego serwera i skopiujemy obraz 4,3 GB z szybkiej tablicy RAID na dysku twardym 320 GB i z powrotem. Następnie kopiujemy plik z dysku klienta D: na dysku C :.

Jak widać, kopiowanie z szybkiej tablicy RAID do napędu C: Dalited średnia prędkość tylko 41 MB / s. I kopiuj z dysku C: Array RAID 1 doprowadziła do zmniejszenia w 25 MB / s. Co się dzieje?

W ten sposób dzieje się w rzeczywistości: dysk twardy C: wydany trochę więcej niż rok temu, ale jest wypełniona 60%, prawdopodobnie nieco rozdrobniona, więc na rekordzie nie pokonuje rekordów. Istnieją inne czynniki, a mianowicie, jak szybko pracuje system i pamięć. Tablica RAID 1 składa się z względnego nowego "żelaza", ale ze względu na redundancję, informacje muszą być rejestrowane na dwóch dysku twardym jednocześnie, co zmniejsza wydajność. Chociaż tablica RAID 1 może zapewnić wysoką wydajność czytania, szybkość nagrywania będzie musiała przekazać. Oczywiście możemy użyć alternatywnej tablicy RAID, która zapewnia wysoką prędkość nagrywania i czytania, ale jeśli jeden dysk twardy "umrze", a następnie wszystkie informacje zostaną uszkodzone. Ogólnie rzecz biorąc, RAID 1 jest bardziej poprawną opcją, jeśli dane przechowywane na NAS są dla Ciebie cenne.

Jednak nie wszystko jest zagubione. Nowy cyfrowy kawior 500-GB jest w stanie nagrać nasz plik z prędkością 70,3 MB / s (średni wynik pięciu biegów testowych), a także daje maksymalną prędkość 73,2 MB / s.

Biorąc pod uwagę całą rzeczą, oczekuje się, że otrzymaliśmy w warunkach rzeczywistych maksymalną szybkość transferu 73 MB / s z tablicą Nas Raid 1 do klienta C. Przetestujemy również transmisję plików z dysku klienta C: do dysku serwera C: Aby dowiedzieć się, czy możemy realistycznie oczekiwać 40 MB / s w tym kierunku.

Zacznijmy od pierwszego testu, w ramach, z których wysłaliśmy plik z dysku klienta C: do dysku C: serwery.

Jak widać, wyniki spełniają nasze oczekiwania. Sieć Gigabitowa zdolna do podawania teorii 125 MB / s, odnosi się dane z dysku klienta C: o najwyższej możliwej prędkości, prawdopodobnie około 65 MB / s. Ale, jak pokazaliśmy powyżej, C: może być rejestrowany tylko z prędkością około 40 MB / s.

Teraz skopiujmy plik z serwera RAID Speed \u200b\u200bdo napędu C: komputer kliencki.

Wszystko okazało się, że założyliśmy. Z naszych testów wiemy, że C Drive C: Komputer kliencki jest w stanie nagrywać dane z prędkością około 70 MB / s, a wydajność sieci Gigabit była bardzo blisko tej prędkości.

Niestety, wyniki uzyskane i nie są zbliżone do teoretycznej maksymalnej przepustowości 125 MB / s. Czy możemy przetestować maksymalną szybkość sieci? Oczywiście, ale nie w realistycznym scenariuszu. Postaramy się przesyłać informacje w sieci z pamięci do pamięci, aby ominąć wszelkie ograniczenia sztywnej przepustowości.

Aby to zrobić, utworzymy dysk RAM 1-GB na PC serwera i klienta, po którym podaj plik 1-GB między tymi dyskami w sieci. Ponieważ nawet powolna pamięć DDR2 jest zdolna do przesyłania danych z prędkością ponad 3000 MB / s, czynnikiem restrykcyjnym będzie przepustowością sieciową.

Otrzymaliśmy maksymalną prędkość naszej sieci Gigabit 111,4 MB / s, która jest bardzo blisko teoretycznego limitu 125 MB / s. Doskonały wynik, nie musi na sobie narzucić, ponieważ prawdziwa przepustowość nadal nie osiągnie maksimum teoretycznego z powodu transferu po więcej informacji, błędy, powtórz bieg itp.

Wyjście będzie następujące: Obecnie wydajność transmisji informacji na sieci Gigabit spoczywa na dyskach twardych, czyli szybkość transferu będzie ograniczona do najwolniejszego dysku twardego uczestniczącego w procesie. Odpowiedzi na najważniejsze pytanie, możemy przejść do testów prędkości w zależności od konfiguracji kabli, aby nasz artykuł był zakończony. Czy optymalizacja układania kabla da prędkość sieci, a nawet bliższa limit teoretyczny?

Ponieważ wydajność w naszych testach była blisko szacowanego, mało prawdopodobne, aby zobaczyć wszelkie ulepszenia podczas zmiany konfiguracji kabli. Ale nadal chcieliśmy testów testowych, aby zbliżyć się do limitu prędkości teoretycznej.

Spędziliśmy cztery testy.

Test 1: Domyślnie.

W tym teście stosowaliśmy dwa kable około 8 metrów długości, z których każdy był podłączony do komputera na jednym końcu i do przełącznika Gigabit z drugiej. Wyjechaliśmy do kabli, w których zostały ułożone, czyli obok kabli zasilających i gniazd.

Tym razem użyliśmy tych samych 8 kabli, jak w pierwszym teście, ale przesunął kabel sieciowy w miarę możliwości z kabli zasilających i kabli przedłużających.

W tym teście usunęliśmy jeden z 8 kabli i wymieniliśmy go kablem miernikiem CAT 5E.

W ostatnim testie zastąpiliśmy 8 kabli CAT 5E na 8 kablach CAT 6.

Ogólnie rzecz biorąc, nasze testy różne konfiguracje. Kable nie wykazały poważnej różnicy, ale możesz wykonać wnioski.

Test 2: Obniżamy zakłócenia z mocy kabli zasilających.

W małych sieciach, takich jak nasza sieć domowa, testy pokazują, że nie możesz się martwić o układanie kabli LAN obok elektrycznych kabli okablowania, gniazd i przewagi przedłużające. Oczywiście końcówka będzie wyższa, ale nie udziela poważnego wpływu na szybkość sieci. Jednak biorąc pod uwagę całą rzecz, lepiej jest uniknąć układania obok kabli zasilających, a należy pamiętać, że sytuacja może być inna w sieci.

Test 3: Zmniejsz długość kabli.

