Gigabit Ethernet włącza drugi bieg 4/4

Gigabit Ethernet przez miedź

Są już dostępne przełączniki Gigabit Ethernet wyposażone w nowe interfejsy,
które obsługują kabel miedziany, a konkretnie najpopularniejszy standard tego
typu, czyli nieekranowaną skrętkę kategorii 5.

Administratorzy systemów informatycznych mogą więc obecnie stosować w sieciach
gigabitowych nie tylko światłowód, ale także kabel UTP 5 (oczywiście wtedy, gdy
łącze nie jest długie), który jest o wiele tańszy.

Komitet normalizacyjny IEEE (grupa robocza Task Force 802.3ab) ratyfikował
ostatecznie standard 1000Base-T w czerwcu 1999 i od tego momentu producenci
przełączników Gigabit Ethernet zaczęli wprowadzać do nich interfejsy
obsługujące kabel miedziany. A jest to bardzo wygodne rozwiązanie, ponieważ
wiele systemów sieciowych opiera się na tym rodzaju okablowania (UTP 5).

Istnieje tu jednak kilka pułapek. Po pierwsze, eksploatowane już okablowanie
UTP 5 może z powodzeniem przesyłać dane z szybkością 10 lub 100 Mb/s, ale może
mieć kłopoty z transportowaniem pakietów generowanych z szybkością 1000 Mb/s.
To samo można powiedzieć o osprzęcie używanym w tym środowisku. Musi on
spełniać ostre warunki stawiane przez technologię Gigabit Ethernet. W
przeciwnym razie można się spodziewać różnych kłopotów.

Proszę też pamiętać, że maksymalna długość segmentu opartego na okablowaniu UTP
5 nie może przekraczać w sieci gigabitowej 100 m. Jeśli połączenie ma ponad 100
m, trzeba już stosować światłowód. Łącza sprzęgające budynki będą więc
najczęściej oparte na światłowodzie, podczas gdy połączenia wewnątrz budynku
będzie można oprzeć na skrętce nieekranowanej.

Interfejsy Gigabit Ethernet obsługujące kabel miedziany muszą być budowane z
zastosowaniem odpowiednich układów scalonych. A podaż tego rodzaju układów była
do tej pory niewielka. Dopiero od kilku miesięcy producenci scalaków
wprowadzili do swojej oferty odpowiedni asortyment, dzięki czemu projektanci i
producenci interfejsów GB-Ethernet/UTP 5 zyskali nowe możliwości. Dlatego wielu
producentów przełączników Gigabit Ethernet oferuje dodatkowe karty lub moduły
wyposażone w interfejs zdolny obsłużyć kabel miedziany, jak również nowe karty
sieciowe.

Przykłady nowych rozwiązań - proszę bardzo. Firma Alteon WebSystems oferuje na
przykład uniwersalną kartę sieciową 10/100/1000Base-T, która negocjuje
automatycznie maksymalną szybkość transmitowania pakietów i obsługuje
technologię Jumbo Frames, co znacznie zwiększa przepustowość łącza. Karta nosi
nazwę ACEnic i kosztuje na rynku amerykańskim 500 USD, czyli dwa razy mniej niż
karta obsługująca światłowód.

Firma Extreme Networks ma w swojej ofercie przełącznik Summit7i Internet Data
Center Switch, wyposażony w 28 portów 1000Base-T. Przełącznik jest tani,
ponieważ cena jednego portu nie przekracza w USA 700 USD. Firma Extreme
wprowadziła też na rynek 8-portowy moduł 1000Base-T, przeznaczony dla
wysokowydajnego przełącznika (sieci szkieletowe) Black Diamond.

Z kolei firma Foundry Networks może się pochwalić modułem 1000Base-T, który
można instalować w przełącznikach gigabitowych tego znanego producenta sprzętu
sieciowego. Foundry jest też twórcą przełączników FastIron II GC 1000Base-T
(obsługa niewielkich grup roboczych; 16 lub 24 porty 1000Base-T) i FastIron II
Plus GC (obsługa dużych grup roboczych; do 64 portów 1000Base-T). Jeden port
gigabitowy standardu 1000Base-T kosztuje w przełącznikach Foundry ok. 650 USD.

A co z sieciami WAN?

