Standard Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet стандарти

Въпросът на "Gigabit Ethernet - Ethernet е или не?" не се използва, и, въпреки че Gigabit Ethernet алианс отговаря утвърдително на основание, че тази технология използва същия формат рамка, по същия метод за достъп CSMA / CD носител за пренос, същите механизми за контрол на потока и същите контролни обекти, всички на Gigabit Ethernet от Fast Ethernet се различава повече от Fast Ethernet чрез Ethernet. (Също така, например, Hewlett-Packard вярва, че той има повече общо с 100 VG-AnyLAN, отколкото Fast Ethernet.) По-специално, ако Ethernet се характеризира с голямо разнообразие от медии поддържа предаване, породило се говори за това, което той може да работи дори и на бодливата тел, кабели с оптични влакна Gigabit Ethernet са се превърнали в доминираща предаване среда (това е, разбира се, не е единствената разлика, но останалата част от нас да погледнем по-виж по-долу). В допълнение, Gigabit Ethernet представлява много по-трудно, технически проблеми и прави много по-високи изисквания към качеството на електрическата инсталация. С други думи, това е много по-малко гъвкав от предшествениците си.

СТАНДАРТИ Gigabit Ethernet

Основните усилия на IEEE 802.3z работна група, насочени към определяне на физическите стандарти за Gigabit Ethernet. Като основа, тя взе стандартната ANSI X3T11 на Fibre Channel, по-точно, неговото два по-ниски под: FC-0 (интерфейс и преносна среда) и FC-1 (кодиране и декодиране). В зависимост от спецификацията физическа среда определя в момента на Fibre Channel 1062 скорост gigabod на секунда. Най-Gigabit Ethernet е увеличена до 1.25 gigabod на секунда. Като се има предвид схемата за кодиране 8B / 10B получаваме данни със скорост 1 Gb / сек.

Gigabit Ethernet спецификация първоначално включени три преносна среда: един режим и многомодовото оптично влакно с лазери дълга дължина на вълната 1000BaseLX за дълги линии за сгради и комплекси, многомодовото оптично влакно с лазери къса дължина на вълната 1000BaseSX за евтини къси линии, симетричен екраниран кратко 150 ома мед 1000BaseCX кабел за взаимно свързване оборудване в хардуер и сървър.

Таблица 1 - СТАНДАРТИ И ПРИЛОЖЕНИЯ

Физически слой интерфейс

Всичките четири стандарти са различни обхваща разстояние и предназначение (вж. Таблица. 1).

диференциално забавяне

диференциално забавяне ефект е, че светлината, излъчвана от един лазерен импулс възбужда множество режими в многомодовото влакно. Тези начини на разпространение на светлината, или път, могат да имат различна дължина и различно забавяне. В резултат на това разпространение заедно фибри индивидуален импулс може дори да се раздели на няколко импулси, докато последователни импулси могат да бъдат насложени един върху друг, така че първоначалните данни не могат да бъдат възстановени.

Такава десинхронизация (трептене) се среща все още доста често, така 802.3z Task Force и отложи приемането на стандарта. Предложеното решение се състои в това, че източника на сигнал светлина е предварително оформена по специален начин, а именно светлина от лазер е равномерно разпределена от диаметъра на влакна, в резултат на това вече не прилича на светлината от светодиод. Целта на тази процедура е по-равномерно разпределение на сигнала енергия между всички видове транспорт.

Разширена база

Един от ключовите въпроси за Gigabit Ethernet - е максималният размер на мрежата. При преминаване от Ethernet към Fast Ethernet поддържа минимален размер рамка е довело до намаляване на диаметъра на мрежата от 2 км до 10baseT до 200 м за 100BaseT. Въпреки това, прехвърлянето на непроменени всички Ethernet отличителни елементи - минималния размер на рамката, сблъсък откриване на време (или отрязък от време - времето слот) и CSMA / CD - за Gigabit Ethernet се превърна диаметър намаляване мрежа от 20 m Очевидно е, че в този случай на гарите на споделени. мрежата би била буквално "изкъсо", така 802.3z работна комисия предлага да се увеличи по време на сблъсък откриване, за да се запази старата диаметър на мрежата от 200 м. Такава предефиниране на МАС, необходима за Gigabit Ethernet, различно разстояние 200 m станция не може да открие на конфликта, когато двете се предава едновременно рамка е с дължина 64 байта.

Предложеното решение е наречен на превозвача разширение (удължаване носител). Същността му е, както следва. Ако мрежов адаптер или порт Gigabit Ethernet предава дължина рамка на по-малко от 512 байта, а след това го изпраща бита на разширяване, последвани от превозвач, Е. Придобиване повишаване на времето на конфликтни т.е... Ако по време на предаването на рамката и да удължи сблъсък за заключване подател носител, той реагира по обичайния начин: каша храни сигнал (конфитюр сигнал) и използва механизъм за намаление на цените (отдръпне алгоритъм).

