Gigabit Ethernet PCI Express -verkkosovitin. Gigabit Ethernet PCI Express -verkkosovitin Perustuu Telecom Transport -yhtiön materiaaleihin

Minulla ei ollut kiirettä kääntää omaani kotiverkko 100 Mbps - 1 Gbps, mikä on minulle melko outoa, koska siirrän suuren määrän 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 kuitenkin verkkolaitteisto ei herätä sellaista innostusta. On todellakin vaikea sijoittaa ansaitsemasi rahat verkkoinfrastruktuuriin toisen teknisen syntymäpäivälahjan sijasta.

Kuitenkin vaatimukset kaistanleveys omani ovat erittäin korkeat, ja jossain vaiheessa tajusin, että 100 Mbit/s infrastruktuuri ei enää riitä. Kaikissa kotikoneissani on jo integroidut 1 Gbps sovittimet (emolevyissä), joten päätin ottaa lähimmän tietokoneyrityksen hinnaston ja katsoa mitä tarvitsisin siirtääkseni koko verkkoinfrastruktuuria nopeudella 1 Gbit/s.

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 -kaapeleissa on kuitenkin parhaat ominaisuudet, joten ne ovat optimaalisempi ratkaisu gigabitin verkkoihin, varsinkin jos kaapelit ovat kunnollisen pitkiä. Cat 5e -kaapelit ovat kuitenkin edelleen halvimmat tänään vanha standardi Cat 5 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 korkea suorituskyky, niin et tule toimeen ilman gigabit-kytkintä, koska se ohjaa verkkotiedot vain vaadittuun 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 yhdestä kotitietokone toisaalta se juoksi keskinopeudella 35,8 MB/s (teimme testin viisi kertaa). Tämä on vain 30 % gigabitin verkon 125 MB/s teoreettisesta katosta.

Mitkä ovat ongelman syyt?

Gigabitin verkon asennuskomponenttien valitseminen on melko yksinkertaista, mutta verkon saaminen toimimaan suurin nopeus paljon vaikeampaa. Verkon hidastumiseen voi vaikuttaa lukuisia tekijöitä, mutta kuten olemme havainneet, kaikki riippuu siitä, kuinka nopeasti kovalevyjä pystyy siirtämään tietoja verkko-ohjaimelle.

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 näyttää riittävältä, mutta muista, että läpijuoksu PCI-väylät jaettu koko järjestelmään. Jokainen ylimääräinen PCI-kortti ja monet järjestelmäkomponentit käyttävät samaa kaistanleveyttä, mikä vähentää verkkokortin käytettävissä olevia resursseja. Ohjaimille, joissa on uusi käyttöliittymä PCI Express(PCIe) tällaisia ​​ongelmia ei ole, koska jokainen PCIe-kaista tarjoaa vähintään 250 Mt/s kaistanleveyttä ja yksinomaan laitteelle.

Seuraava tärkeä verkon nopeuteen vaikuttava tekijä on kaapelit. Monet asiantuntijat huomauttavat, että munimisen tapauksessa verkkokaapeleita lähellä sähkökaapeleita, jotka aiheuttavat häiriöitä, alhaiset nopeudet 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 uudemmat uusimmat versiot Windows toimii jo, vaikka vanhemmissakin käyttöjärjestelmät Sinun on tehtävä joitain säätöjä varmistaaksesi, että he saavat kaiken irti verkosta. Käytämme 32-bittistä käyttöjärjestelmää Windows Vista testeissämme, ja vaikka Vistalla ei ole paras maine joihinkin tehtäviin, se tukee gigabitin verkkoa alusta alkaen.

Siirrytään nyt kiintolevyihin. Jopa vanhemman ATA/133-spesifikaatiolla varustetun IDE-liitännän pitäisi riittää tukemaan teoreettista 133 MB/s 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 Mt/s.

