Gigabit Ethernet PCI Express -verkkosovitin. Gigabit Ethernet suojattu kierretty pariverkko

Nyt puhutaan paljon siitä, että paikallisverkkojen loppukäyttäjiä kytkettäessä on aika siirtyä massiivisesti gigabitin nopeuksiin, ja taas herää kysymys "kuitu työpaikalle" -ratkaisujen oikeutuksesta ja edistyksellisuudesta. kuitua kotiin" jne. Tältä osin tämä artikkeli, joka kuvaa standardeja ei vain kuparin, vaan pääasiassa kuituoptisten GigE-liitäntöjen osalta, on varsin sopiva ja ajankohtainen.

Gigabit Ethernet -arkkitehtuuri

Kuvassa 1 näkyy Gigabit Ethernet -kerrosrakenne. Kuten Fast Ethernet -standardissa, Gigabit Ethernetissä ei ole yleistä signaalin koodausjärjestelmää, joka olisi ihanteellinen kaikille fyysisille liitäntöille - joten toisaalta 8B/10B-koodausta käytetään 1000Base-LX/SX/CX-standardeissa, ja toisaalta Toisaalta 1000Base-T-standardi käyttää erityistä laajennettua rivikoodia TX/T2. Koodaustoiminnon suorittaa PCS-koodausalikerros, joka sijaitsee mediasta riippumattoman GMII-rajapinnan alapuolella.

Riisi. 1. Gigabit Ethernet -standardin kerrosrakenne, GII-liitäntä ja Gigabit Ethernet -lähetin-vastaanotin

GMII käyttöliittymä. GMII (Gigabit Media Independent Interface) tarjoaa vuorovaikutuksen MAC-kerroksen ja fyysisen kerroksen välillä. GMII-liitäntä on MII-liitännän laajennus ja se voi tukea 10, 100 ja 1000 Mbps nopeuksia. Siinä on erilliset 8-bittinen vastaanotin ja lähetin, ja se voi tukea sekä half-duplex- että full-duplex-tiloja. Lisäksi GMII-liitäntä kuljettaa yhtä synkronoinnin tarjoavaa signaalia (kellosignaali) ja kaksi linjan tilasignaalia - ensimmäinen (ON-tilassa) osoittaa kantoaallon läsnäolon ja toinen (ON-tilassa) ilmaisee törmäyksiä - ja useita muita signaalikanavia ja ruokaa. Fyysisen kerroksen kattava lähetin-vastaanotinmoduuli, joka tarjoaa yhden fyysisistä mediariippuvaisista liitännöistä, voi kytkeytyä esimerkiksi Gigabit Ethernet -kytkimeen GMII-liitännän kautta.

PCS:n fyysinen koodausalikerros. 1000Base-X-ryhmäliitäntöjä kytkettäessä PCS-alikerros käyttää 8B10B-lohkoredundanssikoodausta, joka on lainattu ANSI X3T11 Fibre Channel -standardista. Kuten käsitellyssä FDDI-standardissa, vain monimutkaisempaan kooditaulukkoon perustuen, jokainen 8 etäsolmuun lähetettäväksi tarkoitettu tulobitti muunnetaan 10-bittisiksi symboleiksi (koodiryhmiksi). Lisäksi tulostettava sarjavirta sisältää erityisiä 10-bittisiä ohjausmerkkejä. Esimerkki ohjausmerkeistä ovat ne, joita käytetään medialaajennuksessa (Gigabit Ethernet -kehyksen täyttö 512 tavun vähimmäiskokoon). Kun liitetään 1000Base-T-liitäntä, PCS-alikerros suorittaa erityistä kohinaa kestävää koodausta varmistaakseen tiedonsiirron UTP Cat.5 -kierretyn parikaapelin kautta jopa 100 metrin etäisyydeltä - Level One Communicationsin kehittämä TX/T2-linjakoodi.

Tämä alikerros tuottaa kaksi linjan tilasignaalia, kantoaallon läsnäolosignaalin ja törmäyksen poissaolon signaalin.

PMA- ja PMD-alatasot. Gigabit Ethernet -fyysinen kerros käyttää useita rajapintoja, mukaan lukien perinteinen luokan 5 kierretty parikaapeli sekä monimuoto- ja yksimuotokuitu. PMA-alikerros muuntaa rinnakkaisen merkkivirran PCS:stä sarjavirraksi ja suorittaa myös PMD:ltä tulevan sarjavirran käänteisen muuntamisen (rinnakkaisen). PMD-alikerros määrittää fyysisten signaalien optiset/sähköiset ominaisuudet eri medioille. Yhteensä määritellään 4 erityyppistä ympäristön fyysistä rajapintaa, jotka näkyvät standardien 802.3z (1000Base-X) ja 802.3ab (1000Base-T) määrittelyssä (kuva 2).

Riisi. 2. Gigabit Ethernet fyysiset liitännät

1000Base-X-liitäntä

1000Base-X-liitäntä perustuu Fibre Channel -fyysisen kerroksen standardiin. Fibre Channel on tekniikka työasemien, supertietokoneiden, tallennuslaitteiden ja oheissolmujen yhdistämiseen. Kuitukanavalla on 4-kerroksinen arkkitehtuuri. Kaksi alempaa kerrosta FC-0 (rajapinnat ja media) ja FC-1 (koodaus/dekoodaus) on siirretty Gigabit Ethernetiin. Koska Fibre Channel on hyväksytty tekniikka, tämä portointi lyhensi huomattavasti alkuperäisen Gigabit Ethernet -standardin kehitysaikaa.

8B/10B-lohkokoodi on samanlainen kuin FDDI-standardissa hyväksytty 4B/5B-koodi. 4B/5B-koodi kuitenkin hylättiin kuitukanavassa, koska koodi ei tarjoa DC-tasapainoa. Tasapainon puute voi mahdollisesti johtaa datasta riippuvaiseen laserdiodien kuumenemiseen, koska lähetin voi lähettää enemmän "1" (emission) bittejä kuin "0" (ei säteilyä) bittejä, mikä voi aiheuttaa lisävirheitä suurilla lähetysnopeuksilla.

1000Base-X on jaettu kolmeen fyysiseen rajapintaan, joiden pääominaisuudet on esitetty alla:

1000Base-SX-liitäntä määrittelee laserit, joiden säteilypituus on hyväksyttävä alueella 770-860 nm, lähettimen säteilyteho vaihtelee -10 - 0 dBm ja ON/OFF-suhde (signaali / ei signaalia) on vähintään 9 dB. Vastaanottimen herkkyys -17 dBm, vastaanottimen kylläisyys 0 dBm;

1000Base-LX-liitäntä määrittää laserit, joiden hyväksyttävä säteilypituus on alueella 1270-1355 nm, lähettimen säteilyteho välillä -13,5 - -3 dBm ja ON/OFF-suhde (signaali on / ei signaalia) on vähintään 9 dB. Vastaanottimen herkkyys -19 dBm, vastaanottimen kylläisyys -3 dBm;

1000Base-CX suojattu kierretty parikaapeli (STP "twinax") lyhyillä etäisyyksillä.

Viitteeksi taulukossa 1 on esitetty Hewlett Packardin valmistamien optisten lähetin-vastaanotinmoduulien pääominaisuudet standardiliitännöille 1000Base-SX (malli HFBR-5305, =850 nm) ja 1000Base-LX (malli HFCT-5305, =1300 nm).

Taulukko 1. Gigabit Ethernet optisten lähetin-vastaanottimien tekniset ominaisuudet

1000Base-X-standardien tuetut etäisyydet on esitetty taulukossa 2.

Taulukko 2. Gigabit Ethernet -optisten lähetin-vastaanottimien tekniset ominaisuudet

8B/10B-koodauksella optisen linjan bittinopeus on 1250 bps. Tämä tarkoittaa, että kaapelin sallitun pituuden kaistanleveyden tulee ylittää 625 MHz. Pöydältä Kuva 2 osoittaa, että tämä kriteeri täyttyy riveillä 2-6. Gigabit Ethernetin suuren siirtonopeuden vuoksi sinun tulee olla varovainen rakentaessasi pitkiä segmenttejä. Tietenkin yksimuotokuitu on etusijalla. Tässä tapauksessa optisten lähetin-vastaanottimien ominaisuudet voivat olla huomattavasti korkeammat. Esimerkiksi NBase tuottaa kytkimiä, joissa on Gigabit Ethernet -portit, jotka tarjoavat jopa 40 km:n etäisyyden yksimuotokuidun yli ilman releitä (käyttäen kapeaspektrisiä DFB-lasereita, jotka toimivat 1550 nm:n aallonpituudella).

Monimuotokuidun käytön ominaisuudet

Maailmassa on valtava määrä monimuotokuituoptiseen kaapeliin perustuvia yritysverkkoja, joissa on 62,5/125 ja 50/125 kuituja. Siksi on luonnollista, että jo Gigabit Ethernet -standardin muodostusvaiheessa nousi tehtävä sopeuttaa tämä tekniikka käytettäväksi olemassa olevissa monimuotokaapelijärjestelmissä. 1000Base-SX- ja 1000Base-LX-spesifikaatioiden kehittämisen aikana havaittiin yksi erittäin mielenkiintoinen poikkeama, joka liittyy laserlähettimien käyttöön monimuotokuidun yhteydessä.