To nie jest całkowicie poprawny test, ale staraliśmy się odkryć różnicę. Należy pamiętać, że wymiana ośmiowego kabla miernika na miernik może wpływać na wynik po prostu różnych kabli niż różnice w oddali. W każdym przypadku, w większości testów nie widzimy znaczącej różnicy z wyjątkiem nieprawidłowego wzrostu przepustowości podczas kopiowania z dysku klienta C: na serwerze C :.

Test 4: Wymień kable Cat 5e na CAT 6.

Ponownie nie znaleźliśmy znaczącej różnicy. Ponieważ długość kabli wynosi około 8 metrów, duże kable mogą dać dużą różnicę. Ale jeśli twoja długość nie jest maksymalna, kable CAT 5E będą wykonywane dość normalnie w sieci domowej Gigabit z odległością między dwoma komputerami 16 metrów.

Interesujące jest zauważenie, że manipulacje z kablami nie dały żadnego wpływu na transfer danych między dyskami pamięci RAM komputerów. Jest oczywiste, że niektórzy inny składnik w sieci ograniczyli wydajność magicznej liczby 111 MB / s. Jednak taki wynik jest nadal dopuszczalny.

Czy sieci Gigabit dają szybkość gigabitów? Jak się okazuje, prawie daj.

Jednak w prawdziwych warunkach prędkość sieci będzie poważnie ograniczona do dysków twardych. W scenariuszu syntetycznym nasza sieć Gigabit dała wydajność, bardzo blisko limitu teoretycznego 125 MB / s. Zwykłe prędkości w sieci, biorąc pod uwagę wykonanie sztywnych dysków, będą ograniczone do poziomu od 20 do 85 MB / s, w zależności od zastosowanych dysków twardych.

Przetestowaliśmy również wpływ kabli zasilających, długości kabli i przejścia z CAT 5E na CAT 6. W naszej małej sieci domowej żadna z tych czynników nie ma wpływu znacząco na wydajność, chociaż chcemy zauważyć, że w większym i więcej trudna sieć Dzięki dużym długościami czynniki te mogą wpływać znacznie silniejsze.

Ogólnie, jeśli zdasz dużą liczbę plików do sieci domowej, zalecamy instalację sieci Gigabit. Przejście z sieci o 100 Mb / s zapewni przyjemny wzrost wydajności, przynajmniej otrzymasz podwójny wzrost szybkości przesyłania plików.

Gigabit Ethernet w sieci domowej może dać większym przyrostowi wydajności, jeśli przeczytasz pliki z szybkiego magazynu NAS, gdzie używany jest tablica sprzętu RAID. W naszej sieci testowej przekazaliśmy plik 4,3-GB w zaledwie minuty. Podłączając do 100 Mb / s, ten sam plik został skopiowany około sześciu minut.

Sieci Gigabit stają się coraz bardziej dostępne. Teraz pozostaje tylko po to, by czekać, gdy prędkość sztywnych dysków wzrośnie na ten sam poziom. W międzyczasie zalecamy tworzenie tablic, które mogą ominąć ograniczenia. nowoczesne technologie. HDD. Następnie możesz wycisnąć większą wydajność z sieci Gigabit.

Gigabit Ethernet

Teraz istnieje wiele rozmów, że nadszedł czas na masowo przełączenie do prędkości Gigabitów podczas łączenia użytkowników końcowych z lokalnymi sieciami, a także ponownie kwestią uzasadnienia i stopniowości rozwiązań "Włókno do miejsca pracy", "błonnik do domu" itp . W tym względzie ten artykuł opisujący standardy jest nie tylko dla miedzi, ale także głównie interfejsy światłowodowe GIGE będą dość istotne i terminowe.

gigabit Ethernet Standard Architecture

Figura 1 przedstawia strukturę poziomów Gigabit Ethernet. Podobnie jak w standardzie Fast Ethernet, Gigabit Ethernet nie istnieje schemat uniwersalny. Kodowanie sygnału, które byłoby idealne dla wszystkich interfejsów fizycznych - tak, z jednej strony, standardów 1000Base-LX / SX / CX Standards stosuje kodowanie 8B / 10B, a z drugiej strony standard 1000base-T wykorzystuje specjalny rozszerzony TX Kod linii / T2. Funkcja kodowania jest wykonywana przez Subbareer PCS, znajduje się poniżej interfejsu Mediana-zależnym od GMII.

Figa. 1. Gigabit Ethernet Standardowa struktura, interfejs GII i transceiver Gigabit Ethernet

Interfejs GMII. Przeciętny odcinek GMII interfejs (niezależny interfejs Media Gigabit) zapewnia interakcję między poziomem MAC a poziomem fizycznym. Interfejs GMII jest rozszerzeniem interfejsu MII i może obsługiwać prędkość 10, 100 i 1000 Mb / s. Posiada oddzielny 8-bitowy odbiornik i nadajnik, i może obsługiwać zarówno tryby półdupleksowe, jak i dupleksowe. Ponadto interfejs GMII przenosi jeden sygnał, który zapewnia synchronizację (sygnał zegara), a dwa sygnały stanu linii - pierwszy (w stanie) wskazuje obecność nośnika, a druga (w stanie w sprawie) wskazuje na brak kolizji - i kilka innych kanałów sygnałowych i odżywiania. Moduł nadajnikowy obejmujący poziom fizyczny i zapewniający jedno z fizycznych interfejsów zależnych od mediów może być podłączony do przykładu do przełącznika Gigabit Ethernet za pomocą interfejsu GMII.

SZTUKS Kodowanie fizyczne Suboble'a. Podłączając interfejsy 1000Base-X, Sublayer PCS wykorzystuje zbędną blokadę kodującą 8B10B, pożyczonego z standardu kanału światłowodowego ANSI X3T11. Analogiczny do uznanego standardu FDDI, tylko na podstawie bardziej złożonej tabeli kodu, co 8 bitów wejściowych przeznaczonych do przesyłania do zdalnego węzła są konwertowane na 10-bitowe znaki (grupy kodu). Ponadto znajdują się specjalne znaki 10 bitów w strumieniu sekwencyjnym wyjściowym. Przykład znaków sterujących może służyć, ponieważ znaki używane do rozszerzenia nośnika (uzupełniają ramę Ethernet Gigabit do minimalnej wielkości 512 bajtów). Podczas podłączania interfejsu 1000base- t komputery Subleer wykonuje specjalne zakodowanie odporne na hałas, aby zapewnić skręconą parę UTP CAT.5 na odległość do 100 metrów - liniowy kod TX / T2 opracowany przez Poziom jednej komunikacji.

Dwa sygnały statusu linii - sygnał dla nośnika i sygnału braku kolizji - są generowane przez ten subCO.