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

Testaa kokoonpano

Testausjärjestelmät	Palvelinjärjestelmä	Asiakasjärjestelmä
prosessori	Intel Core 2 Duo E6750 (Conroe), 2,66 GHz, FSB-1333, 4 Mt välimuisti	Intel Core 2 Quad Q6600 (Kentsfield), 2,7 GHz, FSB-1200, 8 Mt välimuisti
Emolevy	ASUS P5K, Intel P35, BIOS 0902	MSI P7N SLI Platinum, Nvidia nForce 750i, BIOS A2
Netto	Sisäänrakennettu Abit Gigabit LAN -ohjain	Integroitu nForce 750i Gigabit Ethernet -ohjain
Muisti	Wintec Ampo PC2-6400, 2x 2048 Mt, DDR2-667, CL 5-5-5-15, 1,8 V	A-Data EXTREME DDR2 800+, 2x 2048 Mt, DDR2-800, CL 5-5-5-18, 1,8 V
Näytönohjaimet	ASUS GeForce GTS 250 Dark Knight, 1 Gt GDDR3-2200, 738 MHz GPU, 1836 MHz varjostinyksikkö	MSI GTX260 Lightning, 1792 Mt GDDR3-1998, 590 MHz GPU, 1296 MHz varjostinyksikkö
Kiintolevy 1	Seagate Barracuda ST3320620AS, 320 Gt, 7200 rpm, 16 Mt välimuisti, SATA 300
Kiintolevy 2	2x Hitachi Deskstar 0A-38016 RAID 1:ssä, 7200 rpm, 16 Mt välimuisti, SATA 300	Western Digital Caviar WD50 00AAJS-00YFA, 500 Gt, 7200 rpm, 8 Mt välimuisti, SATA 300
virtalähde	Aerocool Zerodba 620w, 620W, ATX12V 2.02	Ultra HE1000X, ATX 2.2, 1000 W
Verkkokytkin	D-Link DGS-1008D, 8-porttinen 10/100/1000 hallitsematon Gigabit Desktop Switch
Ohjelmistot ja ajurit
OS	Microsoft Windows Vista Ultimate 32-bittinen 6.0.6001, SP1
DirectX versio	DirectX 10
Grafiikkaohjain	Nvidia GeForce 185.85

Testit ja asetukset

Testit ja asetukset
Nodesoft Diskbench	Versio: 2.5.0.5, tiedoston kopiointi, luonti, lukeminen ja erävertailu
SiSoftware Sandra 2009 SP3	Versio 2009.4.15.92, CPU-testi = CPU-aritmetiikka / multimedia, muistitesti = kaistanleveyden vertailuarvo

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 redundanssin vuoksi.

Kutsuimme verkon toista PC:tä asiakkaaksi, 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 ohjelmistoratkaisuja RAID. Meidän testeissämme RAID-ryhmä tarjosi paljon nopeamman lukusuorituskyvyn kuin yksi kiintolevy, joten on todennäköistä, että saamme nopeat tiedostojen siirtonopeudet verkon yli RAID 1 -ryhmästä. RAID-ryhmä tarjosi vaikuttavan huippusuorituskyvyn 108 Mt/s, mutta todellisuudessa suorituskyvyn tulisi 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 joitakin 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 lukusuorituskyvyn, 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. Uusi 500GB Digitaalinen asema Caviar pystyy kirjoittamaan tiedostomme nopeudella 70,3 MB/s (viiden testiajon keskiarvo), ja se antaa myös maksiminopeuden 73,2 MB/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 tuohon 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 C-asemaan: asiakastietokone.

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 sanotusta huolimatta on kuitenkin parempi välttää sen sijoittamista virtakaapeleiden lähelle, ja sinun tulee muistaa, että tilanne voi olla erilainen verkossasi.

Testi 3: vähennä kaapeleiden pituutta.

Tämä ei ole täysin oikea testi, mutta yritimme havaita eron. On syytä muistaa, että kahdeksan metrin kaapelin korvaaminen metrikaapelilla 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 selvää, että jokin muu verkon komponentti rajoitti suorituskyvyn maagiseen 111 MB/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 suorituskykyä hyvin lähellä teoreettista 125 MB/s rajaa. Säännölliset verkon nopeudet, ottaen huomioon kiintolevyjen suorituskyvyn, rajoitetaan 20-85 Mt/s tasolle käytetyistä kiintolevyistä riippuen.

Testasimme myös virtajohtojen, kaapelin pituuden ja Cat 5e:stä Cat 6:een päivittämisen vaikutuksen. Pienessä kotiverkossamme mikään mainituista tekijöistä ei vaikuttanut suorituskykyyn merkittävästi, vaikka huomaammekin, että suuremmassa, monimutkaisemmassa verkossa, jossa on pidempi verkko. 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: saat ainakin kaksinkertaisen tiedostonsiirtonopeuden.

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 ohittaa rajoitukset nykyaikaiset tekniikat HDD. Sitten voit puristaa enemmän suorituskykyä irti gigabitin verkosta.

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.

SISÄLTÖ

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 nykypäivän 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 lähetysstandardista, joka luotiin äskettäin ja jota kehitetään nyt menestyksekkäästi digitaalista tietoa, jota kutsutaan Ethernetiksi.

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 alkoi kilpailla 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. menetelmiä. 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 -standardilla Nopea Ethernet 100 Mbps:lla ja myöhemmin IEEE 802.3z Gigabit Ethernet 1000 Mbps:lla otettiin käyttöön. Päällä Tämä hetki 10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae on jo täydessä käytössä 10 000 Mbit/s nopeudella. 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. Usein suoraan Internet-protokollan käyttämä.