Monimuotokuitu on suunniteltu käytettäväksi valodiodien kanssa (emissiospektri 30-50 ns). Tällaisten LEDien epäkoherentti säteily tulee kuituun valoa kuljettavan ytimen koko alueelle. Tämän seurauksena kuidussa innostuu valtava määrä moodiryhmiä. Etenevä signaali soveltuu hyvin kuvattavaksi intermoodihajonnan suhteen. Tällaisten LEDien käytön tehokkuus lähettimenä Gigabit Ethernet -standardissa on alhainen johtuen erittäin korkeasta modulaatiotaajuudesta - optisen linjan bittinopeus on 1250 Mbaud ja yhden pulssin kesto on 0,8 ns. Suurin nopeus, kun LEDejä käytetään edelleen signaalin lähettämiseen monimuotokuidun kautta, on 622,08 Mbit/s (STM-4, kun otetaan huomioon 8B/10B-koodin redundanssi, optisen linjan bittinopeus on 777,6 Mbaud) . Siksi Gigabit Ethernetistä tuli ensimmäinen standardi, joka säätelee optisten laserlähettimien käyttöä monimuotokuitujen yhteydessä. Laserin kuituun tulevan säteilyn pinta-ala on paljon pienempi kuin monimuotokuidun ytimen koko. Tämä tosiasia ei sinänsä johda ongelmaan. Samaan aikaan tavallisten kaupallisten monimuotokuitujen valmistusprosessissa sallitaan joidenkin vikojen (poikkeamien hyväksyttävissä rajoissa), jotka eivät ole kriittisiä kuidun perinteisessä käytössä, esiintyminen, useimmat keskittyvät lähelle kuituytimen akselia. . Vaikka tällainen monimuotokuitu täyttää täysin standardin vaatimukset, sellaisen kuidun keskelle syötetystä laserista tuleva koherentti valo, joka kulkee taitekertoimen epähomogeenisuuden alueiden läpi, pystyy jakautumaan pieneen määrään moodeja, jotka sitten etenevät pitkin. kuitua eri optisia reittejä pitkin ja eri nopeuksilla. Tämä ilmiö tunnetaan nimellä differentiaalimoodiviive DMD. Tämän seurauksena tilojen välillä ilmenee vaihesiirto, joka johtaa ei-toivottuihin häiriöihin vastaanottopuolella ja virheiden määrän merkittävään kasvuun (kuvio 3a). Huomaa, että vaikutus ilmenee vain useiden olosuhteiden samanaikaisessa yhdistelmässä: vähemmän onnistunut kuitu, vähemmän onnistunut laserlähetin (tietenkin standardin mukainen) ja vähemmän onnistunut säteilyn syöttö kuituun. Fyysisellä puolella DMD-ilmiö johtuu siitä, että koherentin lähteen energia jakautuu pieneen määrään moodeja, kun taas epäkoherentti lähde virittää tasaisesti valtavan määrän moodeja. Tutkimukset osoittavat, että vaikutus on voimakkaampi käytettäessä pitkäaaltoisia lasereita (läpinäkyvyysikkuna 1300 nm).

Kuva 3. Koherentin säteilyn leviäminen monimuotokuidussa: a) Differentiaalisen muodon viiveen (DMD) vaikutuksen ilmentyminen säteilyn aksiaalisyötössä; b) Akselin ulkopuolinen koherentin säteilyn syöttö monimuotokuituun.

Pahimmassa tapauksessa tämä poikkeama voi johtaa segmentin maksimipituuden pienenemiseen monimuotoisen FOC:n perusteella. Koska standardin tulee antaa 100 % suoritustakuu, segmentin maksimipituutta on säädettävä DMD-ilmiön mahdollinen esiintyminen huomioon ottaen.

1000Base-LX-liitäntä. Suuremman etäisyyden säilyttämiseksi ja Gigabit Ethernet -linkin käyttäytymisen poikkeavuudesta johtuvan arvaamattomuuden välttämiseksi ehdotetaan, että säteilyä ruiskutetaan monimuotokuituytimen ei-keskiseen osaan. Apertuurihajoamisen ansiosta säteily onnistuu jakaantumaan tasaisesti koko kuidun ytimeen, mikä heikentää vaikutusta suuresti, vaikka segmentin maksimipituus jää sen jälkeen rajoitetuksi (taulukko 2). Mukautuvat yksimuotoiset optiset johdot MCP (mode conditioning patch-cords) on erityisesti kehitetty, jossa yksi liittimistä (eli se, joka on suunniteltu liitettäväksi monimuotokuituun) on hieman poikkeamassa kuituytimen akselista. . Optista johtoa, jossa toinen liitin on Duplex SC, jossa on offset-ydin, ja toinen on tavallinen Duplex SC, voidaan kutsua seuraavasti: MCP Duplex SC - Duplex SC. Sellainen johto ei tietenkään sovellu käytettäväksi perinteisissä verkoissa, esimerkiksi Fast Ethernetissä, koska MCP Duplex SC -liitännässä on suuria liitäntähäviöitä. Siirtymä-MCP voi olla yksimuoto- ja monimuotokuidun yhdistelmä ja sisältää kuitu-kuitu-bias-elementin. Sitten yksimuotoinen pää liitetään laserlähettimeen. Mitä tulee vastaanottimeen, siihen voidaan liittää tavallinen monimuotoinen patch-johto. MCP-sovitinjohtojen käyttö mahdollistaa säteilyn tuomisen monimuotokuituun akselista 10-15 µm siirtyneen alueen kautta (kuva 3b). Näin ollen on edelleen mahdollista käyttää 1000Base-LX-liitäntäportteja yksimuotokuituoptiikalla, koska säteilyn syöttö tapahtuu tiukasti kuituytimen keskellä.

1000Base-SX-liitäntä. Koska 1000Base-SX-liitäntä on standardoitu käytettäväksi vain monimuotokuidun kanssa, säteilyn syöttöalueen siirtyminen kuidun keskiakselilta voidaan toteuttaa itse laitteessa, jolloin ei tarvita vastaavaa optista johtoa.

1000Base-T-liitäntä

1000Base-T on standardi Gigabit Ethernet -liitäntä luokan 5 ja uudempien suojaamattomien kierrettyjen kaapeleiden kautta jopa 100 metrin etäisyyksille. Lähetykseen käytetään kaikkia neljää kuparikaapeliparia, yhden parin siirtonopeus on 250 Mbit/s. Oletetaan, että standardi tarjoaa kaksisuuntaisen lähetyksen, ja kunkin parin tiedot lähetetään samanaikaisesti kahteen suuntaan kerralla - kaksoisdupleksi. 1000Base-T. Teknisesti 1 Gbit/s duplex-lähetyksen toteuttaminen UTP cat.5 -kierretyllä parikaapelilla osoittautui melko vaikeaksi, paljon vaikeammaksi kuin 100Base-TX-standardissa. Kolmen vierekkäisen kierretyn parin läheltä ja kaukaa transienttihäiriöiden vaikutus tiettyyn pariin neliparisessa kaapelissa edellyttää erityisen salatun kohinaa kestävän lähetyksen kehittämistä ja älykkään yksikön signaalin tunnistamiseen ja palauttamiseen vastaanotossa. Useita koodausmenetelmiä pidettiin alun perin hyväksyttävinä 1000Base-T-standardissa, mukaan lukien: 5-tasoinen pulssiamplitudikoodaus PAM-5; kvadratuuriamplitudimodulaatio QAM-25 jne. Alla lyhyesti ideat PAM-5:stä, joka lopulta hyväksyttiin standardiksi.

Miksi 5-tason koodaus. Yleinen nelitasoinen koodaus käsittelee saapuvat bitit pareittain. Yhteensä on 4 eri yhdistelmää - 00, 01, 10, 11. Lähetin voi asettaa kunkin bittiparin omalle lähetettävän signaalin jännitetasolle, mikä vähentää nelitasoisen signaalin modulaatiotaajuutta 2 kertaa, 125 MHz 250 MHz sijasta (kuva 4), ja siksi säteilytaajuus. Viides taso lisättiin koodin redundanssin luomiseksi. Tämän seurauksena on mahdollista korjata virheet vastaanoton aikana. Tämä antaa 6 dB:n lisäkorkeuden signaali-kohinasuhteessa.

Kuva 4. PAM-4 4-tason koodausjärjestelmä

MAC-taso

Gigabit Ethernet MAC -kerros käyttää samaa CSMA/CD-siirtoprotokollaa kuin edeltäjänsä Ethernet ja Fast Ethernet. Tärkeimmät rajoitukset segmentin (tai törmäysalueen) enimmäispituudelle määritetään tässä protokollassa.

IEEE 802.3 Ethernet -standardin kehyskoko on vähintään 64 tavua. Se on pienimmän kehyskoon arvo, joka määrittää suurimman sallitun etäisyyden asemien välillä (törmäysalueen halkaisija). Aika, jonka asema lähettää tällaisen kehyksen - kanavaaika - on 512 BT tai 51,2 μs. Ethernet-verkon maksimipituus määräytyy törmäysresoluution ehdolla, eli aika, jonka aikana signaali saavuttaa etäsolmun ja palauttaa RDT:n, ei saa ylittää 512 BT (pois lukien johdanto).

Siirtyessään Ethernetistä Fast Ethernetiin siirtonopeus kasvaa ja 64-tavuisen kehyksen lähetysaika pienenee vastaavasti - se on 512 BT tai 5,12 μs (Fast Ethernet 1 BT:ssä 0,01 μs). Jotta kaikki törmäykset voidaan havaita kehyksen lähetyksen loppuun asti, kuten ennenkin, yhden ehdoista on täytyttävä:

Fast Ethernet piti saman vähimmäiskehyksen koon kuin Ethernet. Tämä säilytti yhteensopivuuden, mutta johti merkittävään pienenemiseen törmäysalueen halkaisijassa.

Jälleen jatkuvuuden vuoksi Gigabit Ethernet -standardin on tuettava samoja vähimmäis- ja enimmäiskehyskokoja, jotka ovat käytössä Ethernetissä ja Fast Ethernetissä. Mutta kun lähetysnopeus kasvaa, samanpituisen paketin lähetysaika lyhenee vastaavasti. Jos sama vähimmäiskehyspituus säilytettäisiin, tämä johtaisi verkon halkaisijan pienenemiseen, joka ei ylittäisi 20 metriä, mistä voisi olla vähän hyötyä. Siksi Gigabit Ethernet -standardia kehitettäessä päätettiin pidentää kanava-aikaa. Gigabit Ethernetissä se on 4096 BT ja 8 kertaa nopeampi kuin Ethernet ja Fast Ethernet. Mutta yhteensopivuuden säilyttämiseksi Ethernet- ja Fast Ethernet -standardien kanssa vähimmäiskehyksen kokoa ei lisätty, vaan kehykseen lisättiin ylimääräinen kenttä, jota kutsutaan "medialaajennukseksi".

operaattorin laajennus

Lisäkentän merkit eivät yleensä sisällä palvelutietoja, mutta ne täyttävät kanavan ja lisäävät "törmäysikkunaa". Tämän seurauksena kaikki asemat, joiden törmäysalueen halkaisija on suurempi, rekisteröivät törmäyksen.