PMA i PMD Sublevels. Poziom fizyczny Gigabit Ethernet wykorzystuje kilka interfejsów, w tym tradycyjnej pary kategorii 5, a także włókno wielomodowe i jednomodowe. Subarar PMA konwertuje równoległy strumień znaków z komputerów do strumienia szeregowego, a także wykonuje odwrotną konwersję (równoległością) przychodzącego przepływu sekwencyjnego z PMD. PMD Subleer definiuje charakterystykę optyczną / elektryczną sygnałów fizycznych dla różnych mediów. Całkowity zdefiniowany 4. inny rodzaj Fizyczne środowiska interfejsu odzwierciedlone w określonej specyfikacji 802.3AB (1000Base-X) i 802.3AB (1000Base-T) (1000Base-T), (rys. 2).

Figa. 2. Fizyczne interfejsy Gigabit Ethernet

interfejs 1000base-x

Interfejs 1000Base-X opiera się na warstwie fizycznej kanału światłowodowego. Kanał z włókna jest technologią interakcji stacji roboczych, superkomputerów, urządzeń pamięci masowej i węzłów peryferyjnych. Kanał z włókna ma 4-poziomową architekturę. Dwa niskiego poziomu FC-0 (interfejsy i średni) i FC-1 (kodowanie / dekodowanie) są przenoszone do Gigabit Ethernet. Ponieważ kanał światłowodowy jest zatwierdzoną technologią, taki przeniesienie znacznie zmniejszony czas na rozwoju oryginalnego standardu Gigabit Ethernet.

Kod blokowy 8B / 10b jest podobny do kodu 4B / 5B przyjętego w normie FDDI. Jednak kod 4B / 5B został odrzucony na kanale światłowodowym, ponieważ kod ten nie zapewnia równowagi dC.. Brak równowagi może potencjalnie prowadzić do danych zależnych od przenoszonych diod laserowych danych, ponieważ nadajnik może przenieść więcej bitów "1" (emitując) niż "0" (brak promieniowania), co może powodować dodatkowe błędy przy wysokiej transmisji stawki.

1000Base-X jest podzielony na trzy interfejsy fizyczne, których główne cechy przedstawiono poniżej:

Interfejs 1000base-SX określa lasery z dopuszczalną długością promieniowania w zakresie 770-860 nm, mocy promieniowania nadajnika w zakresie od -10 do 0 dBm, z stosunkiem włączania / wyłączania (sygnał / brak sygnału) co najmniej 9 db. Wrażliwość odbiornika -17 DBM, nasycenie odbiornika 0 dBm;

Interfejs 1000Base-LX określa lasery z dopuszczalną długością promieniowania w zakresie 1270-1355 NM, moc promieniowania nadajnika w zakresie od -13,5 do -3 DBM, z stosunkiem włączenia / wyłączenia (jest Sygnał / brak sygnału) Co najmniej 9 dB. Wrażliwość odbiornika -19 DBM, nasycenie odbiornika -3 DBM;

1000Base-cx ekranowana para skrętki (STP "TwinAX") na krótkie odległości.

W odniesieniu do tabeli 1, główne cechy modułów optycznych i modułów przesyłowych produkowanych przez Hewlett Packard dla standardowych interfejsów 1000Base-SX (model HFBBR-5305, 850 NM) i 1000Base-LX (model HFCT-5305, \u003d 1300 Nm) .

Tabela 1. Charakterystyka techniczna nadajników odbiorczych optycznych Gigabit Ethernet

Obsługiwane odległości dla standardów 1000Base-X podano w tabeli 2.

Tabela 2. Charakterystyka techniczna optycznych nadajników odbiorczych Gigabit Ethernet

Podczas kodowania prędkości 8B / 10b linia optyczna Jest 1250 bitów / c. Oznacza to, że przepustowość odcinka kabli dopuszczalnej długości powinna przekraczać 625 MHz. Z tabeli. 2 Widać, że wykonuje się to kryterium linii 2-6. Ze względu na dużą prędkość Gigabit Ethernet, powinieneś być uważny podczas budowy rozszerzonych segmentów. Oczywiście preferencja jest podawana do błonnika pojedynczego trybu. W takim przypadku cechy odbiorczych optycznych może być znacznie wyższy. Na przykład, zwalnia nbase przełączniki z portami Gigabit Ethernet, zapewniając odległości do 40 km wzdłuż włókna jednomodowego bez powtórzeni (stosowanych wąskich laserów DFB działających przy długości fali 1550 nm).

cechy użycia światłowodu multimodego

Na świecie jest ogromna liczba sieci korporacyjne. W oparciu o przewód światłowodowy multimod, z włóknami 62.5 / 125 i 50/125. Dlatego też jest naturalny, że nawet na etapie tworzenia standardu Gigabit Ethernet pojawi się zadanie dostosowania tej technologii, do stosowania w istniejących systemach kablowych multimode. W trakcie badań dotyczących rozwoju specyfikacji 1000Base-SX i 1000Base-LX ujawniono jedną bardzo interesującą anomalię, związaną z użyciem nadajników laserowych w połączeniu z włóknem wielomodowym.

Włókno multimode zaprojektowano do udostępniania diodami z emitującymi światło (widmo promieniowania 30-50 NS). Niespójne promieniowanie z takich diod LED spada na włókno na całym obszarze rdzenia światła. W rezultacie ogromna liczba grup mody jest podekscytowana w błonniku. Sygnał rozmnożeniowy jest dobrze opisany w języku dyspersji intermodalnej. Wydajność stosowania takich diod LED jako nadajników w normę Gigabit Ethernet jest niska, ze względu na bardzo wysoką częstotliwość modulacji - stopień strumienia bitów w linii optycznej wynosi 1250 MBOD, a czas trwania jest jednym pulsem - 0,8 NS. Maksymalna prędkość, gdy diody LED do transmisji sygnału na błonniku multimodym jest nadal stosowany, wynosi 622,08 Mb / s (STM-4, w rozliczaniu redundancji kodu 8B / 10B prędkości bitowej w linii optycznej 777,6 MBD). Zgodnie z tym Gigabit Ethernet stał się pierwszym standardem, który reguluje stosowanie laserowych nadajników optycznych w połączeniu z włóknem wielomodowym. Obszar wejścia promieniowania do włókien laserowych jest znacznie mniejszy niż wielkość rdzenia włókien wielomodowych. Fakt ten nie prowadzi jeszcze problemu. Jednocześnie, w procesie technologicznym produkcji standardowych komercyjnych włókien multimodowych, może mieć pewne niekrytyczne włókna wad (odchylenia w dopuszczalnym) włókna, w największy stopień Koncentruje się na osi rdzenia światłowodu. Chociaż takie włókno multimode w pełni spełnia wymagania standardu, spójnego światła z lasera, wprowadzonego w środku takiego włókna, przechodząc przez region niejednorodności wskaźnika załamania, jest w stanie podzielić się w niewielką liczbę trybów, które są następnie dystrybuowane przez włókno o różnych ścieżkach optycznych różna prędkość. Zjawisko to jest znane jako opóźnienie trybu różnicowego DMD. W rezultacie występuje przesuń fazową między modami, prowadząc do niepożądanych zakłóceń na stronie odbiorczej i znacznego wzrostu liczby błędów (rys. 3a). Zauważając, że efekt manifestuje się tylko jednocześnie posiadającym rzędu okoliczności: mniej udanego włókna, mniej udanego przetwornika laserowego (oczywiście satysfakcjonującego standardu) i mniej udanego promieniowania w błonniku. Po stronie fizycznej efekt DMD jest związany z faktem, że energia z źródła spójnego jest dystrybuowana w niewielkiej liczbie trybów, podczas gdy nie spójne źródło równomiernie podnieca ogromną liczbę trybów. Badania pokazują, że efekt manifestuje się silniejszy przy stosowaniu laserów długich fal (okno przezroczystości 1300 nm).