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 sen VLANin tunnistamiseksi, johon se on osoitettu, ja IEEE 802.1p -tunnisteen, joka ilmaisee prioriteetin.

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

varten erilaisia ​​tyyppejä kehyksillä on eri muotoja ja MTU-arvoja.

Tekniikan toiminnalliset elementitGigabit Ethernet

Huomaa, että Ethernet-korttien ja muiden laitteiden valmistajat tukevat yleensä tuotteitaan useille aikaisemmille datanopeusstandardeille. Oletusarvon mukaan kortin ajurit itse määrittävät kahden laitteen välisen yhteyden optimaalisen toimintatavan käyttämällä automaattista nopeuden ja duplex-tunnistusta, mutta yleensä 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, olemassa kahdessa versiossa Versio 1 ja Version 2, kehysmuoto uusin versio on edelleen laajassa 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 johdinta kierrettyä parikaapelia (kaksi kierrettyä paria) kategoriasta 3 tai kategoriasta 5. Segmentin maksimipituus 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.

Yleisimmät ja edullinen 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 Category 3 -kaapelilla. Käytössä on 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 Latinalainen kirjain 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. Käytetään kategorian 5e tai kategorian 6 parikaapelia. 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 on erotettu fyysisesti kahdella parilla kumpaankin suuntaan, mikä yksinkertaistaa lähetin-vastaanotinlaitteiden suunnittelua huomattavasti. Tiedonsiirtonopeus - 500 Mbit/s yhden parin yli. Käytännössä käyttämätön.

1000Base-X - yleinen termi tarkoittaa Gigabit Ethernet -tekniikkaa kytkettävillä GBIC- tai SFP-lähetin-vastaanottimilla.

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 välillä 13,5-3 dBm, ON/OFF-suhteella (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 metriä), 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.

Vakio	Kaapelin tyyppi	Kaistanleveys (ei huonompi), MHz*Km	Max. etäisyys, m *
1000BASE-LX (1300 nm:n laserdiodi)	Yksimuotokuitu (9 µm)
	Monimuotokuitu (50 µm)
	Monimuotokuitu (62,5 µm)
1000BASE-SX (850 nm:n laserdiodi)	Monimuotokuitu (50 µm)
	Monimuotokuitu (62,5 µm)
	Monimuotokuitu (62,5 µm)
	Suojattu kierretty pari-STP (150 ohmia)
* 1000BASE-SX- ja 1000BASE-LX-standardit vaativat kaksisuuntaisen tilan ** Joidenkin valmistajien laitteet voivat tarjota pidemmät etäisyydet; optiset segmentit ilman välitoistimia/vahvistimia voivat saavuttaa 100 km:n.

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 gigabitin Ethernet(100-GE), edelleen melko raakaa, mutta melko kysyttyä tekniikkaa.

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 täysin muodostunut työryhmä 802.3ba kehittää 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 voi täysin tukea sovelluksia, kuten suoratoistovideo, videoneuvottelut, monimutkaisten kuvien siirto, jotka asettavat entistä enemmän vaatimuksia kanavakapasiteetille. Yritys- ja kotiverkkojen siirtonopeuksien lisäämisen edut käyvät yhä selvemmiksi tämän luokan laitteiden hintojen laskeessa.

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 törmäyksentunnistimella), full duplex jne. Siitä huolimatta suuret nopeudet He esittelivät myös omia innovaatioitaan, mutta juuri vanhojen standardien perinnössä Gigabit Ethernetin valtava etu ja suosio piilee. 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. Tämän lähestymistavan ansiosta Ethernet-teknologia on saanut hallitsevan paikan verkkoteknologioissa ja valloittaa 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

Me, kuten tavallinen ihminen, olimme kiinnostuneempia 1000Base-CX:stä, koska se toimii suojatulla kierretyllä parilla (STP "twinax") lyhyillä etäisyyksillä, ja 1000BASE-T:stä suojaamattomassa kierretyssä parissa kategoria 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 merkitystä, niiden tarkistussummaa ei lasketa. Kun kehys vastaanotetaan, tämä kenttä hylätään MAC-kerroksessa, joten korkeammat kerrokset jatkavat toimintaansa 64 tavun vähimmäiskehyksillä.

Mutta täälläkin ne syntyivät vedenalaisia ​​kiviä. 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 medialaajennussymboleja. 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 tuettu vain Gigabit Ethernet vakiokoot Ethernet-kehykset - vähintään 64 (laajennettavissa 512:een) enintään 1518 tavuun. Näistä 18 tavua varaa vakiopalveluotsikko, ja dataa varten jää vastaavasti 46 tavua 1500 tavuun. 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.