Jos asema haluaa lähettää lyhyen (alle 512 tavua) kehyksen, tämä kenttä lisätään ennen lähetystä - medialaajennus, joka täydentää kehyksen 512 tavuksi. Tarkistussummakenttä lasketaan vain alkuperäiselle kehykselle, eikä sitä siirretä laajennuskenttään. Kun kehys vastaanotetaan, laajennuskenttä hylätään. Siksi LLC-kerros ei edes tiedä laajennuskentän olemassaolosta. Jos kehyksen koko on 512 tavua tai suurempi, medialaajennuskenttää ei ole. Kuva 5 esittää Gigabit Ethernet -kehysmuotoa käytettäessä medialaajennusta.

Kuva 5. Gigabit Ethernet -kehys medialaajennuskentällä.

Paketti räjähtää

Median laajennus on luonnollisin ratkaisu, joka mahdollisti yhteensopivuuden Fast Ethernet -standardin kanssa ja saman törmäysalueen halkaisijan. Mutta se johti tarpeettomaan kaistanleveyden tuhlaukseen. Jopa 448 tavua (512-64) voidaan hukata lähetettäessä lyhyttä kehystä. Gigabit Ethernet -standardin kehitysvaiheessa NBase Communications teki ehdotuksen standardin modernisoimiseksi. Tämä päivitys, jota kutsutaan pakettiruuhkaksi, mahdollistaa laajennuskentän tehokkaamman käytön. Jos asemalla/kytkimellä on lähetettävänä useita pieniä kehyksiä, ensimmäinen kehys täytetään medialaajennuskentällä 512 tavuun ja lähetetään. Jäljelle jäävät kehykset lähetetään vähintään 96 bitin välisellä kehysvälillä, yhtä tärkeää poikkeusta lukuun ottamatta - kehysten välinen aikaväli on täytetty laajennussymboleilla (kuva 6a). Näin ollen media ei hiljene lyhyiden alkuperäisten kehysten lähettämisen välillä, eikä mikään muu verkon laite voi häiritä lähetystä. Tämä kehysjärjestely voi tapahtua, kunnes lähetettyjen tavujen kokonaismäärä ylittää 1518. Pakettien ruuhkautuminen vähentää törmäysten todennäköisyyttä, koska ylikuormitettu kehys voi kokea törmäyksen vain ensimmäisen alkuperäisen kehyksensä lähetysvaiheessa, mukaan lukien median laajennus, mikä varmasti on lisää verkon suorituskykyä erityisesti raskaassa kuormituksessa (kuva 6-b).

Kuva 6. Pakettien ruuhkautuminen: a) kehyslähetys; b) kaistanleveyden käyttäytyminen.

Perustuu Telecom Transport -yhtiön materiaaleihin

Nykymaailma on tulossa yhä riippuvaisemmaksi tietomääristä ja tietovirroista, jotka virtaavat eri suuntiin johtoja pitkin ja ilman niitä. Kaikki alkoi aika kauan sitten ja primitiivisemmillä keinoilla kuin tämän päivän digitaalisen maailman saavutukset. Mutta emme aio kuvata kaikkia tyyppejä ja menetelmiä, joilla yksi henkilö välitti tarvittavan tiedon toisen tietoisuuteen. Tässä artikkelissa haluan tarjota lukijalle tarinan hiljattain luodusta ja nyt menestyksekkäästi kehittyvästä digitaalisesta tiedonsiirtostandardista nimeltä Ethernet.

Ethernetin idean ja teknologian synty tapahtui Xerox PARC -konsernin seinien sisällä muiden ensimmäisten kehityssuuntien kanssa samaan suuntaan. Ethernetin virallinen keksimispäivä oli 22. toukokuuta 1973, jolloin Robert Metcalfe kirjoitti PARC:n johtajalle muistion Ethernet-tekniikan mahdollisuuksista. Se patentoitiin kuitenkin vasta muutaman vuoden kuluttua.

Vuonna 1979 Metcalfe jätti Xeroxin ja perusti 3Comin, jonka päätehtävänä oli edistää tietokoneita ja lähiverkkoja (LAN). DEC:n, Intelin ja Xeroxin kaltaisten merkittävien yritysten tuella kehitettiin Ethernet-standardi (DIX). Virallisen julkaisunsa 30. syyskuuta 1980 jälkeen se kilpaili kahden suuren patentoidun teknologian, token ringin ja ARCNETin, kanssa, jotka myöhemmin korvattiin kokonaan niiden alhaisemman tehokkuuden ja korkeampien kustannusten vuoksi kuin Ethernet-tuotteet.

Aluksi ehdotettujen standardien (Ethernet v1.0 ja Ethernet v2.0) mukaan he aikoivat käyttää koaksiaalikaapelia siirtovälineenä, mutta myöhemmin heidän piti luopua tästä tekniikasta ja siirtyä käyttämään optisia kaapeleita ja kierrettyä paria.

Suurin etu Ethernet-tekniikan alkuvaiheessa oli kulunvalvontamenetelmä. Se sisältää useita yhteyksiä kantoaallontunnistuksella ja törmäystunnistuksella (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), tiedonsiirtonopeus on 10 Mbit/s, paketin koko on 72-1526 tavua ja se kuvaa myös tiedon koodausta. menetelmät. Yhden jaetun verkkosegmentin työasemien raja on rajoitettu 1024:ään, mutta muut pienemmät arvot ovat mahdollisia, kun ohuelle koaksiaalisegmentille asetetaan tiukempia rajoituksia. Mutta tämä rakenne muuttui pian tehottomaksi, ja se korvattiin vuonna 1995 IEEE 802.3u Fast Ethernet -standardilla, jonka nopeus on 100 Mbit/s, ja myöhemmin otettiin käyttöön IEEE 802.3z Gigabit Ethernet -standardi nopeudella 1000 Mbit/s. Tällä hetkellä 10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae, jonka nopeus on 10 000 Mbit/s, on jo täydessä käytössä. Lisäksi meillä on jo kehitystä, jonka tavoitteena on saavuttaa 100 000 Mbit/s 100 Gigabit Ethernet -nopeus, mutta ensin.

Erittäin tärkeä Ethernet-standardin taustalla oleva seikka on sen kehysmuoto. Vaihtoehtoja on kuitenkin aika vähän. Tässä muutama niistä:

Variantti I on esikoinen ja jo pois käytöstä.

Ethernet-versio 2 tai Ethernet-kehys II, jota kutsutaan myös DIXiksi (lyhenne kehitysyhtiöiden DEC, Intel, Xerox ensimmäisistä kirjaimista), on yleisin ja sitä käytetään tähän päivään asti. Käytetään usein suoraan Internet-protokollan kautta.

Novell - IEEE 802.3:n sisäinen muunnos ilman LLC:tä (Logical Link Control).

IEEE 802.2 LLC -kehys.

IEEE 802.2 LLC/SNAP -kehys.

Lisäksi Ethernet-kehys voi sisältää IEEE 802.1Q -tunnisteen tunnistamaan VLAN, jolle se on osoitettu, ja IEEE 802.1p -tunnisteen osoittamaan prioriteettia.

Jotkut Hewlett-Packardin valmistamat Ethernet-verkkokortit käyttivät IEEE 802.12 -kehysmuotoa, joka on 100VG-AnyLAN-standardin mukainen.

Eri kehystyypeillä on erilaiset muodot ja MTU-arvot.

Tekniikan toiminnalliset elementitGigabit Ethernet

Huomaa, että Ethernet-korttien ja muiden laitteiden valmistajat tukevat yleensä tuotteitaan useille aikaisemmille datanopeusstandardeille. Oletusarvon mukaan kortin ajurit määrittävät itse kahden laitteen välisen yhteyden optimaalisen toimintatavan automaattisen nopeuden ja duplex-tunnistuksen avulla, mutta yleensä on myös manuaalinen valinta. Joten ostamalla laitteen, jossa on 10/100/1000 Ethernet-portti, saamme mahdollisuuden työskennellä 10BASE-T-, 100BASE-TX- ja 1000BASE-T-tekniikoilla.

Tässä on muutosten kronologia Ethernet jakamalla ne siirtonopeuksilla.

Ensimmäiset ratkaisut:

Xerox Ethernet - alkuperäinen tekniikka, nopeus 3 Mbit/s, oli olemassa kahdessa versiossa Versio 1 ja Version 2, jälkimmäisen version kehysmuoto on edelleen laajalti käytössä.

10BROAD36 - ei laajalti käytetty. Yksi ensimmäisistä standardeista, joka mahdollistaa työskentelyn pitkiä matkoja. Käytetty laajakaistamodulaatiotekniikka, joka on samanlainen kuin kaapelimodeemeissa. Tiedonsiirtovälineenä käytettiin koaksiaalikaapelia.

1BASE5 – joka tunnetaan myös nimellä StarLAN, oli ensimmäinen Ethernet-tekniikan muunnos, jossa käytettiin kierrettyjä parikaapeleita. Se toimi 1 Mbit/s nopeudella, mutta ei löytänyt kaupallista käyttöä.

Yleisempi ja optimoitu niiden aikamuunnoksille 10 Mbit/s Ethernet:

10BASE5, IEEE 802.3 (kutsutaan myös "paksuksi Ethernetiksi") - tekniikan ensimmäinen kehitys, jonka tiedonsiirtonopeus on 10 Mbps. IEEE käyttää 50 ohmin koaksiaalikaapelia (RG-8), jonka segmentin enimmäispituus on 500 metriä.

10BASE2, IEEE 802.3a (kutsutaan "Ohut Ethernet") - käyttää RG-58-kaapelia, jonka segmentin enimmäispituus on 200 metriä. Tietokoneiden yhdistämiseksi toisiinsa ja kaapelin liittämiseksi verkkokorttiin tarvitset T-liittimen ja kaapelissa on oltava BNC-liitin. Edellyttää terminaattoreita molemmissa päissä. Tämä standardi oli useiden vuosien ajan Ethernet-tekniikan päästandardi.

StarLAN 10 - Ensimmäinen kehitys, joka käyttää kierrettyä parikaapelia tiedonsiirtoon 10 Mbit/s nopeudella. Myöhemmin se kehittyi 10BASE-T-standardiksi.

10BASE-T, IEEE 802.3i - Tiedonsiirtoon käytetään 4 kierrettyä parikaapelia (kaksi kierrettyä paria), jotka kuuluvat kategoriaan 3 tai kategoriaan 5. Segmentin enimmäispituus on 100 metriä.