Rys.3. Propagacja spójnego promieniowania w włókna wielomodowym: a) manifestacja efektu różniczkowego opóźnienia modułowego (DMD) z wkładem emisji osiowej; b) NEJEZERY Wejście spójnego promieniowania w błonniku multimodym.

Wskazana anomalia w najgorszym przypadku może prowadzić do zmniejszenia maksymalnej długości segmentu w oparciu o skały multimode. Ponieważ standard powinien zapewnić 100-procentową gwarancję pracy, maksymalna długość powinna być regulowana ze względu na możliwą manifestację efektu DMD.

1000base-lx interfejs. Aby utrzymać większą odległość i uniknąć nieprzewidywalności zachowania kanału Gigabit Ethernet z powodu anomalii, proponuje się wprowadzenie promieniowania w nieincentralnej części rdzenia włókien wielomodowych. Promieniowanie z powodu rozbieżności przysłony ma czas, aby równomiernie przydzielić przez cały rdzeń włókna, mocno relaksującą efekt efektu, chociaż maksymalna długość segmentu, a następnie pozostaje ograniczona (tabela 2). Specjalnie opracowany przejściowy przewody optyczne MCP MCP (tryb kondycjonowania patch-sznury), w którym jeden z złączy (mianowicie, który planowany do mnogu z włóknem multimodym) ma niewielkie przesunięcie z osi rdzenia włókien. Przewód optyczny, który ma jedno złącze - Duplex SC z przesuniętym rdzeniem, a drugi - zwykły dupleksowy sc, można nazwać: MCP Duplex SC - Duplex SC. Oczywiście taki przewód nie nadaje się do stosowania w tradycyjnych sieciach, na przykład w szybkim Ethernet, ze względu na duże straty wykonane na skrzyżowaniu z MCP Duplex SC. Przejście MCP można łączyć na podstawie błonnika jednomodowego i multimode i zawierają element przemieszczenia między włóknami. Następnie koniec trybu łączy się z nadajnikiem laserowym. Jeśli chodzi o odbiornik, standardowy przewód łączący multimode może być podłączony do niego. Zastosowanie przejściowych sznur MCP umożliwia rozpoczęcie promieniowania do włókien multimodowych przez obszar pokazany przez 10-15 μm z osi (rys. 3b). Zatem możliwe jest użycie portów interfejsu 1000Base-LX i z woksem jednomodowym, ponieważ istnieją wejście promieniowania zostanie wykonane ściśle w środku rdzenia światłowodu.

Interfejs 1000Base-SX. Ponieważ interfejs 1000Base-SX jest standaryzowany tylko do stosowania z włóknem multimodym, przemieszczenie obszaru wejściowego promieniowania z centralnej osi włókna można wdrożyć wewnątrz samego urządzenia, usuwając w ten sposób konieczność korzystania z dopasowanego przewodu optycznego.

interfejs 1000base-t

1000Base-T jest standardowym interfejsem Ethernet Gigabit dla nieekranowanej skręconej pary kategorii 5 i wyższej w odległości do 100 metrów. Wszystkie cztery pary kabla miedzianego są używane do transmisji, jednej pary 250 Mb / s. Zakłada się, że standard zapewni transmisję dupleksu, a dane dla każdej pary będą przesyłane jednocześnie jednocześnie w dwóch kierunkach - podwójny dupleks (Dual Duplex). 1000Base-t. Technicznie wdrażanie transmisji dupleksu 1 GBIT / S VITA Pair UTP CAT.5 okazał się dość trudny, znacznie bardziej skomplikowany niż w standardzie 100Base-TX. Efekt bliskiej i odległej ingerencji przejściowej z trzech sąsiednich skręcony par. Na tej pary w kablu czterodawkowym wymaga rozwoju specjalnej wymiernej transmisji odpornej na hałas i inteligentny węzeł rozpoznawania i odzyskiwanie sygnału w recepcji. Kilka metod kodowania pierwotnie uznano za kandydatów do zatwierdzenia w normę 1000Base-T, w tym: 5-poziomowy kodujący impuls-amplitudę PAM-5; Kwadratura modulacja amplitudy QAM-25 i inne. Poniżej znajdują się na krótko pomysły PAM-5, ostatecznie zatwierdzone jako standard.

Dlaczego 5-poziomowy kodowanie. Wspólne czteropoziomowe procesy kodujące pary przychodzące. W sumie istnieją 4 różne kombinacje - 00, 01, 10, 11. Nadajnik może każdą parę bitów ustawiło poziom napięcia sygnału przenoszonego, co zmniejsza częstotliwość modulacji sygnału czteropoziomowego, 125 MHz zamiast 250 MHz, (Rys.4), a zatem częstotliwość promieniowania. Piąty poziom jest dodawany, aby utworzyć redundancję kodu. W rezultacie możliwe staje się dostosowanie błędów w recepcji. Daje to dodatkową rezerwę 6 dB w stosunku sygnału / szumu.

Rys.4. Schemat 4-poziomowy kodowanie PAM-4

poziom Mac.

Poziom MAC standardu Gigabit Ethernet wykorzystuje ten sam protokół transmisji CSMA / CD, który i jego przodków Ethernet i Fast Ethernet. Główne ograniczenia na maksymalnej długości segmentu (lub domeny ogniwowej) są określane przez ten protokół.