Nopeus	10 Mbit/s		100 Mbit/s		1000 Mbit/s
Kehyksen koko
Kehyksiä/s
Tiedonsiirtonopeus, Mbit/s
Kuvien välinen aika, µs

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. Kehyksiä käytettäessä pienempi koko 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 osaa kehyksen käsittelykuormasta keskusprosessori itsensä päälle verkkosovitin.

Molemmat menetelmät ovat tällä hetkellä käytössä. Vuonna 1999 ehdotettiin pakkauksen koon suurentamista. Tällaisia ​​paketteja kutsuttiin gigakehyksiksi (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.

Melko nopeasti kehittyvä tiedonkäsittelyn nopeus tarjoaa yhä nopeamman ja edullisia ratkaisuja erikoislaitteiston käytöstä 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 mahdollistaa korkearesoluutioisen videon korkealaatuisen katselun, vie vähemmän aikaa tiedon uudelleenjakamiseen ja mahdollistaa videovirtojen suoran koodauksen verkkoasemille.

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

Artikkeli luettu 15510 kertaa

Tilaa kanavamme

Ennen kuin maito oli edes kuivunut, kuten sanotaan, vastasyntyneen nopean Ethernet-standardin huulilla, 802-komitea aloitti työskentelyn uusi versio(1995). Se nimettiin lähes välittömästi gigabitin Ethernet-verkoksi, ja vuonna 1998 IEEE ratifioi uuden standardin jo virallisella nimellä 802.3z. Niinpä kehittäjät korostivat, että tämä on 802.3-linjan viimeisin kehitys (ellei joku kiireesti keksi standardeille nimeä, esimerkiksi 802.3s. Aikoinaan Bernard Shaw ehdotti englannin aakkosten laajentamista ja sisällyttämistä siihen, erityisesti s-kirjain, mutta se ei ollut vakuuttava.).

Tärkeimmät edellytykset 802.3z:n luomiselle olivat samat kuin 802.3u:n luomiselle – nopeuden lisääminen 10-kertaiseksi säilyttäen samalla taaksepäin yhteensopivuuden vanhempien Ethernet-verkkojen kanssa. Erityisesti Gigabit Ethernetin piti tarjota kuittaukseton datagrammipalvelu sekä yksisuuntaisille että monilähetyksille. Samalla oli välttämätöntä pitää 48-bittinen osoitejärjestelmä ja kehysmuoto ennallaan, mukaan lukien sen koon ala- ja ylärajat. Uusi standardi täytti kaikki nämä vaatimukset.

Gigabit Ethernet -verkot on rakennettu point-to-point -periaatteella, ne eivät käytä monokanavaa, kuten alkuperäisessä 10 Mbit Ethernetissä, jota muuten kutsutaan nykyään klassiseksi Ethernetiksi. Yksinkertaisin gigabitin verkko, joka näkyy kaaviossa a, koostuu kahdesta tietokoneesta, jotka on kytketty suoraan toisiinsa. Yleisemmässä tapauksessa on kuitenkin olemassa kytkin tai keskitin, johon on kytketty useita tietokoneita, ja on myös mahdollista asentaa lisäkytkimiä tai -keskittimiä (kaavio "b"). Mutta joka tapauksessa kaksi laitetta on aina kytketty yhteen Gigabit Ethernet -kaapeliin, ei enempää, ei vähempää.

Gigabit Ethernet voi toimia kahdessa tilassa: full duplex ja half duplex. "Normaali" katsotaan kaksisuuntaiseksi, ja liikenne voi kulkea samanaikaisesti molempiin suuntiin. Tätä tilaa käytetään, kun keskuskytkin on kytketty oheistietokoneisiin tai kytkimiin. Tässä kokoonpanossa kaikkien linjojen signaalit on puskuroitu, joten tilaajat voivat lähettää tietoja milloin haluavat. Lähettäjä ei kuuntele kanavaa, koska hänellä ei ole ketään kilpailla. Tietokoneen ja kytkimen välisellä linjalla tietokone on ainoa mahdollinen lähettäjä; siirto onnistuu, vaikka samaan aikaan tapahtuisi siirto kytkinpuolelta (linja on full duplex). Koska tässä tapauksessa ei ole kilpailua, CSMA/CD-protokollaa ei käytetä, joten kaapelin maksimipituus määräytyy yksinomaan signaalin tehon mukaan, eikä kohinapurskeen etenemisaikaa koskevia kysymyksiä esiinny tässä. Kytkimet voivat toimia eri nopeuksilla; Lisäksi ne valitsevat automaattisesti optimaalisen nopeuden. Plug and play on tuettu samalla tavalla kuin Fast Ethernetissä.