FOIRL - (lyhenne sanoista Fiber-optic inter-repeater link). Ethernet-tekniikan perusstandardi, jossa tiedonsiirtoon käytetään optista kaapelia. Suurin tiedonsiirtoetäisyys ilman toistinta on 1 km.

10BASE-F, IEEE 802.3j - Päätermi 10 Mbit/s Ethernet-standardien perheelle, jossa käytetään valokuitukaapelia jopa 2 kilometrin etäisyyksillä: 10BASE-FL, 10BASE-FB ja 10BASE-FP. Yllä mainituista vain 10BASE-FL on yleistynyt.

10BASE-FL (Fiber Link) - FOIRL-standardin parannettu versio. Parannus koski segmentin pituuden pidentämistä 2 kilometriin.

10BASE-FB (Fiber Backbone) - Tällä hetkellä käyttämätön standardi, joka on tarkoitettu toistimien yhdistämiseen rungoksi.

• 10BASE-FP (Fiber Passive) - Passiivinen tähtitopologia, joka ei vaadi toistimia - kehitetty, mutta ei koskaan käytetty.

Yleisin ja edullisin valinta kirjoitushetkellä Fast Ethernet (100 Mbit/s) ( Nopea Ethernet):

100BASE-T - Perustermi yhdelle kolmesta 100 Mbit/s Ethernet-standardista, jossa tiedonsiirtovälineenä käytetään kierrettyä parikaapelia. Segmentin pituus jopa 100 metriä. Sisältää 100BASE-TX, 100BASE-T4 ja 100BASE-T2.

100BASE-TX, IEEE 802.3u - 10BASE-T-teknologian kehitys, tähtitopologia käytössä, luokan 5 kierretty parikaapeli, joka käyttää itse asiassa 2 paria johtimia, maksimi tiedonsiirtonopeus on 100 Mbit/s.

100BASE-T4 - 100 Mbps Ethernet Category 3 -kaapelilla. Kaikki 4 paria ovat käytössä. Nyt sitä ei käytännössä käytetä. Tiedonsiirto tapahtuu half-duplex-tilassa.

100BASE-T2 - Ei käytetty. 100 Mbps Ethernet Kategoria 3 -kaapelia käytetään vain 2 paria. Full duplex -lähetystilaa tuetaan, kun signaalit etenevät vastakkaisiin suuntiin kussakin parissa. Siirtonopeus yhteen suuntaan on 50 Mbit/s.

100BASE-FX - 100 Mbps Ethernet kuituoptisella kaapelilla. Segmentin enimmäispituus on 400 metriä half-duplex-tilassa (taattu törmäysten havaitseminen) tai 2 kilometriä full-duplex-tilassa monimuotooptisen kuidun kautta.

100BASE-LX - 100 Mbps Ethernet kuituoptisella kaapelilla. Segmentin maksimipituus on 15 kilometriä full duplex -tilassa yksimuotoisen optisen kuidun parilla aallonpituudella 1310 nm.

100BASE-LX WDM - 100 Mbps Ethernet kuituoptisella kaapelilla. Segmentin maksimipituus on 15 kilometriä full duplex -tilassa yhden yksimuotoisen optisen kuidun aallonpituuksilla 1310 nm ja 1550 nm. Liitäntöjä on kahta tyyppiä, ne eroavat lähettimen aallonpituudesta ja on merkitty joko numeroilla (aallonpituus) tai yhdellä latinalaisella kirjaimella A (1310) tai B (1550). Vain pariliitännät voivat toimia pareittain, kun lähetin on 1310 nm toisella puolella ja lähetin 1550 nm toisella puolella.

Gigabit Ethernet

1000BASE-T, IEEE 802.3ab - 1 Gbps Ethernet-standardi. Luokan 5e tai kategorian 6 parikaapelia käytetään Kaikki 4 paria ovat mukana tiedonsiirrossa. Tiedonsiirtonopeus - 250 Mbit/s yhden parin yli.

1000BASE-TX, - 1 Gbps Ethernet-standardi, jossa käytetään vain luokan 6 kierrettyä parikaapelia Lähettävät ja vastaanottavat parit erotetaan fyysisesti kahdella parilla kumpaankin suuntaan, mikä yksinkertaistaa lähetin-vastaanotinlaitteiden suunnittelua. Tiedonsiirtonopeus - 500 Mbit/s yhden parin yli. Käytännössä käyttämätön.

1000Base-X on yleinen termi Gigabit Ethernet -tekniikalle, jossa on liitettävät GBIC- tai SFP-lähetin-vastaanottimet.

1000BASE-SX, IEEE 802.3z - 1 Gbit/s Ethernet-tekniikka käyttää lasereita, joiden säteilypituus on hyväksyttävä alueella 770-860 nm, lähettimen säteilyteho on -10 - 0 dBm ON/OFF-suhteella (signaali/ei signaali) vähintään 9 dB. Vastaanottimen herkkyys 17 dBm, vastaanottimen kylläisyys 0 dBm. Monimuotokuitua käytettäessä signaalin siirtoetäisyys ilman toistinta on jopa 550 metriä.

1000BASE-LX, IEEE 802.3z - 1 Gbit/s Ethernet-tekniikka käyttää lasereita, joiden säteilypituus on hyväksyttävä alueella 1270-1355 nm, lähettimen säteilyteho 13,5 - 3 dBm ja ON/OFF-suhde (on signaali/ei signaalia) vähintään 9 dB. Vastaanottimen herkkyys 19 dBm, vastaanottimen kylläisyys 3 dBm. Monimuotokuitua käytettäessä signaalin siirtoetäisyys ilman toistinta on jopa 550 metriä. Optimoitu pitkille matkoille käyttämällä yksimuotokuitua (jopa 40 km).

1000BASE-CX - Gigabit Ethernet -tekniikka lyhyille etäisyyksille (jopa 25 metriin), käyttää erityistä kuparikaapelia (Shielded Twisted Pair (STP)), jonka ominaisimpedanssi on 150 ohmia. Korvattu 1000BASE-T-standardilla, eikä sitä enää käytetä.

1000BASE-LH (Long Haul) - 1 Gbit/s Ethernet-tekniikka, käyttää yksimuotoista optista kaapelia, signaalin siirtoetäisyys ilman toistinta on jopa 100 kilometriä.

1000Base-X Standards Specifications

10 Gigabit Ethernet

Edelleen melko kallis, mutta melko suosittu uusi 10 Gigabit Ethernet -standardi sisältää seitsemän fyysistä mediastandardia LAN-, MAN- ja WAN-verkkoille. Se kuuluu tällä hetkellä IEEE 802.3a -muutoksen piiriin, ja se pitäisi sisällyttää IEEE 802.3 -standardin seuraavaan versioon.

10GBASE-CX4 - 10 Gigabit Ethernet-tekniikka lyhyille etäisyyksille (jopa 15 metriä), käyttää CX4-kuparikaapelia ja InfiniBand-liittimiä.

10GBASE-SR - 10 Gigabit Ethernet -tekniikka lyhyille etäisyyksille (jopa 26 tai 82 metriä, riippuen kaapelityypistä), käyttää monimuotokuitua. Se tukee myös jopa 300 metrin etäisyyksiä käyttämällä uutta monimuotokuitua (2000 MHz/km).

10GBASE-LX4 - käyttää aallonpituusmultipleksointia 240-300 metrin etäisyyksien tukemiseen monimuotokuidun yli. Tukee myös etäisyyksiä jopa 10 kilometriin käyttämällä yksimuotokuitua.

10GBASE-LR ja 10GBASE-ER - nämä standardit tukevat jopa 10 ja 40 kilometrin etäisyyksiä.

10GBASE-SW, 10GBASE-LW ja 10GBASE-EW - Nämä standardit käyttävät fyysistä liitäntää, joka on nopeudeltaan ja datamuodoltaan yhteensopiva OC-192 / STM-64 SONET/SDH -liitännän kanssa. Ne ovat samanlaisia ​​kuin 10GBASE-SR-, 10GBASE-LR- ja 10GBASE-ER-standardit, koska ne käyttävät samoja kaapelityyppejä ja siirtoetäisyyksiä.

10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 - hyväksytty kesäkuussa 2006 neljän vuoden kehitystyön jälkeen. Käyttää suojattua kierrettyä parikaapelia. Etäisyydet - jopa 100 metriä.

Ja lopuksi, mitä me tiedämme 100 Gigabit Ethernet(100-GE), edelleen melko raaka, mutta melko kysytty tekniikka.

Huhtikuussa 2007 Ottawassa pidetyn IEEE 802.3 -komitean kokouksen jälkeen Higher Speed ​​​​Study Group (HSSG) sopi teknisistä lähestymistavoista 100-GE:n optisten ja kuparilinkkien muodostamiseksi. Tällä hetkellä 802.3ba-työryhmä on valmistunut kehittämään 100-GE-spesifikaatiota.

Kuten aiemmassakin kehityksessä, 100-GE-standardi ottaa huomioon paitsi sen toteuttamisen taloudellisen ja teknisen toteutettavuuden, myös niiden taaksepäin yhteensopivuuden olemassa olevien järjestelmien kanssa. Tällä hetkellä johtavat yritykset ovat kiistatta osoittaneet tällaisten nopeuksien tarpeen. Jatkuvasti kasvavat henkilökohtaisen sisällön määrät, mukaan lukien videoiden toimittaminen portaaleista, kuten YouTube, ja muista IPTV- ja HDTV-tekniikoita käyttävistä resursseista. On myös mainittava tilausvideo. Kaikki tämä määrää 100 Gigabit Ethernet -operaattorin ja palveluntarjoajan tarpeen.

Mutta taustalla on suuri valikoima vanhoja ja lupaavia uusia teknologisia lähestymistapoja Ethernet-ryhmässä, joten haluamme tarkastella yksityiskohtaisemmin tekniikkaa, joka on nykyään vasta yleistymässä täysin komponenttiensa halpenevien kustannusten vuoksi. Gigabit Ethernet tukee täysin sovelluksia, kuten videon suoratoistoa, videoneuvotteluja ja monimutkaista kuvansiirtoa, jotka asettavat entistä enemmän vaatimuksia kanavan kaistanleveydelle. Yritys- ja kotiverkkojen siirtonopeuksien lisäämisen edut käyvät yhä selvemmiksi tämän luokan laitteiden hintojen laskussa.