Standard Ethernet IEEE 802.3 przyjął minimalny rozmiar ramki 64 bajt. Jest to wartość minimalnego rozmiaru ramy określa maksymalną dopuszczalną odległość między stacjami (średnica domeny ogniwowej). Czas, w którym stacja przesyła taką ramę - czas kanału jest równy 512 bt lub 51,2 μs. Maksymalna długość sieci Ethernet określa się na podstawie stanu uchwały kolizji, a mianowicie czasu, w którym sygnał jest dostępny do zdalnego węzła i zwraca RDT nie powinien przekraczać 512 bt (z wyłączeniem preambuły).

Podczas przemieszczania się z Ethernet do Fast Ethernet zwiększa się szybkość transferu, a czas transmisji ramy 64 bajty jest odpowiednio zmniejszony - jest równa 512 bt lub 5,12 μs (w szybkim Ethernet 1 bt \u003d 0,01 μs). Aby móc wykryć wszystkie kolizje do końca transferu ramy, jak poprzednio, konieczne jest spełnienie jednego z warunków:

W fast Ethernet ten sam minimalny rozmiar ramki pozostawiono jak w Ethernet. Zachowała się to zgodność, ale doprowadziła do znacznego zmniejszenia średnicy domeny konfliktu.

Ponownie, ze względu na ciągłość, standard GIGABIT Ethernet musi obsługiwać te same minimalne i maksymalne rozmiary ramek, które są akceptowane w Ethernet i Fast Ethernet. Ale ponieważ stawka transferu wzrasta, a następnie czas transmisji pakietu podobnej długości jest odpowiednio zmniejszony. Podczas zapisywania dawnej minimalnej długości ramy, doprowadziłoby to do zmniejszenia średnicy sieci, która nie przekroczyłaby 20 metrów, co może być mało użyteczne. Dlatego podczas opracowywania standardu Gigabit Ethernet zdecydowano o zwiększeniu czasu kanału. W Gigabit Ethernet jest 4096 bt i 8 razy przekracza Ethernet i Fast Ethernet kanału. Aby wspierać kompatybilność z normami Ethernet i szybkimi standardami Ethernet, minimalny rozmiar ramki nie został zwiększony i został dodany do ramki dodatkowe pole, które otrzymało "rozszerzenie nośnika".

rozszerzenie mediów (rozszerzenie przewoźnika)

Symbole w dodatkowym polu zazwyczaj nie prowadzą informacji o serwisie, ale wypełnią kanał i zwiększają "okno konkretne". W rezultacie zderzenie zostanie zarejestrowane przez wszystkie stacje o większej średnicy domeny zderzenia.

Jeśli stacja chce przenieść ramkę krótko (mniej niż 512 bajtów), przed dodaniem transmisji tego pola - przedłużenie nośnika, które uzupełnia ramy do 512 bajtów. Pole suma kontrolna Jest obliczany tylko dla oryginalnej klatki i nie ma zastosowania do pola rozszerzeń. Podczas odbierania ramy pole ekspansji jest odrzucane. Dlatego poziom LLC nie wiedzą nawet o polu rozszerzeń. Jeśli rozmiar ramy jest równy lub przekracza 512 bajtów, nie ma pola rozszerzenia przewoźnika. Fig. 5 przedstawia format ramki Ethernet Gigabit podczas korzystania z rozszerzalności nośnej.

Rys.5. Gigabit rama Ethernet z polem rozszerzeń multimediów.

pęknięcie pakietu (pęknięcie pakietów)

Rozszerzenie mediów jest najbardziej naturalnym rozwiązaniem, który umożliwił utrzymanie zgodności ze standardem Fast Ethernet i tej samej średnicy domeny zderzenia. Ale doprowadziło to do nadmiernego przejścia przepustowości. Do 448 bajtów (512-64) można spodziewać się bezpłatnie podczas przesyłania krótkiej ramki. Na etapie rozwoju standardu Gigabit Ethernet, komunikacja NBASER obejmowała propozycję aktualizacji standardu. Ta aktualizacja, zwana przeciążeniem wsadowym, umożliwia efektywnie korzystanie z pola rozszerzającego. Jeśli stacja / przełącznik ma kilka małych ramek do wysyłania, pierwsza ramka jest uzupełnia pola rozszerzeń multimediów do 512 bajtów i wysłany. Pozostałe ramki są wysyłane po minimalnym przedziale InterCadron 96 bitów, z jednym ważnym wyjątkiem - interwał Intercadron jest wypełniony symbolami rozszerzeń (Rys.6a). W ten sposób środowisko nie zamyka się między działkami krótkich oryginalnych ramek, a żadne inne urządzenie sieciowe nie może spieszyć się do transmisji. Taki ślad ramki może wystąpić aż do całkowitej liczby transmitowanych bajtów przekroczy 1518. Przeciążenie pakietowe zmniejszenia prawdopodobieństwa tworzenia kolizji, ponieważ przeciążona ramka może doświadczyć kolizji tylko na etapie transferu pierwszej oryginalnej ramki, w tym rozszerzenie mediów , co z pewnością zwiększa wydajność sieci, zwłaszcza przy dużych obciążeniach (rys. 6-b).

Rys.6. Przeciążenie wsadowe: a) transmisja personelu; b) zachowanie przepustowości.

Według firmy Telecom Transport

Nie spieszę się zbytnio, aby przetłumaczyć moją sieć domową z prędkością 100 Mb / s na 1 Gbit / s, co jest dla mnie raczej dziwne, ponieważ przesyłam dużą liczbę plików w sieci. Jednakże, kiedy wydam pieniądze na aktualizację komputera lub infrastruktury, wierzę, że należy natychmiast zwiększyć wydajność w aplikacjach i grach, które biegnąłem. Wielu użytkowników uwielbia swee swee z nową kartą wideo, centralnym procesorem i jakiś gadżet. Jednak z jakiegoś powodu sprzęt sieciowy nie przyciąga takiego entuzjazmu. Rzeczywiście, trudno jest inwestować w infrastrukturę sieciową uzyskaną w infrastrukturze sieciowej zamiast następnego prezentu urodzinowego prezentu.

Mam jednak bardzo wysoką jakość wymagań, aw pewnym momencie zdałem sobie sprawę, że infrastruktura 100 Mbps nie wystarczy. Wszystkie moje komputery domowe zainstalowały już zintegrowane adaptery do 1 Gbit / s (na płytach głównych), więc postanowiłem wziąć cennik najbliższej firmy komputerowej i zobaczyć, co muszę przenieść całą infrastrukturę sieciową do 1 Gbit / s.

Nie, domowa sieć Gigabit w ogóle nie jest tak skomplikowana.

Kupiłem i zainstalowałem całe sprzęt. Pamiętam to przed skopiowaniem dużego pliku 100 Mb / s, około półtora minut. Po uaktualnieniu przez 1 Gbit / s, ten sam plik zaczął być kopiowany w 40 sekund. Wydajność zyskuje przyjemnie zadowolona, \u200b\u200bale nadal nie otrzymałem dziesięciokrotnej wyższości, która mogłaby oczekiwać od porównania 100 Mb / s i 1 Gbps przepustowości / ze starymi i nowymi sieciami.