Half-duplex-toimintoa käytetään, kun tietokoneita ei ole kytketty kytkimeen, vaan keskittimeen. Keskitin ei puskuroi saapuvia kehyksiä. Sen sijaan se yhdistää sähköisesti kaikki linjat simuloiden tavallisen Ethernetin monolinkkiä. Tässä tilassa törmäykset ovat mahdollisia, joten käytetään CSMA/CD:tä. Koska vähimmäiskehyskoko (eli 64 tavua) voidaan lähettää 100 kertaa nopeammin kuin perinteisessä Ethernet-verkossa, segmentin enimmäispituutta on vähennettävä kertoimella 100 vastaavasti. Se on 25 m - juuri tällä asemien välisellä etäisyydellä kohinapurske saavuttaa taatusti lähettäjän ennen lähetyksensä päättymistä. Jos kaapeli olisi 2500 m pitkä, niin 64-tavuisen kehyksen lähettäjällä nopeudella 1 Gbit/s olisi aikaa tehdä paljon, vaikka hänen kehyksensä on kulkenut vain kymmenesosan matkasta yhteen suuntaan, puhumattakaan siitä, että signaalin täytyy ja myös palata.

802.3z-standardin kehityskomitea totesi perustellusti, että 25 m on liian lyhyt pituus, ja esitteli kaksi uutta ominaisuutta, jotka mahdollistivat segmenttien säteen laajentamisen. Ensimmäistä kutsutaan medialaajennukseksi. Tämä laajennus koostuu yksinkertaisesti siitä, että laitteisto lisää oman täytekenttänsä venyttäen normaalin kehyksen 512 tavuksi. Koska lähettäjä lisää tämän kentän ja vastaanottaja poistaa sen, ohjelmisto ei välitä siitä. Tietenkin 512 tavun käyttäminen 46 tavun siirtämiseen on vähän turhaa kaistanleveyden tehokkuuden kannalta. Tällaisen lähetyksen tehokkuus on vain 9%.

Toinen ominaisuus, jonka avulla voit lisätä segmentin sallittua pituutta, on pakettikehysten lähetys. Tämä tarkoittaa, että lähettäjä ei voi lähettää yhtä kehystä, vaan paketin, joka yhdistää useita kehyksiä kerralla. Jos paketin kokonaispituus on alle 512 tavua, suoritetaan, kuten edellisessä tapauksessa, laitteistotäyttö valedatalla. Jos lähettämistä odottavia kehyksiä on tarpeeksi niin suuren paketin täyttämiseksi, järjestelmä on erittäin tehokas. Tämä järjestelmä on tietysti parempi kuin median laajentaminen. Nämä menetelmät mahdollistivat segmenttien maksimipituuden nostamisen 200 metriin, mikä on todennäköisesti jo varsin hyväksyttävää organisaatioille.

On vaikea kuvitella organisaatiota, joka käyttäisi paljon vaivaa ja rahaa asentaakseen kortteja korkean suorituskyvyn gigabitin Ethernet-verkkoon ja kytkeä sitten tietokoneita keskittimiin, jotka simuloivat klassisen Ethernetin toimintaa sen törmäyksillä ja muilla ongelmineen. Keskittimet ovat tietysti halvempia kuin kytkimet, mutta Gigabit Ethernet -rajapintakortit ovat edelleen suhteellisen kalliita, joten rahan säästäminen ei ole sen arvoista, jos ostat keskittimen kytkimen sijaan. Lisäksi tämä heikentää suorituskykyä jyrkästi, ja on täysin epäselvää, miksi he käyttivät rahaa gigabit-levyihin. Taaksepäin yhteensopivuus on kuitenkin pyhää tietokoneteollisuudessa, joten 802.3z tarjoaa tällaisen ominaisuuden.

Gigabit Ethernet tukee sekä kupari- että kuituoptisia kaapeleita. 1 Gbps:n toiminta tarkoittaa, että valonlähteen on sytytettävä ja sammuttava noin kerran nanosekunnissa. LEDit eivät yksinkertaisesti voi toimia niin nopeasti, minkä vuoksi lasereita tarvitaan. Standardi tarjoaa kaksi toiminta-aallonpituutta: 0,85 µm (lyhyet aallot) ja 1,3 µm (pitkät aallot). 0,85 mikronin laserit ovat halvempia, mutta ne eivät toimi yksimuotokaapeleiden kanssa.