Nyt IEEE-standardi on saavuttanut suurimman suosion. Se hyväksyttiin kesäkuussa 1998, ja se hyväksyttiin IEEE 802.3z:ksi. Mutta aluksi siirtovälineenä käytettiin vain optista kaapelia. Kun 802.3ab-standardi hyväksyttiin seuraavan vuoden aikana, lähetysvälineestä tuli kategorian 5 suojaamaton kierretty parikaapeli.

Gigabit Ethernet on Ethernetin ja Fast Ethernetin suora jälkeläinen, jotka ovat osoittautuneet lähes kahdenkymmenen vuoden historian aikana säilyttäen luotettavuutensa ja käyttömahdollisuudet. Yhdessä taaksepäin yhteensopivuuden kanssa aiempien ratkaisujen kanssa (kaapelirakenne pysyy ennallaan) se tarjoaa teoreettisen 1000 Mbps:n suorituskyvyn, mikä on noin 120 MB sekunnissa. On syytä huomata, että tällaiset ominaisuudet ovat lähes yhtä suuret kuin 32-bittisen PCI 33 MHz -väylän nopeus. Tästä syystä gigabittisiä sovittimia on saatavilla sekä 32-bittiselle PCI:lle (33 ja 66 MHz) että 64-bittiselle väylälle. Tämän nopeuden lisääntymisen myötä Gigabit Ethernet perii kaikki Ethernetin aiemmat ominaisuudet, kuten kehysmuodon, CSMA/CD-tekniikan (lähetysherkkä monikäyttö törmäyksentunnistuksella), full duplex jne. Vaikka suuret nopeudet ovat tuoneet omat innovaationsa, Gigabit Ethernetin valtava etu ja suosio piilee juuri vanhojen standardien perinnössä. Tietysti nyt ehdotetaan muita ratkaisuja, kuten ATM ja Fibre Channel, mutta tässä loppukuluttajan tärkein etu menetetään välittömästi. Siirtyminen toiseen tekniikkaan johtaa yritysverkkojen massiiviseen uudistamiseen ja uusimiseen, kun taas Gigabit Ethernet mahdollistaa sujuvan nopeuden lisäämisen ja kaapelinhallinnan muuttamisen. Tämä lähestymistapa on mahdollistanut Ethernet-tekniikan hallitsevan paikan verkkoteknologioiden alalla ja yli 80 prosenttia maailmanlaajuisista tiedonsiirtomarkkinoista.

Ethernet-verkon rakentamisen rakenne, jossa sujuvat siirtymät korkeampiin tiedonsiirtonopeuksiin.

Aluksi kaikki Ethernet-standardit kehitettiin käyttämällä vain optista kaapelia siirtovälineenä - näin Gigabit Ethernet vastaanotti 1000BASE-X-liitännän. Se perustuu Fibre Channel -fyysisen kerroksen standardiin (tämä tekniikka työasemien, tallennuslaitteiden ja oheissolmujen yhdistämiseen). Koska tämä tekniikka oli jo hyväksytty aiemmin, tämä lainaus lyhensi huomattavasti Gigabit Ethernet -standardin kehittämiseen kuluvaa aikaa. 1000BASE-X

Meitä, kuten tavallista ihmistä, kiinnostaa enemmän 1000Base-CX, koska se toimii suojatulla kierretyllä parilla (STP "twinax") lyhyillä etäisyyksillä, ja 1000BASE-T suojaamattomassa kierretyssä parissa kategoriassa 5. Suurin ero 1000BASE-T:n ja Fast Ethernet 100BASE-TX muuttui siten, että kaikki neljä paria käytettiin (100BASE-TX:ssä vain kahta). Jokainen pari voi lähettää dataa 250 Mbit/s nopeudella. Standardi tarjoaa full-duplex-lähetyksen, jolloin kunkin parin virtaus tarjotaan kahteen suuntaan samanaikaisesti. Tällaisen lähetyksen aikaisen voimakkaan häiriön vuoksi oli teknisesti paljon vaikeampaa toteuttaa gigabitin siirto kierretyn parin kautta kuin 100BASE-TX:ssä, mikä edellytti erityisen salatun kohinaa kestävän lähetyksen kehittämistä sekä älykkään yksikön tunnistus- ja tunnistusyksikköä. signaalin palauttaminen vastaanotossa. 5-tason PAM-5 pulssiamplitudikoodausta käytettiin koodausmenetelmänä 1000BASE-T-standardissa.

Myös kaapelin valintakriteerit ovat tiukentuneet. Häiriöiden, yksisuuntaisen tiedonsiirron, paluuhäviön, viiveen ja vaihesiirron vähentämiseksi otettiin käyttöön luokka 5e suojaamattomalle kierretylle parikaapelille.

1000BASE-T:n kaapelin puristus suoritetaan jollakin seuraavista kaavoista:

Suora kaapeli.

Crossover-kaapeli.

Kaapelin puristuskaaviot 1000BASE-T:lle

Innovaatiot vaikuttivat myös 1000BASE-T MAC -standardin tasoon. Ethernet-verkoissa asemien välinen maksimietäisyys (törmäysalue) määräytyy minimikehyskoon perusteella (Ethernet IEEE 802.3 -standardissa se oli 64 tavua). Segmentin maksimipituuden tulee olla sellainen, että lähettävä asema pystyy havaitsemaan törmäyksen ennen kehyksen lähetyksen loppua (signaalin tulee ehtiä kulkea segmentin toiseen päähän ja palata takaisin). Vastaavasti lähetysnopeuden kasvaessa on tarpeen joko kasvattaa kehyksen kokoa, mikä lisää kehyksen lähetyksen minimiaikaa, tai pienentää törmäysalueen halkaisijaa.

Fast Ethernetiin siirtyessämme käytimme toista vaihtoehtoa ja pienensimme segmentin halkaisijaa. Tämä ei ollut hyväksyttävää Gigabit Ethernetissä. Itse asiassa tässä tapauksessa standardi, joka peri Fast Ethernet -komponentit, kuten vähimmäiskehyskoon, CSMA/CD:n ja törmäyksen havaitsemisajan (aikaväli), pystyy toimimaan törmäysalueissa, joiden halkaisija on enintään 20 metriä. . Siksi ehdotettiin pidentämään minimikehyksen lähetysaikaa. Ottaen huomioon, että yhteensopivuuden vuoksi aikaisemman Ethernetin kanssa, vähimmäiskehyskoko jätettiin ennalleen - 64 tavua, ja kehykseen lisättiin ylimääräinen kantoaallon laajennuskenttä, joka laajentaa kehyksen 512 tavuun, mutta kenttää ei lisätä, kun kehyskoko on suurempi kuin 512 tavua. Näin ollen tuloksena saatu vähimmäiskehyskoko oli 512 tavua, törmäyksen havaitsemisaika piteni ja segmentin halkaisija kasvoi samaan 200 metriin (1000BASE-T:n tapauksessa). Kantoaallon laajennuskentän merkeillä ei ole mitään merkitystä, niiden tarkistussummaa ei lasketa. Kun kehys vastaanotetaan, tämä kenttä hylätään MAC-kerroksessa, joten korkeammat kerrokset jatkavat toimintaansa 64 tavun vähimmäiskehyksillä.

Mutta täälläkin oli sudenkuoppia. Vaikka medialaajennus säilytti yhteensopivuuden aikaisempien standardien kanssa, se oli kaistanleveyden hukkaa. Häviöt voivat olla 448 tavua (512-64) kehystä kohden lyhyiden kehysten tapauksessa. Siksi 1000BASE-T-standardi modernisoitiin - Packet Bursting -konsepti otettiin käyttöön. Sen avulla voit käyttää laajennuskenttää paljon tehokkaammin. Ja se toimii näin: jos sovittimessa tai kytkimessä on useita pieniä lähetyksiä vaativia kehyksiä, ensimmäinen niistä lähetetään tavallisella tavalla, johon on lisätty jopa 512 tavun laajennuskenttä. Ja kaikki seuraavat lähetetään alkuperäisessä muodossaan (ilman laajennuskenttää), joiden välinen vähimmäisväli on 96 bittiä. Ja mikä tärkeintä, tämä kehysten välinen aikaväli on täynnä medialaajennussymboleita. Näin tapahtuu, kunnes lähetettyjen kehysten kokonaiskoko saavuttaa 1518 tavun rajan. Media ei siis hiljene koko pienten kehysten lähetyksen ajan, joten törmäys voi tapahtua vasta ensimmäisessä vaiheessa, kun lähetetään ensimmäinen oikea pieni kehys medialaajennuskentällä (koko 512 tavua). Tämä mekanismi voi parantaa merkittävästi verkon suorituskykyä erityisesti raskaassa kuormituksessa vähentämällä törmäysten todennäköisyyttä.

Mutta tämä ei osoittautunut tarpeeksi. Aluksi Gigabit Ethernet tuki vain standardinmukaisia ​​Ethernet-kehyskokoja, jotka vaihtelivat vähintään 64:stä (laajennettavissa 512:een) enintään 1518 tavuun. Näistä 18 tavua varaa vakiopalveluotsikko, ja dataa varten jää vastaavasti 46-1500 tavua. Mutta jopa 1500 tavun datapaketti on liian pieni gigabitin verkon tapauksessa. Erityisesti palvelimille, jotka siirtävät suuria tietomääriä. Tehdään vähän matematiikkaa. 1 Gt:n tiedoston siirtäminen lataamattoman Fast Ethernet -verkon kautta palvelin käsittelee 8200 pakettia/s ja kestää vähintään 11 ​​sekuntia. Tässä tapauksessa pelkkä keskeytyskäsittely vie noin 10 prosenttia 200 MIPS-tietokoneen ajasta. Loppujen lopuksi keskusprosessorin on käsiteltävä (laskettava tarkistussumma, siirrettävä tiedot muistiin) jokainen saapuva paketti.

Ethernet-verkkojen lähetyksen ominaisuudet.

Gigabit-verkoissa tilanne on vielä surullisempi - prosessorin kuormitus kasvaa noin suuruusluokkaa johtuen kehysten välisen aikavälin lyhenemisestä ja vastaavasti prosessorille tulevista keskeytyspyynnöistä. Taulukosta 1 voidaan nähdä, että parhaimmissakin olosuhteissa (maksimikokoisia kehyksiä käyttäen) kehykset erotetaan toisistaan ​​enintään 12 μs:n aikavälillä. Jos käytetään pienempiä kehyskokoja, tämä aikaväli vain pienenee. Siksi gigabit-verkoissa pullonkaula, kummallista kyllä, oli juuri prosessorin kehyskäsittelyvaihe. Siksi Gigabit Ethernetin kynnyksellä todelliset siirtonopeudet olivat kaukana teoreettisesta maksimista - prosessorit eivät yksinkertaisesti pystyneet selviytymään kuormasta.