Jaki jest powód?

W sieci Gigabit wszystkie jego części muszą obsługiwać 1 GB / s. Na przykład, jeśli masz karty sieciowe Gigabit i odpowiednie kable, ale koncentrator / przełącznik obsługuje tylko 100 Mb / s, a następnie całą sieć będzie działać 100 Mb / s.

Pierwszym wymogiem jest sterownik sieciowy. Najlepszy ze wszystkich, jeśli każdy komputer w sieci jest wyposażony w adapter sieci Gigabit (indywidualny lub zintegrowany na płycie głównej). Wymóg ten jest zaspokojenia najłatwiejszego sposobu, ponieważ większość producentów matczyny w ostatnich latach integruje kontrolerów sieci Gigabit.

Drugi wymaganie - karta sieciowa musi również obsługiwać 1 Gbit / s. Istnieje powszechne nieporozumienie, że dla sieci Gigabit wymaga kategorii kablowej 5e, ale w rzeczywistości nawet stary kabel CAT 5 obsługuje 1 GB / s. Jednak kable CAT 5E mają lepsze właściwości, więc będą bardziej optymalne rozwiązanie dla sieci Gigabit, zwłaszcza jeśli długość kabli jest przyzwoita. Jednak kable CAT 5E są dziś najtańsze, ponieważ starego standardu CAT 5 jest już przestarzały. Nowy i droższy Cat 6 kabli ma jeszcze lepsze cechy sieci Gigabit. Porównujemy wydajność kabla Cat 5e przeciwko Cat 6 trochę później w naszym artykule.

Trzeci i prawdopodobnie najdroższy komponent w sieci Gigabit jest piast / przełącznik z 1 GB / S-S-S-Switcher. Oczywiście lepiej jest użyć przełącznika (ewentualnie w parę z routerem), ponieważ koncentrator lub koncentrator nie jest najbardziej inteligentnym urządzeniem, wystarczy nadawać wszystkie dane sieciowe na wszystkich dostępnych portach, co prowadzi do wyglądu dużej Liczba kolizji i spowalnia wydajność sieci. Jeśli potrzebujesz wysokiej wydajności, bez przełącznika Gigabit nie może zrobić, ponieważ przekierowuje dane sieciowe tylko na żądanym porcie, co skutecznie zwiększa szybkość sieci oprogramowania z wyrównaniem z koncentratora. Router zwykle zawiera wbudowany przełącznik (z wieloma portami LAN), a także umożliwia podłączenie sieciowej sieci do Internetu. Większość użytkowników domowych rozumie korzyści z routera, więc router Gigabit jest dość atrakcyjną opcją.

ZAWARTOŚĆ

Wprowadzenie

Sieć oparta na 10/100 Mbps Ethernet będzie więcej niż wystarczająca do wykonywania wszelkich zadań w małych sieciach. Ale co z przyszłością? Czy myślałeś o strumieniach filmu, który przejdzie przez sieć swojego domu? Czy 10/100 Ethernet radzi sobie z nimi?

W naszym pierwszym artykule poświęconym Gigabit Ethernetowi zapoznamy się z nim i określimy, czy cię potrzebuje. Spróbujemy również dowiedzieć się, co będziesz musiał stworzyć sieć "gotowości do gigabit" i wydać krótka wycieczka W sprzęcie Gigabit dla małych sieci.

Co to jest Gigabit Ethernet?

Gigabit Ethernet jest również znany jako "Gigabit miedzi" lub 1000baset.. Jest to zwykła wersja Ethernet działająca z prędkościami 1.000 megabit. na sekundę, dziesięć razy szybciej niż 100Baset.

Podstawą Gigabit Ethernet jest standardem IEEE 802.3Z. który został zatwierdzony w 1998 roku. Jednak w czerwcu 1999 r. Opublikowano dodatek - standardowy Gigabit Ethernet na miedzianej skręconej parze 1000baset.. To był ten standard, że Gigabit Ethernet z serwerów i głównych kanałów, zapewniających jego zastosowanie w tych samych warunkach, co Ethernet 10/100.

Przed pojawieniem się 1000baset dla Gigabit Ethernet, konieczne było użycie światłowodowych lub ekranowanych kabli miedzianych, które trudno nazwać wygodne do układania zwykłych sieci lokalnych. Kable te (1000basex, 1000baselx i 1000Basecx) są używane już dziś w specjalnych zastosowaniach, więc nie będziemy ich rozważyć.

Grupa Gigabit Ethernet 802.3Z doskonale radziła sobie z jego pracą - wydała uniwersalny standard, dziesięć razy wyższy niż prędkość 100baset. 1000baset jest również. powrót kompatybilny Z 10/100 wyposażonymi, używa CAT-5. Kabel (lub wyższa kategoria). Nawiasem mówiąc, dziś typowa sieć jest zbudowana na podstawie kabla piątej kategorii.

Czy nas potrzebujemy?

W pierwszej literaturze na Gigabit Ethernet jako stosowanie nowego standardu, rynek korporacyjny został wskazany, a najczęściej - połączenie magazynowania danych. Jako Ethernet Gigabit zapewnia dziesięć razy większy kanał niż zwykły 100Baset, naturalne zastosowanie standardu jest połączenie obszarów wymagających wysokiej przepustowości. Jest to połączenie między serwerami, przełącznikami i węzłami bagażnikami. Jest tam, że Ethernet Gigabit jest potrzebny, potrzebny i użyteczny.

Ponieważ cena sprzętu gigabitowego zmniejsza się zakres 1000baset rozszerzony do "doświadczonych użytkowników" i grup roboczych przy użyciu "wymagającego do przepustowości aplikacji".

Ponieważ wymagania dotyczące transferu danych z większości małych sieci są bardziej niż skromne, jest mało prawdopodobne, że kiedykolwiek będą potrzebowali przepustowości sieci 1000baset. Rozważmy niektóre typowe obszary zastosowania małych sieci i oszacować ich potrzebę Gigabit Ethernet.

Czy nas potrzebuje kontynuowany

• Przeniesienie dużych plików w sieci

  Taka aplikacja jest raczej charakterystyczna, a raczej dla małych biur, zwłaszcza w firmach zajmujących się projektowaniem graficznym, architekturą lub inną działalnością związaną z przetwarzaniem plików w dziesiątkach stu megabajtów. Możesz łatwo obliczyć, że plik 100 megabajtowy zostanie przeniesiony do sieci 100Baset w zaledwie osiem sekund [(100 MB 8bit / bajty) / 100 Mbps]. W rzeczywistości wiele czynników pogorszył szybkość transferu, więc twój plik zostanie przeniesiony nieco dłużej. Niektóre z tych czynników są związane system operacyjny, uruchamianie aplikacji, Ilość pamięci na komputerach, prędkości procesora i wieku. (Wiek systemu wpływa na szybkość opon na płycie głównej).