Gigabit Ethernet -kaapelit
Nimi	Tyyppi	Segmentin pituus	Edut
1000 Base-SX	Optinen kuitu	550 m	Monimuotokuitu (50, 62,5 µm)
1000Base-LX	Optinen kuitu	5000m	Yksimuotoinen (10 µm) tai monimuotokuitu (50, 62,5 µm)
1000 Base-CX	2 suojattua kierrettyä paria	25 m	Suojattu kierretty pari
1000Base-T	4 suojaamatonta kierrettyä paria	100m	Standardiluokan 5 kierretty pari

Virallisesti sallitaan kolme kuidun halkaisijaa: 10, 50 ja 62,5 mikronia. Ensimmäinen on tarkoitettu yksimuotolähetykseen, kaksi muuta ovat monimuotolähetyksiä. Kaikki kuudesta yhdistelmästä eivät ole sallittuja, ja segmentin enimmäispituus riippuu valitusta yhdistelmästä. Taulukossa annetut numerot ovat paras tapaus. Erityisesti viiden kilometrin kaapelia voidaan käyttää vain laserin kanssa, joka on suunniteltu 1,3 mikronin aallonpituudelle ja joka toimii 10 mikrometrin yksimuotokuidun kanssa. Tämä vaihtoehto on ilmeisesti paras erilaisten kampusten ja teollisuusalueiden moottoriteille. Sen odotetaan olevan suosituin, vaikka se on kallein.

1000Base-CX käyttää lyhyttä suojattua kuparikaapelia. Ongelmana on, että kilpailijat puristavat sitä sekä ylhäältä (1000Base-LX) että alhaalta (1000Base-T). Tämän seurauksena on kyseenalaista, saako se laajan yleisön hyväksynnän.

Lopuksi toinen kaapelivaihtoehto on neljän suojaamattoman kierretyn parin nippu. Koska tällaisia ​​johdotuksia on melkein kaikkialla, näyttää siltä, ​​​​että tämä on suosituin gigabit-Ethernet.

Uusi standardi käyttää uusia sääntöjä optisen kuidun kautta lähetettyjen signaalien koodaukseen. Manchester-koodi datanopeudella 1 Gbit/s vaatisi 2 Gbaudin signaalinopeuden. Se on liian monimutkaista ja vie liikaa kaistanleveyttä. Manchester-koodauksen sijaan käytetään 8V/10V-nimistä mallia. Kuten nimestä voi päätellä, jokainen tavu, joka koostuu 8 bitistä, on koodattu lähetettäväksi kuidun yli kymmenen bitin verran. Koska 1024 tuloksena olevaa koodisanaa on mahdollista jokaiselle saapuvalle tavulle, tätä menetelmää antaa jonkin verran vapautta koodisanojen valinnassa. Seuraavat säännöt otetaan huomioon:

Missään koodisanassa ei saa olla enemmän kuin neljä identtistä bittiä peräkkäin;

Mikään koodisana ei saa sisältää enempää kuin kuusi nollaa tai kuusi ykköstä.

Miksi nämä erityiset säännöt?

Ensinnäkin ne tarjoavat riittävästi tilamuutoksia tietovirrassa, jotta vastaanotin pysyy synkronoituna lähettimen kanssa.

Toiseksi, he yrittävät suunnilleen tasoittaa nollien ja ykkösten määrän. Lisäksi moniin saapuviin tavuihin liittyy kaksi mahdollista koodisanaa. Kun kooderi voi valita koodisanoja, se valitsee todennäköisesti sellaisen, joka vastaa nollien ja ykkösten lukumäärää.

Tasapainotettu nollien ja ykkösten lukumäärä on niin tärkeä, koska signaalin tasavirtakomponentti on pidettävä mahdollisimman pienenä. Sitten se pystyy kulkemaan muuntimien läpi ilman muutoksia. Tietojenkäsittelytieteen parissa työskentelevät ihmiset eivät ole tyytyväisiä siihen, että muuntajalaitteet sanelevat tietyt säännöt signaalien koodaukselle, mutta elämä on elämää.

Gigabit Ethernet, joka on rakennettu 1000Base-T:lle, käyttää erilaista koodausjärjestelmää, koska kuparikaapelin signaalin tilaa on vaikea muuttaa 1 ns:ssa. Se käyttää 4 luokan 5 kierrettyä paria, mikä mahdollistaa 4 merkin rinnakkaisen lähettämisen. Jokainen merkki on koodattu johonkin viidestä jännitetasosta. Yksi signaali voi siis tarkoittaa 00, 01,10 tai 11. On myös erityinen käyttöjännitearvo. Kierrettyä paria kohden on 2 bittiä dataa, joten yhdellä aikavälillä järjestelmä lähettää 8 bittiä 4 kierretyn parin yli. Kellotaajuus 125 MHz, mikä mahdollistaa toiminnan 1 Gbit/s nopeudella. Viides jännitetaso lisättiin erityistarkoituksiin - kehystys ja ohjaus.