Ilmeinen tie ulos tilanteesta on seuraava:

kehysten välisen aikavälin lisääminen;

siirtämällä osan kehyksen käsittelykuormasta keskusprosessorilta itse verkkosovittimeen.

Molemmat menetelmät ovat tällä hetkellä käytössä. Vuonna 1999 ehdotettiin pakkauksen koon suurentamista. Tällaisia ​​paketteja kutsuttiin giga-kehyksiksi (Jumbo Frames), ja niiden koko saattoi olla 1518-9018 tavua (tällä hetkellä joidenkin valmistajien laitteet tukevat suurempia gigakehyskokoja). Jumbo Frames -kehykset ovat vähentäneet suorittimen kuormitusta jopa 6 kertaa (suhteessa niiden kokoon) ja siten parantaneet merkittävästi suorituskykyä. Esimerkiksi 9018 tavun maksimi Jumbo Frame sisältää 18-tavuisen otsikon lisäksi 9000 tavua dataa, mikä vastaa kuutta standardia maksimi Ethernet-kehystä. Suorituskyvyn kasvua ei saavuteta useista yläotsikoista eroon pääsemisellä (niiden lähetyksestä tuleva liikenne ei ylitä useita prosentteja kokonaisläpäisykyvystä), vaan lyhentämällä tällaisen kehyksen käsittelyaikaa. Tarkemmin sanottuna kehyksen käsittelyaika pysyy samana, mutta useiden pienten kehysten sijaan, joista jokainen vaatisi N prosessorijaksoa ja yhden keskeytyksen, käsittelemme vain yhden, suuremman kehyksen.

Varsin nopeasti kehittyvä tiedonkäsittelyn nopeuden maailma tarjoaa yhä nopeampia ja halvempia ratkaisuja erikoislaitteiston käyttöön poistamaan osa liikenteen käsittelykuormasta keskusprosessorilta. Käytössä on myös puskurointitekniikka, joka varmistaa, että prosessori keskeytyy käsittelemään useita kehyksiä kerralla. Tällä hetkellä Gigabit Ethernet -tekniikka on yhä helpommin saavutettavissa kotikäyttöön, mikä kiinnostaa suoraan tavallista käyttäjää. Nopeampi pääsy kodin resursseihin tarjoaa korkealaatuisen korkearesoluutioisen videon katselun, vie vähemmän aikaa tietojen uudelleenjakamiseen ja mahdollistaa videostriimien suoran koodauksen verkkoasemille.

Artikkelin valmistelussa käytettiin resurssimateriaaleja http://www.ixbt.com/ jahttp://www.wikipedia.org/.

Artikkeli luettu 15510 kertaa

Minulla ei ollut kiire päivittää kotiverkkoani 100 Mbps:stä 1 Gbps:iin, mikä on minulle melko outoa, koska siirrän paljon tiedostoja verkon kautta. Kuitenkin, kun käytän rahaa tietokoneeseen tai infrastruktuurin päivitykseen, uskon, että käyttämieni sovellusten ja pelien suorituskyky paranee välittömästi. Monet käyttäjät haluavat hemmotella itseään uudella näytönohjaimella, keskusprosessorilla ja jollakin vempaimella. Jostain syystä verkkolaitteet eivät kuitenkaan herätä tällaista innostusta. On todellakin vaikea sijoittaa ansaitsemasi rahat verkkoinfrastruktuuriin toisen teknisen syntymäpäivälahjan sijasta.

Kaistanleveysvaatimukseni ovat kuitenkin erittäin korkeat, ja jossain vaiheessa tajusin, että 100 Mbit/s infrastruktuuri ei enää riitä. Kaikissa kotikoneissani on jo integroitu 1 Gbps sovittimet (emolevyissään), joten päätin ottaa lähimmän tietokoneyrityksen hinnaston ja katsoa mitä tarvitsisin muuntaakseni koko verkkoinfrastruktuurini 1 Gbps:ksi.

Ei, gigabitin kotiverkko ei ole ollenkaan niin monimutkainen.

Ostin ja asensin kaikki laitteet. Muistan, että suuren tiedoston kopioiminen 100 Mbps verkon yli kesti noin puolitoista minuuttia. 1 Gbit/s:n päivityksen jälkeen samaa tiedostoa alettiin kopioida 40 sekunnissa. Suorituskyvyn kasvu ilahdutti, mutta silti en saanut sitä kymmenkertaista parannusta, mitä voisi odottaa vertaamalla vanhojen ja uusien verkkojen 100 Mbps ja 1 Gbps nopeutta.

Mikä on syy?

Gigabitin verkossa kaikkien osien on tuettava 1 Gbps. Jos sinulla on esimerkiksi Gigabit-verkkokortit ja niihin liittyvät kaapelit asennettuna, mutta keskitin/kytkin tukee vain 100 Mbps, koko verkko toimii 100 Mbps:lla.

Ensimmäinen vaatimus on verkko-ohjain. On parasta, jos jokainen verkon tietokone on varustettu gigabitin verkkosovittimella (erillinen tai integroitu emolevyyn). Tämä vaatimus on helpoin täyttää, koska useimmat emolevyvalmistajat ovat integroineet gigabitin verkko-ohjaimia parin viime vuoden ajan.

Toinen vaatimus on, että verkkokortin tulee tukea myös 1 Gbit/s. Yleinen väärinkäsitys on, että gigabit-verkot vaativat Cat 5e -kaapelin, mutta itse asiassa jopa vanha Cat 5 -kaapeli tukee 1 Gbps:n nopeutta. Cat 5e -kaapeleilla on kuitenkin paremmat ominaisuudet, joten ne ovat optimaalisempi ratkaisu gigabitin verkkoihin, varsinkin jos kaapelit ovat kunnollisen pituisia. Cat 5e -kaapelit ovat kuitenkin edelleen halvimmat, koska vanha Cat 5 -standardi on jo vanhentunut. Uudemmat ja kalliimmat Cat 6 -kaapelit tarjoavat entistä paremman suorituskyvyn gigabittiverkoissa. Vertailemme Cat 5e ja Cat 6 -kaapeleiden suorituskykyä myöhemmin artikkelissamme.

Kolmas ja luultavasti kallein komponentti gigabit-verkossa on 1 Gbps keskitin/kytkin. Tietenkin on parempi käyttää kytkintä (ehkä yhdistettynä reitittimeen), koska keskitin tai keskitin ei ole älykkäin laite, vaan se yksinkertaisesti lähettää kaikki verkkotiedot kaikissa käytettävissä olevissa porteissa, mikä johtaa suureen määrään törmäyksiä ja hidastaa. verkon suorituskyky heikkenee. Jos tarvitset korkeaa suorituskykyä, et tule toimeen ilman gigabit-kytkintä, koska se välittää verkkotiedot vain haluttuun porttiin, mikä lisää tehokkaasti verkon nopeutta keskittimeen verrattuna. Reititin sisältää yleensä sisäänrakennetun kytkimen (useita LAN-portteja), ja sen avulla voit myös yhdistää kotiverkkosi Internetiin. Useimmat kotikäyttäjät ymmärtävät reitittimen edut, joten gigabitin reititin on erittäin houkutteleva vaihtoehto.

Kuinka nopea gigabitin pitäisi olla? Jos kuulet etuliitteen "giga", tarkoitat todennäköisesti 1000 megatavua, kun taas gigabitin verkon pitäisi tarjota 1000 megatavua sekunnissa. Jos luulet niin, et ole yksin. Mutta valitettavasti todellisuudessa kaikki on toisin.

Mikä on gigabit? Tämä on 1000 megatavua, ei 1000 megatavua. Yhdessä tavussa on 8 bittiä, joten lasketaan vain: 1 000 000 000 bittiä jaettuna 8 bitillä = 125 000 000 tavua. Yhdessä megatavussa on noin miljoona tavua, joten gigabitin verkon pitäisi tarjota teoreettinen maksimitiedonsiirtonopeus noin 125 Mt/s.

Tietysti 125 Mt/s ei kuulosta yhtä vaikuttavalta kuin gigabitti, mutta ajattele sitä: tällä nopeudella toimivan verkon pitäisi teoriassa siirtää gigatavu dataa vain kahdeksassa sekunnissa. Ja 10 Gt:n arkisto pitäisi siirtää vain minuutissa ja 20 sekunnissa. Nopeus on uskomaton: muista vain, kuinka kauan kesti siirtää gigatavua tietoa, ennen kuin USB-tikuista tuli yhtä nopeita kuin nykyään.

Odotuksemme olivat korkealla, joten päätimme siirtää tiedoston gigabitin verkon kautta ja nauttia lähes 125 MB/s nopeuksista. Meillä ei ole mitään erikoista hienoa laitteistoa: yksinkertainen kotiverkko, jossa on vanhaa mutta kunnollista tekniikkaa.

4,3 Gt:n tiedoston kopioiminen kotitietokoneelta toiselle suoritettiin keskimäärin 35,8 Mt/s nopeudella (suoritimme testin viisi kertaa). Tämä on vain 30 % gigabitin verkon 125 MB/s teoreettisesta katosta.

Mitkä ovat ongelman syyt?

Komponenttien valitseminen gigabitin verkon asentamista varten on melko yksinkertaista, mutta verkon saaminen toimimaan maksiminopeudella on paljon vaikeampaa. Verkon hidastumiseen voi vaikuttaa lukuisia tekijöitä, mutta olemme havainneet, että kaikki riippuu siitä, kuinka nopeasti kiintolevyt pystyvät siirtämään tietoja verkko-ohjaimeen.