  Innym ważnym czynnikiem jest szybkość sprzętu sieciowego, a przejście do sprzętu gigabitowego pozwala wyeliminować potencjalny gardło i przyspieszyć transmisję dużych ilości plików. Wielu potwierdzi, że otrzymanie prędkości jest wyższy niż 50 Mb / s na 100Baset Sieć - sprawa nie jest trywialna. Gigabit Ethernet będzie w stanie zapewnić przepustowość powyżej 100 Mb / s.

• Rezerwacje urządzeń sieciowych.

  Możesz rozważyć ten przypadek jako wariant "dużych plików". Jeśli twoja sieć jest skonfigurowana do zarezerwowania wszystkich komputerów na jeden serwer plików, Ethernet GIGABIT pozwoli Ci przyspieszyć ten proces. Istnieje jednak także kamień podwodny - zwiększenie "rury" transmisji do serwera może nie prowadzić do pozytywnego efektu, jeśli serwer nie ma czasu na przetwarzanie strumienia danych przychodzących (dotyczy również mediów informacji o kopii zapasowych ).

  Aby zdobyć korzyści z szybkiej sieci, powinieneś wyposażyć serwer z dużą ilością pamięci i rezerwacji hDD., nie taśma ani cdrom. Jak widać, przejście do Gigabit Ethernet powinno być dokładnie przygotowane.

• Aplikacje klient-serwerowe

  Zakres ten jest ponownie bardziej charakterystyczny dla małych sieci biznesowych niż do sieci domowych. Duża ilość danych może być przesyłana między klientem a serwerem w takich zastosowaniach. Były podejście: Musisz przeanalizować ilość przesyłanych danych sieciowych, aby dowiedzieć się, czy aplikacja będzie w stanie zwiększyć przepustowość sieci i czy dane te wystarczy, aby załadować Gigabit Ethernet.

W prawdzie uważamy, że większość "budowniczych" sieci domowych jest mało prawdopodobne, aby znaleźć wystarczającą liczbę podstaw do zakupu sprzętu Gigabitów. W małych sieciach biznesowych przejście do Gigabit może pomóc, ale najpierw zalecamy analizę liczby przesyłanych danych. Dzięki nowoczesnym stanie wszystko jest jasne. Ale co robić, jeśli chcesz wziąć pod uwagę możliwość przyszłych ulepszeń. Co musisz zrobić dzisiaj, aby być gotowi na nią? W następnej części naszego artykułu rozważymy zmiany, które należy przeprowadzić z najdroższe, najczęściej czasochłonne czasochłonne, część sieci - kabel.

Kabel do Gigabit Ethernet

Jak już wspomniano we wstępie, jednym z kluczowych wymagań normy 1000baset jest stosowanie kabla kategorii 5 (CAT 5) lub wyższego. To jest Gigabit Ethernet może pracować nad istniejącą strukturą kabla 5 kategorii. Zgadzam się, ta możliwość jest bardzo wygodna. Z reguły wszystkie nowoczesne sieci korzystają z piątego kabla kategorii, chyba że sieć została ustalona w 1996 roku lub wcześniej (standard został zatwierdzony w 1995 r.). Jednak tutaj istnieje Kilka pułapek.

• Wymagane cztery pary.

  Jak widać ten artykuł , 1000baset wykorzystuje wszystkie cztery pary kabli kategorii 5 (lub wyższego), aby utworzyć cztery 250 Mb / s. (Stosuje się również inny schemat kodowania - pięciopoziomowa modulacja impulsu amplitudy - pozostanie w zakresie częstotliwości 100 MHz CAT5). W rezultacie możemy użyć istniejącej struktury kabla CAT 5 dla Gigabit Ethernet.

  Od 10 / 100Baset używa tylko dwóch par 5 pary czterech, niektórzy ludzie nie łączą dodatkowych par podczas układania ich sieci. Pary były używane, na przykład, dla telefonu lub do mocy do Ethernet (PoE). Na szczęście karty sieciowe Gigabit i przełączniki mają wystarczającą inteligencję, aby wrócić do standardu 100Baset, jeśli wszystkie cztery pary nie są dostępne. Dlatego sieć w każdym przypadku będzie współpracować z przełącznikami Gigabit i kartami sieciowymi, ale nie otrzymasz dużej prędkości za płatne pieniądze.

• Nie używaj tanich złączy

  Kolejnym problemem sieci amatorskich jest złe zaciskane i tanie gniazda ścienne. Prowadzą do niespójności impedancji, co skutkuje odwrotnymi stratami i ze względu na zmniejszenie przepustowości. Oczywiście możesz spróbować szukać powodu "na czole", ale nadal lepiej otrzymasz tester sieciowy, który może wykryć odwrotne straty i zakłócenia krzyżowe. Lub po prostu zaakceptuj niską prędkość.

• Ograniczenia kredytowe i topologia

  1000baset jest ograniczony do tej samej maksymalnej długości segmentu, co 10 / 100Baset. Zatem maksymalna średnica sieci wynosi 200 metrów (z jednego komputera na inny przez jeden przełącznik). Jeśli chodzi o topologię 1000baset, te same zasady działają tutaj jako dla 100Baset, z wyjątkiem dopuszczalności tylko jednego repeater do segmentu sieciowego (lub, aby być bardziej dokładnym, jedną "domeną półdupleksową"). Ale ponieważ Gigabit Ethernet nie obsługuje sprzętu pół-dupleksu, możesz zapomnieć o ostatnim wymogu. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli sieć doskonale wyczuła idealnie pod 100Baset, nie powinieneś mieć problemów podczas przenoszenia do gigabitów.

Kabel do Gigabit Ethernet, kontynuacja

Do układania nowych sieci najlepsze użycie kabla Kot 5e.. I chociaż kot 5 i kot 5e oba pomij częstotliwość 100 MHz, Kabel CAT5E jest wykonany dodatkowe parametryWażne dla lepszej transmisji sygnałów o wysokiej częstotliwości.

Przeglądaj następujące dokumenty do Belden, aby dowiedzieć się więcej o specyfikacjach kabli CAT 5E (w języku angielskim):

I chociaż nowoczesny kabel CAT 5 będzie działać idealnie z 1000baset, lepiej wybierz Cat 5e, jeśli chcesz zagwarantować wysoką przepustowość. Jeśli jesteś ogrzewany, policz koszt CAT 5 i Katalog Cat 5e i działaj zgodnie ze środkami.