1 Gbps on aika paljon. Jos esimerkiksi jotain häiritsee vastaanotinta 1 ms ja se unohtaa tai ei ehdi vapauttamaan puskuria, se tarkoittaa, että se "nukkuu" noin 1953 kehystä. Tilanne voi olla toinen: yksi tietokone lähettää tietoja gigabitin verkon kautta ja toinen vastaanottaa ne perinteisen Ethernetin kautta. Ensimmäinen todennäköisesti hukuttaa nopeasti toisen datalla. Ensinnäkin leikepöytä täyttyy. Tämän perusteella päätettiin ottaa järjestelmään virtauksen ohjaus (tämä oli myös nopean Ethernetin tapauksessa, vaikka nämä järjestelmät ovat melko erilaisia).

Vuonhallinnan toteuttamiseksi toinen osapuolista lähettää palvelukehyksen, joka ilmoittaa, että toisen osapuolen on keskeytettävä hetken. Palveluhenkilöstö on itse asiassa tavallista Ethernet-kehykset, jonka Tyyppi-kenttään kirjoitetaan 0x8808. Tietokentän kaksi ensimmäistä tavua ovat komentotavuja ja seuraavat sisältävät tarvittaessa komentoparametreja. Vuon ohjaamiseen käytetään PAUSE-tyyppisiä kehyksiä, ja tauon kesto on määritelty parametrina kehyksen vähimmäislähetysajan yksiköissä. Gigabit Ethernetissä tämä laite on 512 ns, ja tauot voivat kestää jopa 33,6 ms.

Gigabit Ethernet standardisoitiin ja 802-komitea kyllästyi. Sitten IEEE kutsui hänet aloittamaan 10 gigabitin Ethernetin työskentelyn. Pitkät yritykset alkoivat löytää kirjainta z:n jälkeen englannin aakkosista. Kun kävi selväksi, että tällaista kirjainta ei ole luonnossa, päätettiin luopua vanhasta lähestymistavasta ja siirtyä kaksikirjaimiin indekseihin. Näin 802.3ae-standardi ilmestyi vuonna 2002. Ilmeisesti 100 Gigabit Ethernetin tulo on myös aivan nurkan takana.

Päätä, tarvitseeko verkkosi päivittämistä.

• Jos sinä ja perheenjäsenesi lataat säännöllisesti suuria tiedostoja, suoratoistaa mediaa Internetissä tai suorittaa muita verkkoasi raskaasti kuormittavia tehtäviä, kuten tiedostojen isännöintipalvelin tai toisto Nettipelit, sijoittaisit mielelläsi päivittämiseen Gigabit Ethernetiin.
• Keskisuuret ja suuret yritykset vaativat useiden käyttäjien olevan yhteydessä verkkoon ja samalla lisäävät tuottavuuttaan.
• Henkilöt, jotka käyttävät Internetiä yksin ei-resurssiintensiivisiin verkkotehtäviin, kuten Sähköposti, pikaviestejä tai surffata verkossa, eivät välttämättä näe etua verkkoyhteyden päivittämisestä Gigabit Ethernetiin.

Tarkista laitteidesi verkkoportit.

• Jos ostit tietokoneesi, pelikonsolisi tai muun verkkokäyttöisen laitteen viimeisen kahden tai kolmen vuoden aikana, siinä saattaa jo olla Gigabit Ethernet -valmiita verkkoportteja.
• Windowsissa: Napsauta Käynnistä-valikkoa, napsauta hakupalkkia (tai napsauta "Suorita..." sen mukaan Windows-versio), tulla sisään ncpa.cpl ja paina "enter". Klikkaus oikealla painikkeella verkkosovittimen kuvaketta ja vasemmalle "Ominaisuudet". Napsauta avautuvassa valintaikkunassa "Määritä..." -painiketta. Etsi uudesta valintaikkunasta kohtaa "yhteystyyppi" tai "nopeus" vastaava kohde ja valitse se. Jos näet avattavassa valikossa "1,0 Gbps, Full Duplex" tai jotain vastaavaa, tietokoneesi on valmis Gigabit Ethernet -yhteyttä varten. Jos ei, saatat joutua päivittämään laitteistosi alla vaiheessa 6 kuvatulla tavalla.
• Ubuntussa 12.04: Napsauta hiiren kakkospainikkeella verkkokuvaketta työpöydän yläpaneelissa ja napsauta sitten hiiren kakkospainikkeella kohtaa "Yhteystiedot". Katso näkyviin tulevassa valintaikkunassa "Nopeus"-arvoa. Arvo 1000 Mbps ilmaisee järjestelmän valmiuden Gigabit Ethernet -standardiin.
• Muiden laitteiden osalta tarkista ohjeet ja tekniset tiedot laitteet. Katso verkkosovittimen ominaisuudet avainsanoja"gigabit" tai "1000 Mbit/s".