Ensimmäinen rajoitus, joka on otettava huomioon, on gigabitin verkko-ohjaimen liitäntä järjestelmään. Jos ohjaimesi on kytketty vanhan PCI-väylän kautta, sen teoriassa siirrettävä datamäärä on 133 MB/s. Gigabit Ethernetin 125 MB/s suorituskyvylle tämä vaikuttaa riittävältä, mutta muista, että PCI-väylän kaistanleveys on jaettu koko järjestelmässä. Jokainen ylimääräinen PCI-kortti ja monet järjestelmäkomponentit käyttävät samaa kaistanleveyttä, mikä vähentää verkkokortin käytettävissä olevia resursseja. Uudella PCI Express (PCIe) -rajapinnalla varustetuissa ohjaimissa ei ole tällaisia ​​ongelmia, koska jokainen PCIe-linja tarjoaa vähintään 250 MB/s kaistanleveyttä ja yksinomaan laitteelle.

Seuraava tärkeä verkon nopeuteen vaikuttava tekijä on kaapelit. Monet asiantuntijat huomauttavat, että jos verkkokaapelit vedetään häiriöitä aiheuttavien virtakaapeleiden viereen, alhainen nopeus on taattu. Myös pitkät kaapelipituudet ovat ongelmallisia, sillä Cat 5e kuparikaapelit on sertifioitu enintään 100 metrin pituisiksi.

Jotkut asiantuntijat suosittelevat kaapelien käyttämistä uuden Cat 6 -standardin mukaisesti Cat 5e:n sijaan. Usein tällaisia ​​suosituksia on vaikea perustella, mutta yritämme testata kaapeliluokan vaikutusta pieneen gigabitin kotiverkkoon.

Älä unohda käyttöjärjestelmää. Tietenkin tätä järjestelmää käytetään harvoin gigabit-ympäristössä, mutta on syytä mainita, että Windows 98 SE (ja vanhemmat käyttöjärjestelmät) eivät pysty hyödyntämään gigabit Ethernetiä, koska tämän käyttöjärjestelmän TCP/IP-pino on tuskin pystyi lataamaan 100 Mbps yhteyttä täyteen. Windows 2000 ja Windowsin uudemmat versiot käyvät hyvin, vaikka vanhemmat käyttöjärjestelmät tarvitsevat jonkin verran säätämistä varmistaakseen, että ne saavat kaiken irti verkosta. Käytämme testeissämme 32-bittistä Windows Vistaa, ja vaikka Vistalla ei ole paras maine joihinkin tehtäviin, se tukee gigabitin verkkoa alusta alkaen.

Siirrytään nyt kiintolevyihin. Jopa vanhemman IDE-liitännän ATA/133-spesifikaatiolla pitäisi riittää tukemaan teoreettista 133 MB/s:n tiedostonsiirtonopeutta, ja uudempi SATA-spesifikaatio sopii laskuun, sillä se tarjoaa vähintään 1,5 Gb/s (150 MB) suorituskyvyn. . /Kanssa). Vaikka kaapelit ja ohjaimet pystyvät käsittelemään tiedonsiirtoa tällaisilla nopeuksilla, kiintolevyt eivät itse pysty.

Otetaan esimerkiksi tyypillinen nykyaikainen 500 Gt:n kovalevy, jonka pitäisi tarjota jatkuvaa noin 65 MB/s nopeutta. Levyjen (ulompien raitojen) alussa nopeus voi olla suurempi, mutta kun siirryt sisäkiskoille, läpimeno laskee. Sisäisten raitojen tiedot luetaan hitaammin, noin 45 MB/s.

Luulimme, että olimme peittäneet kaikki mahdolliset pullonkaulat. Mitä jäi tekemättä? Meidän piti suorittaa testejä ja katsoa, ​​voisimmeko saada verkon suorituskyvyn teoreettiseen 125 MB/s rajaan asti.

Testaa kokoonpano

Testit ja asetukset

Ennen kuin siirrymme vertailuarvoihin, päätimme testata kiintolevyjä offline-tilassa nähdäksemme, millaista suorituskykyä voimme odottaa ihanteellisessa skenaariossa.

Meillä on kaksi tietokonetta käynnissä gigabitin kotiverkossa. Ensimmäinen, jota kutsumme palvelimeksi, on varustettu kahdella levyalijärjestelmällä. Pääkiintolevy on 320 Gt Seagate Barracuda ST3320620AS, pari vuotta vanha. Palvelin toimii NAS:na, jossa on RAID-ryhmä, joka koostuu kahdesta 1 Tt:n Hitachi Deskstar 0A-38016 -kiintolevystä, jotka on peilattu redundanssia varten.

Kutsuimme verkon toista PC:tä asiakkaaksi, sillä siinä on kaksi kiintolevyä: molemmat 500 Gt Western Digital Caviar 00AAJS-00YFA, noin kuusi kuukautta vanhat.

Testasimme ensin palvelin- ja asiakasjärjestelmän kiintolevyjen nopeutta nähdäksemme, millaista suorituskykyä voisimme odottaa niiltä. Käytimme kiintolevytestiä SiSoftware Sandra 2009:ssä.

Unelmamme gigabitin tiedostonsiirtonopeuksista tuhoutuivat välittömästi. Molemmat yksittäiset kiintolevyt saavuttivat noin 75 Mt/s maksimilukunopeuden ihanteellisissa olosuhteissa. Koska tämä testi suoritetaan todellisissa olosuhteissa ja asemat ovat 60 % täynnä, voimme odottaa lukunopeuksia lähempänä molemmilta kiintolevyiltä saamaamme 65 MB/s indeksiä.

Mutta katsotaanpa RAID 1:n suorituskykyä - parasta tässä ryhmässä on, että laitteisto-RAID-ohjain voi parantaa lukusuorituskykyä hakemalla tietoja molemmilta kiintolevyiltä samanaikaisesti, kuten RAID 0 -ryhmät; mutta tämä vaikutus esiintyy (sikäli kuin tiedämme) vain laitteisto-RAID-ohjaimilla, mutta ei ohjelmisto-RAID-ratkaisuilla. Testeissämme RAID-ryhmä tarjosi paljon nopeamman lukusuorituskyvyn kuin yksi kiintolevy, joten on hyvät mahdollisuudet saada korkeat verkon tiedostojen siirtonopeudet RAID 1 -ryhmästä , mutta todellisuudessa suorituskyvyn pitäisi olla lähellä 88 Mt/s indeksiä, koska taulukko on 55 % täynnä.

Joten meidän pitäisi saada noin 88 Mt/s gigabitin verkossa, eikö niin? Se ei ole läheskään niin lähellä gigabitin verkon 125 Mbit/s kattoa, mutta se on paljon nopeampi kuin 100 Mbit/s verkot, joiden enimmäisnopeus on 12,5 Mt/s, joten käytännössä 88 Mt/s nopeuden saaminen ei olisi ollenkaan huono asia. .

Mutta se ei ole niin yksinkertaista. Se, että kiintolevyjen lukunopeus on melko korkea, ei tarkoita, että ne kirjoittaisivat tietoja nopeasti todellisissa olosuhteissa. Suoritetaan levyn kirjoitustestejä ennen verkon käyttöä. Aloitamme palvelimeltamme ja kopioimme 4,3 Gt:n kuvan nopeasta RAID-ryhmästä 320 Gt:n järjestelmän kiintolevylle ja takaisin. Sitten kopioimme tiedoston asiakkaan D:-asemalta sen C:-asemaan.

Kuten näet, kopioiminen nopeasta RAID-ryhmästä C:-asemaan antoi keskinopeudeksi vain 41 Mt/s. Ja kopioiminen C:-asemasta RAID 1 -ryhmään johti vain 25 Mt/s pudotukseen. Mitä tapahtuu?

Juuri näin tapahtuu todellisuudessa: kovalevy C: julkaistiin hieman yli vuosi sitten, mutta se on 60% täynnä, luultavasti hieman pirstoutunut, joten se ei riko ennätyksiä tallennuksen suhteen. On muitakin tekijöitä, nimittäin kuinka nopeasti järjestelmä ja muisti yleensä toimivat. RAID 1 on tehty suhteellisen uudesta laitteistosta, mutta redundanssin vuoksi tiedot on kirjoitettava kahdelle kiintolevylle samanaikaisesti, mikä heikentää suorituskykyä. Vaikka RAID 1 voi tarjota korkean lukukyvyn, kirjoitusnopeus on uhrattava. Voisimme tietysti käyttää raidallista RAID 0 -taulukkoa, joka antaa korkeat kirjoitus- ja lukunopeudet, mutta jos yksi kiintolevy kuolee, kaikki tiedot vioituvat. Kaiken kaikkiaan RAID 1 on parempi vaihtoehto, jos arvostat NAS:iin tallennettuja tietoja.

Kaikki ei kuitenkaan ole menetetty. Digital Caviarin uusi 500 Gt:n asema pystyy kirjoittamaan tiedostomme nopeudella 70,3 Mt/s (viiden testiajon keskiarvo), ja sen huippunopeus on 73,2 Mt/s.

Näin ollen odotimme todellista 73 Mt/s maksimisiirtonopeutta gigabitin verkossa NAS RAID 1 -ryhmästä asiakkaan C:-asemaan. Testaamme myös tiedostojen siirtoja asiakkaan C:-asemalta palvelimen C:-asemalle nähdäksemme, voimmeko realistisesti odottaa 40 Mt/s siihen suuntaan.

Aloitetaan ensimmäisestä testistä, jossa lähetimme tiedoston asiakkaan C:-asemalta palvelimen C:-asemalle.

Kuten näemme, tulokset vastaavat odotuksiamme. Gigabitin verkko, joka teoriassa pystyy 125 MB/s, lähettää dataa asiakkaan C:-asemalta nopeimmalla mahdollisella nopeudella, luultavasti noin 65 MB/s. Mutta kuten yllä osoitimme, palvelimen C:-asema voi kirjoittaa vain noin 40 MB/s.

Kopioidaan nyt tiedosto palvelimen nopeasta RAID-ryhmästä asiakastietokoneen C:-asemaan.

Kaikki meni kuten odotimme. Testeistämme tiedämme, että asiakastietokoneen C:-asema pystyy kirjoittamaan dataa noin 70 MB/s nopeudella ja gigabitin verkon suorituskyky oli hyvin lähellä tätä nopeutta.

Valitettavasti tuloksemme eivät lähellekään teoreettista maksimikapasiteettia 125 MB/s. Voimmeko testata verkon maksiminopeutta? Toki, mutta ei realistisessa skenaariossa. Yritämme siirtää tietoa verkon yli muistista muistiin ohittaaksemme kiintolevyjen kaistanleveysrajoitukset.