Jedyna rzecz, której powinieneś unikać - kupić zalecenia Kot 6. Kabel do Gigabit Ethernet. Kot 6 był dodano do standardowej TIA-568 w czerwcu 2002 roku i tęskni za częstotliwościami 200 MHz.. Sprzedawcy z pewnością przekonują Cię do zakupu precyzyjnie drogiej szóstej kategorii, ale będziesz potrzebował go tylko wtedy, gdy planujesz zbudować sieć 10 GB / s Ethernet na okablowaniu miedzianym, który jest obecnie trudny. Co z kablem Cat 7? Zapomnij o nim!

Jeśli masz dobrą kwotę, lepiej wydać specjalista ds. Siecikto posiada wystarczające doświadczenie w układanie sieci Gigabit. Specjalista będzie mógł kompetentnie utorować kable lub sprawdzić istniejącą sieć do pracy z Gigabit Ethernet. Podczas instalacji kabla CAT 6, zalecamy kontakt z profesjonalistami, ponieważ kabel przewiduje promień zakrętów i specjalne złącza wysokiej jakości.

Sprzęt Gigabit.

W jakiś sposób pytanie brzmi: "Gigabit czy nie" może być przedmiotem roku sporów lub kilka lat temu. Jeśli spojrzysz z punktu widzenia Kupującego Soho, przejście od 10 do 10/100 Mbit / s już się wydarzyło. Nowe komputery są wyposażone w 10/100 portów Ethernet, Routery już korzystają z wbudowanych przełączników 10/100, a nie piasty 10baset. Jednak taka zmiana nie jest konsekwencją wymagań i życzeń domowych "sieci". Są zadowoleni z istniejącego sprzętu.

W przypadku tych zmian powinniśmy podziękować użytkownikom korporacyjnym, którzy kupują dzisiaj w masowych ilościach tylko 10/100, co pozwala na to ceny. Gdy tylko producenci sprzętu konsumenckiego stwierdzili, że jest używany do używania 10baset chips w porównaniu z opcjami 10/100 droższe, nie myślli przez długi czas.

Tak więc wczorajsza architektura oparta na piasty 10baset niezauważalnie przekazywana do nowoczesnych sieci ładunkowej 10/100. Dokładnie te same przejście przetestujemy od 10/100 do 10/100/1000 Mbit / s. I choć do punktu zwrotnego pozostawił kolejny rok lub dwa, przejście już zacząłem A ceny stale spadają.

Wystarczy kupić kartę sieciową Gigabit i przełącznik Gigabit. Rozważmy je trochę więcej.

• Karty sieciowe.

  Markowe 32-bitowe karty sieciowe PCI 10/100 / 1000baset, takie jak Intel Pro1000 Mt, Netgear GA302T i SMC SMC9552TX stoją w Internecie od 40 do 70 $. Produkty producentów drugiego Echelonu są tańsze o około 5 USD. I chociaż karty sieciowe Gigabit są około dwa i pół razy droższe niż średnie karty 10/100, jest mało prawdopodobne, aby twój portfel będzie ogólnie zauważyć dowolną różnicę, jeśli tylko nie kupisz ich ze stronami hurtowymi.

  Możesz znaleźć karty sieciowe, które obsługują nie tylko 32-bitowe autobusy PCI, ale także 64-bitowe, jednak są one droższe. Nie zobaczysz, czy adaptery CardBus do laptopów. Z jakiegoś powodu producenci uważają, że laptopy nie są potrzebne laptopy.

• Swittery

  Ale cena przełączników 10/100/1000 tworzy dziesięć razy, aby pomyśleć o wykonalności przejścia do Gigabit Ethernet. Dobra wiadomość: Dziś pojawiły się już przezroczyste przełączniki Gigabit, które są znacznie tańsze niż ich zarządzane kolegiami dla rynku korporacyjnego.

  Simple Four-Port 10/100/1000 Switch NetGear GS104 można kupić w mniej niż 225 USD. Jeśli zatrzymasz wybór na mniej znanych typach Trendnet TEG-S40TXE, a następnie zmniejszyć koszt do 150 USD. Kilka czterech portów - proszę. Osiem-portowa wersja NetGear GS108 kosztuje cię około 450 $, a Trendnet TEG-S80TXD wynosi około 280 USD.

  Biorąc pod uwagę, że przełącznik pięciorapowy 10/100 kosztuje tylko 20 $, ceny Gigabit wydaje się zbyt wysokie dla kogoś. Ale pamiętaj: bardziej ostatnio można kupić tylko zarządzane przełączniki Gigabit o wartości 100 $ + za port. Ceny idą we właściwym kierunku!

Czy musisz zmienić komputery?

Otworzymy małą sekret Gigabit Ethernet: pod Win98 lub 98Sa najprawdopodobniej nie otrzymasz żadnej korzyści z prędkości Gigabit. I chociaż przy pomocy edycji rejestru można spróbować poprawić przepustowość, nadal nie otrzymujesz znacznego wzrostu wydajności w porównaniu z aktualnym sprzętem 10/100.

Problem polega na TCP / IP Stack Win98, który nie został zaprojektowany z szybkich sieci. Stack ma nawet problemy z użyciem 100baset. Sieci, a następnie mówić o połączeniu Gigabit! Wrócimy do tego problemu w drugim artykule, ale do tej pory powinieneś rozważyć tylko Win2000. i Winxp. Pracować z Gigabit Ethernet.

Ostatnie zdanie my nie Oznaczamy, że tylko karty sieciowe systemu Windows 2000 i XP wspiera karty sieciowe Gigabit. Po prostu nie sprawdzaliśmy wydajności w innych systemach operacyjnych, więc powstrzymaj się, proszę, od kącikowych uwag!

Jeśli jesteś zainteresowany, będziesz musiał wyrzucić stary dobry komputer i kupisz nowy, aby korzystać z Gigabit Ethernet, a następnie nasza odpowiedź jest "możliwa". Sądząc po naszym praktycznym doświadczeniu, jeden Hertz "Nowoczesni" procesory są równe jednemu bitowi na drugą przepustowość sieci. Jeden z producentów sprzętu sieciowego Gigabit zgodził się z nami: dowolna maszyna do częstotliwości zegara 700 MHz. Lub poniżej nie będzie w stanie w pełni korzystać z przepustowości Gigabit Ethernet. Więc nawet z prawidłowym systemem operacyjnym ze starymi komputerami Gigabit Ethernet - jest jak martwa Kap. Wkrótce zobaczysz prędkości 100-500 Mbps.