Älä unohda verkkotulostimia.

• Jos käytät usein verkkotulostin, saatat päättää testata myös sen Gigabit Ethernet -valmiuden. Tarkista ohjeet, kuten yllä olevassa vaiheessa.

Tarkista kaapelisi.

• Katso verkkokaapeleiden punosta ja kiinnitä huomiota siihen painetun kaapelin tyyppiin. Jos ne on merkitty "Cat5e", olet valmis. Jos ei, voit ostaa uusia kaapeleita, mikä on yleensä halpaa.
• Useimmissa tapauksissa Cat6-kaapelit eivät tarjoa merkittäviä suorituskyvyn parannuksia Cat5e-kaapeleihin verrattuna. Jos kuitenkin haluat parantaa verkkoasi tulevaisuudessa, voit käyttää Cat6-kaapeleita.

Tarkista reititin/kytkin.

• Vaikka kaikki verkkosi osat päivitettäisiin Gigabit Ethernetiin ja reititin ja kytkin ovat edelleen FastEthernetiä, niistä tulee verkkosi pullonkaula.
• Kotikäyttöön monet ihmiset käyttävät jo reitittimen ja kytkimen yhdistelmää yhdessä laitteessa. Gigabitin kotireititin/kytkin on sama.

* Kotikäyttöön monet ihmiset käyttävät jo reitittimen ja kytkimen yhdistelmää yhdessä laitteessa. Gigabitin kotireititin/kytkin on sama.

• Vaiheessa 2 kuvataan, kuinka voit testata verkkolaitteesi yhteensopivuuden Gigabit Ethernet -standardin kanssa. Jos päätät, että yhteensopivuutta ei ole, sinulla on useita vaihtoehtoja.
• Edullinen vaihtoehto olisi ostaa gigabitin PCI-verkkokortti. Tämä kortti sopii tietokoneen takaosaan muiden laitteiden kanssa. Tämän kokoonpanon haittoja ovat nopeudet, jotka eivät ole optimaalisia, ja sinun on aina muistettava mikä portti on kytketty gigabittiin verkkokortti, ja kumpi – vanhalla FastEthernetillä. Cat5e-kaapelin liittäminen vahingossa FastEthernet-porttiin ei paranna suorituskykyä.
• Hieman kalliimpi mutta tehokkaampi ratkaisu voi olla tietokoneen emolevyn vaihto. Varmista, että emolevyssäsi on sisäänrakennettu gigabit-sovitin. Saat maksimaalisen nopeuden ostamalla 64-bittisen emolevyn ja varmistamalla, että prosessori on yhteensopiva sen kanssa, tai voit ostaa sellaisen. Suurin osa tietokonekaupat auttaa sinua valitsemaan oikean tuotteen ja asentamaan sen puolestasi yhteensopivuuden varmistamiseksi.

Päivittää ohjelmisto laitteesi uusimpaan versioon.

• Nyt kun olet päivittänyt laitteistosi tai vaikka sinun ei olisi tarvinnut päivittää sitä, on aika varmistaa, että kaikki ohjelmistosi ja ohjaimesi ovat ajan tasalla. Tämä on välttämätöntä maksimaalisen nopeuden, suorituskyvyn ja luotettavuuden kannalta. Päivitykset sisältyvät pakettiin Windows-päivitykset, saattaa olla riittämätön. Vieraile laitevalmistajien verkkosivustoilla ja lataa Viimeisimmät päivitykset suoraan lähteistä.

Paranna mediatallennustilaasi ja RAM-muistia.

• Ihannetapauksessa tiedostoja voidaan siirtää yhtä nopeasti kuin mediaa HDD missä niitä säilytetään.
• Varmista nopeus kovalevy(s) nopeudella 7200 rpm, ja harkitse RAID 1:n järjestämistä pääsynopeuden lisäämiseksi.
• Vaihtoehtoinen ratkaisu voi olla SSD-aseman käyttö. Se on kalliimpi kuin perinteinen kiintolevy, mutta mahdollistaa lukemisen ja kirjoittamisen lähes välittömästi, mikä poistaa perinteisen kiintolevyn pullonkaulan. Kovalevyt– niiden nopeus.
• Järjestelmän RAM-muistin määrän lisääminen parantaa myös yleistä suorituskykyä. 8 Gt on hyvä minimi, mutta et välttämättä huomaa paljon parannuksia 12 Gt RAM-muistin lisäksi, ellet käytä paljon resurssiintensiivisiä tehtäviä, kuten 3D-renderöintiä tai simulaatioohjelmia.