Очевидно е обаче, че ако всички станции (възли) предаване на кадъра на минимална дължина (64 байта), действителното подобряване ефективността ще е само 12.5% ​​(125 Mbit / и вместо 100 Mbit / сек). Избрахме най-лошия вариант, но дори и като се вземе предвид факта, че средната дължина на рамката е, на практика, 200-500 байта, капацитет ще се увеличи само до 300-400 Mb / сек. Разбира се, прекалено често и това увеличение е достатъчно, но все пак това решение е много по-ефективна.

С цел да се подобри ефективността на предложената Gigabit Ethernet комисия метод за предаване на пакети рамки (за съжаление, терминът "пакет предаването" обикновено се превеждат на български език английски концепция за "спукване" може да доведе до объркване, тъй като то е свързано с прехвърлянето на поредица от кадри в един ред, а не трето ниво на протоколни информационни блокове (пакет)). В съответствие с този метод кратки кадри се натрупват и да се прехвърлят заедно. предавателна станция запълва интервала рамка между бита разширение носител, така че другите станции, ще се въздържат от предаване, докато не се освободи линията.

AMD проведе симулация показва, че полу-дуплекс топология сблъсъци Gigabit Ethernet мрежа постига пропускателна способност от 720 Mbit / сек при пълна натоварването на мрежата (вж. Фигура 1). Въпреки това, тези трикове (разширение носители и рамка спукването) показват, че метод за достъп CSMA / CD среда, в сегашния си вид е на практика се изчерпа.

Frame избухване позволява Gigabit Ethernet трафик по-ефективно дори в случай на къси изстрела.

Разбира се, са необходими такива нововъведения само за половин дуплекс режим, като за пълен дуплекс CSMA / CD не е необходимо. Наистина, в пълен дуплекс режим, данните се предават и получават по различни пътища, за да чакат завършването на рецепцията, за да започне предаване не се изисква. По този начин, в пълен дуплекс топология без конфликти недвижими честотна лента може да превишава определения праг за 72-процента, и се доближава до теоретичния максимум от 2 Gbit / сек.

БУФЕРНА РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ

Един от начините да се получи около ограниченията, свързани с разширяването на превозвача, е използването на така наречените дистрибутори буфер. Този нов клас устройства (понякога наричан също пълен дуплекс ретранслатори) е по средата между усилвателя и ключа.

Всички пристанища са Gigabit буфер дистрибутор работи в пълен дуплекс режим и да използват механизми за контрол на потока, посочени IEEE 802.3x стандарт. Като редовен ретранслатор Ethernet, той предава на входящия рамката за всички свои пристанища; като Ethernet превключва в състояние да правите снимки на няколко пристанища едновременно, получените рамки са поставени в буферите. При пълнене на буфер разпределител използва поток контролни механизми за информиране на предавателната възлова точка на необходимостта да се преустанови предаването. Този подход ни позволява да достигне близо до номиналната мощност на споделеното Gigabit Ethernet сегмент.

Механизми за контрол на потока

тече механизми за контрол, определени от 802.3x стандарт, а по принцип тяхното използване не е задължително. Същността на следното. Ако приемната станция (възел) в единия край на пряка връзка е претоварена, той изпраща предавателна станция, така наречената "предаване рамка пауза" (пауза кадър) с искане да се откаже от рамката за определен период от време. В резултат на това предавателната станция спира предаване за посочения период от време. Въпреки това, получаващата станция може да изпраща кадър с нулева латентност, така че подателят е възобновено предаване.

Основни приложения

Очевидно е, че оригиналната Gigabit Ethernet ще бъдат използвани за увеличаване на капацитета на канала между ключове и връзки между ключове и сървъри (вж. Фигура 2), което се доказва от факта, че сред първите продукти за Gigabit Ethernet е точно Gigabit модули за ключове и мрежа сървърни платки.

Фигура 2.
Първо Gigabit Ethernet ще бъде използвана за свързване на ключове и връзката със сървъра.

Свържете Fast Ethernet комутатори за Gigabit Ethernet може драстично да се повиши вашата локална мрежа опорна трафик и подкрепа в резултат на увеличаване на броя и на двете, аз се прехвърлих и сподели Fast Ethernet сегменти. Инсталиране на мрежа адаптер Gigabit Ethernet на сървъра ви позволява да се разшири канала до сървъра, и по този начин повишаване на производителността на потребителите мощни работни станции.

Сред другите потенциални приложения - надграждане Fast Ethernet LAN гръбнак и териториално магистрала FDDI. В последния случай, например, всичко, което трябва да се направи - е да се създаде нов интерфейс модули в маршрутизатори, комутатори, концентратори, или (в зависимост от това как организирана мрежа FDDI), и няма нужда да се промени самия окабеляване. Накрая, работни станции висока производителност могат да бъдат свързани към главината (ако има такива), буферни клапани и ключове.

И не е пределът

Само преди три години, при Fast Ethernet просто спечели място под слънцето, и сега имаме подобен, но с един порядък по-бързи технологии. И това не е пределът. Фразата "на Ethernet Terabit" днес все по-често се намери на страниците на пресата. Въпреки това, метод за достъп CSMA / CD вече, както изглежда, е управлява своя курс, и доколкото знаем, нито един производител не предлага до Gigabit Ethernet ретранслатори. Ако Terabit Ethernet, и ще бъде, той ще бъде още по-малко като неговите предци от Gigabit Ethernet.