Tätä varten luomme palvelimelle ja asiakastietokoneille 1 Gt:n RAM-levyn ja siirrämme sitten 1 Gt:n tiedoston näiden levyjen välillä verkon kautta. Koska jopa hidas DDR2-muisti pystyy siirtämään tietoja yli 3000 MB/s nopeuksilla, verkon kaistanleveys on rajoittava tekijä.

Gigabit-verkkomme maksiminopeus on 111,4 MB/s, mikä on hyvin lähellä teoreettista 125 MB/s rajaa. Erinomainen tulos, siitä ei tarvitse valittaa, koska todellinen läpimenokyky ei edelleenkään saavuta teoreettista maksimiaan lisätietojen, virheiden, uudelleenlähetysten jne. vuoksi.

Johtopäätös on seuraava: nykyään tiedonsiirron suorituskykyä gigabitin verkossa rajoittavat kovalevyt, eli siirtonopeutta rajoittaa prosessiin osallistuva hitain kovalevy. Kun olet vastannut tärkeimpään kysymykseen, voimme siirtyä nopeustesteihin kaapelin kokoonpanosta riippuen, jotta artikkelimme olisi täydellinen. Voisiko kaapeloinnin optimointi tuoda verkon nopeudet vielä lähemmäksi teoreettista rajaa?

Koska suorituskyky testeissämme oli lähellä odotettua, emme todennäköisesti näe mitään parannuksia muuttamalla kaapelin kokoonpanoa. Mutta halusimme silti suorittaa testejä päästäksemme lähemmäksi teoreettista nopeusrajoitusta.

Teimme neljä testiä.

Testi 1: oletus.

Tässä testissä käytimme kahta noin 8 metriä pitkää kaapelia, joista kumpikin oli kytketty tietokoneeseen toisessa päässä ja gigabitin kytkin toisessa. Jätimme kaapelit paikoilleen, eli sähkökaapeleiden ja pistorasioiden viereen.

Tällä kertaa käytimme samoja 8-koon kaapeleita kuin ensimmäisessä testissä, mutta siirsimme verkkokaapelin mahdollisimman kauas virtakaapeleista ja jatkojohdoista.

Tässä testissä poistimme yhden 8 metrin kaapeleista ja korvasimme sen metrin Cat 5e -kaapelilla.

Viime testissä vaihdoimme 8:n Cat 5e -kaapelit 8:n Cat 6 -kaapeleihin.

Yleisesti ottaen eri kaapelikokoonpanojen testaaminen ei osoittanut merkittävää eroa, mutta johtopäätökset voidaan tehdä.

Testi 2: Vähennä virtakaapeleiden aiheuttamia häiriöitä.

Pienissä verkoissa, kuten kotiverkossamme, testit osoittavat, että sinun ei tarvitse huolehtia LAN-kaapeleiden käyttämisestä lähellä sähkökaapeleita, pistorasiaa ja jatkojohtoja. Tietenkin häiriöt ovat suurempia, mutta tällä ei ole vakavaa vaikutusta verkon nopeuteen. Kaikesta huolimatta on parempi välttää sen sijoittamista virtakaapeleiden lähelle, ja sinun tulee muistaa, että tilanne verkossasi voi olla erilainen.

Testi 3: vähennä kaapeleiden pituutta.

Tämä ei ole täysin oikea testi, mutta yritimme havaita eron. On syytä muistaa, että kahdeksan metrin kaapelin korvaaminen mittarilla voi johtaa siihen, että tuloksena on yksinkertaisesti erilaisia ​​kaapeleita kuin etäisyyserot. Joka tapauksessa useimmissa testeissä emme näe merkittävää eroa, lukuun ottamatta epänormaalia suorituskyvyn kasvua kopioitaessa C:-asemalta palvelimen C:-asemalle.

Testi 4: Vaihda Cat 5e -kaapelit Cat 6 -kaapeleihin.

Jälleen, emme löytäneet merkittävää eroa. Koska kaapelit ovat noin 8 metriä pitkiä, pidemmillä kaapeleilla voi olla suuri ero. Mutta jos pituus ei ole maksimi, niin Cat 5e -kaapelit toimivat varsin hyvin gigabitin kotiverkossa, jossa kahden tietokoneen välinen etäisyys on 16 metriä.

On mielenkiintoista huomata, että kaapeleiden manipuloinnilla ei ollut vaikutusta tiedonsiirtoon tietokoneen RAM-levyjen välillä. On melko selvää, että jokin muu verkon komponentti rajoitti suorituskyvyn maagiseen 111 Mt/s:n määrään. Tällainen tulos on kuitenkin edelleen hyväksyttävä.

Tarjoavatko gigabitin verkot gigabitin nopeuksia? Kuten käy ilmi, he melkein tekevät.

Todellisissa olosuhteissa kiintolevyt rajoittavat kuitenkin vakavasti verkon nopeutta. Synteettisessä muistista muistiin -skenaariossa gigabitin verkkomme tuotti suorituskyvyn hyvin lähellä teoreettista 125 MB/s rajaa. Säännölliset verkon nopeudet, kiintolevyjen suorituskyky huomioon ottaen, rajoitetaan 20-85 Mt/s, riippuen käytetyistä kiintolevyistä.

Testasimme myös virtajohtojen, kaapelin pituuden ja Cat 5e:stä Cat 6:een päivittämisen vaikutukset. Pienessä kotiverkossamme mikään mainituista tekijöistä ei vaikuttanut suorituskykyyn merkittävästi, vaikka huomaammekin, että suuremmassa, monimutkaisemmassa verkossa, jossa on pidempi pituuteen näillä tekijöillä voi olla paljon voimakkaampi vaikutus.

Yleensä jos siirrät suuren määrän tiedostoja kotiverkossasi, suosittelemme gigabitin verkon asentamista. Päivittäminen 100 Mbps:n verkosta parantaa suorituskykyä ainakin kaksinkertaisena.

Gigabit Ethernet kotiverkossasi voi parantaa suorituskykyä, jos luet tiedostoja nopealta NAS-tallennuslaitteelta, joka käyttää laitteisto-RAIDia. Testiverkostossamme siirsimme 4,3 Gt:n tiedoston vain minuutissa. Yli 100 Mbps:n yhteydellä saman tiedoston kopioiminen kesti noin kuusi minuuttia.

Gigabit-verkot ovat yhä helpommin saavutettavissa. Nyt ei jää muuta kuin odottaa, että kovalevyjen nopeudet nousevat samalle tasolle. Sillä välin suosittelemme luomaan taulukoita, jotka voivat voittaa nykyaikaisten HDD-tekniikoiden rajoitukset. Sitten voit puristaa enemmän suorituskykyä irti gigabitin verkosta.

Päätin päivittää tietokonettani hieman, ja koska tarvitsin 2 verkkokorttia ja paikkoja ei ollut tarpeeksi, tarvitsin verkkokortin PCI-E-paikkaan. Minulla oli tarpeeksi aikaa, joten päätin ostaa sen Aliexpressistä.

Löysin sen, täysin tyytyväinen kuvaukseen ja myös hintaan. Myyjää tarkasteltaessa todettiin, että riskitaso on lähes nolla. Tilattu paketti saapui 20 päivää myyjän lähettämisen jälkeen. Myyjällä on muuten tällä hetkellä alennus tai alennus, mutta kortti maksaa 3,63.

Mutta koska en todellakaan luota kiinalaisiin valmistajiin, katsoin ensin huolellisesti taulua. Intuitioni ei pettänyt minua, päämikropiiri ei juotettu vain offsetilla, vaan kolmessa paikassa oli myös juotospuikkoja (merkitty nuolilla).

En todellakaan yrittänyt selvittää, mistä nämä nastat johtuivat, mutta liitännät muistisirun ja virtanastojen kanssa eli jumiutuivat jalkoihin. lautaa ei todellakaan olisi määrätty, vähintään, enintään jään ilman uutta tietokonetta.

Ja tietysti hauska nimitys linkin nopeudelle Hertzissä.

Laittamatta sitä tietokoneeseen, kirjoitin myyjälle, että sain paketin, mutta se ei toimi, mikropiiri on juotettu huonosti. Hän vastasi, että he sanovat lähettävän videon. Mitä hän aikoi nähdä siellä, en ymmärrä. Sanoin hänelle, että yritän ottaa valokuvan, mutta kaikki oli niin pientä, että oli epätodennäköistä, että hän näkisi mitään. Lähetti viestin.

Odottamatta vastausta, otin juotosraudan, poistin räkän, tarkistin kortin - se toimi.

Kortti tunnistettiin Realtek PCIe GBE Family Controlleriksi, ja koska minulla oli jo Realtek-ajurit asennettuna, kortti alkoi toimia heti, minun ei tarvinnut asentaa mitään.
Laitepäällikkö kirjoittaa siitä -
PCI\VEN_10EC&DEV_8168&SUBSYS_816810EC&REV_02\4&293AFFCC&1&00E0

Testasin kopiointinopeuden, vaikka kaikki johtui reitittimen portin nopeuksista (yllätyin huomatessani, ettei minulla ollut mitään testattavaa korttia gigabitin nopeudella), toistaiseksi ei ole mitään testattavaa gigabittiä, ja ollakseni rehellinen , En näe sille vielä kiireellistä tarvetta, 100 megabittiä riittää, mutta en ole nähnyt 100 megabitin PCI-E:tä, joten anna sen elää. Lisäksi en todennäköisesti osta sitä meiltä tällä rahalla.

Tämän seurauksena kirjoitin myyjälle, että siru juotettiin uudelleen, kortti toimii, vahvistan vastaanottamisen, mutta olen erittäin tyytymätön. Työn laatu on erittäin huono. Tämän seurauksena myyjä tarjosi 3 dollarin palautusta, suostuin, itse asiassa minulla ei ollut mitään erityisiä valituksia myyjästä, otin yhteyttä välittömästi ja ilman ongelmia.

Mutta siitä ei ole kysymys, vaan tämän mikrokatsauksen moraali on, että älä ole liian laiska tarkastamaan sitä huolellisesti ennen kuin asetat uuden laitteiston tietokoneellesi, jottei jää ilman tietokonetta ollenkaan.

Yleensä toimitus on erinomainen, kortti on banaalisin, hinta on kohtuullinen, toimitus on nopea, mutta laatu on melko huono.

Näin he luultavasti kokosivat verkkoni