W sieciach WAN odległość między stacją nadającą i stacją odbierającą jest
bardzo duża i w środowisku tym (Gigabit Ethernet) prawo bytu mają tylko
światłowody. Istnieją dwa podstawowe typy światłowodu: wielomodowy i
jednomodowy. Światłowód wielomodowy jest stosowany do transmitowania pakietów
na krótsze odległości, a jednomodowy może transmitować pakiety na większe
odległości. Standard IEEE 802.3Z Gigabit Ethernet określa, że maksymalna
długość światłowodu wielomodowego może wynosić do 550 m, a jednomodowy może
mieć długość 5 km.

Co to jest NDIS
Network Device Interface Specification, czyli specyfikacja interfejsu programu
obsługi urządzeń sieciowych, to program platformy Windows zarządzający
urządzeniami sieciowymi, dzięki któremu jedna karta sieciowa (NIC) może
obsługiwać wiele protokołów sieciowych. Po zastosowaniu interfejsu zgodnego ze
specyfikacją NDIS ta sama karta sieciowa może np. obsługiwać dwa rodzaje sieci:
oparte na protokole TCP/IP i protokole IPX. Oprogramowanie NDIS może też
zarządzać adapterami ISDN. W skład interfejsu NDIS wchodzi menedżer protokołów,
który akceptuje żądania generowane przez sterownik sieci (warstwa transportu,
czwarta od dołu - patrz model OSI) i przekazuje je karcie sieciowej (warstwa
danych, druga od dołu). Dzięki takiemu rozwiązaniu ta sama karta może
obsługiwać raz protokół TCP, a innym razem protokół IPX. Jeśli w komputerze
zainstalowano wiele kart sieciowych (ponieważ komputer jest podłączony do
więcej niż jednej sieci), interfejs NDIS kieruje pakiety do właściwej karty.
Interfejs NDIS został opracowany wspólnie przez dwie firmy: Microsoft i 3Com.
Novell jest twórcą podobnego interfejsu, który nosi nazwę ODI (Open Data-Link
Interface). Zaprojektowano go z myślą o systemie operacyjnym NetWare. Najnowsza
wersja interfejsu NDIS jest oznaczona numerem 5. Interfejs NDIS 4.0 wchodzi w
skład systemów operacyjnych Windows NT i Windows 95 OSR2. Interfejs NDIS 4.1
(znany jako CoNDIS) zawiera mechanizmy zapewniające podstawowy dostęp do sieci
opartych na protokole połączeniowym. Jest to interfejs obsługujący nowy rodzaj
sterowników - tzw. sterowniki miniportu zarządzające transportem danych w
sieciach ATM. Interfejs NDIS 5.0 stanowi integralną część systemów operacyjnych
Windows 2000 i Windows 98 i zawiera wszystkie rozszerzenia tej specyfikacji
wprowadzone do interfejsów wersji NDIS 4.0 i NDIS 4.1.
Jeśli połączenie jest dłuższe niż 5 km, pojedyncze segmenty światłowodu
jednomodowego są sprzęgane przez specjalne urządzenie (transceiver), tak iż
całe łącze może mieć długość nawet do 100 km.

W sieciach LAN króluje standard GigaBit Interface Converters (GBIC), używany do
łączenia portów przełącznika ze światłowodem. GBIC to specyficznego rodzaju
konwerter, który zamienia sygnały elektryczne na świetlne (i odwrotnie).
Konwerter stanowi integralną część portu 1000Base-X, łącząc go ze światłowodem.
Obecnie są dostępne interfejsy GBIC obsługujące sieci 1000Base-SX, LX i LH.

Dzięki standardowi GBIC producenci mogą instalować w przełącznikach różne typy
interfejsów w obszarze wszystkich portów. Do tej pory nie było to możliwe -
każdemu typowi interfejsu odpowiadał na stałe określony port. Jest to więc
bardzo wygodne rozwiązanie, które cechuje duża elastyczność. Jeśli chodzi o
ceny, to konwerter GBIC obsługujący port SX kosztuje ok. 400 USD, port LX 1400
USD, a obsługujący port LH dużo więcej, bo ok. 5500 USD.

Jednak ceny ciągle spadają. I tak na samym początku port 1000Base-SX kosztował
prawie 3000 USD, a obecnie poniżej 1000 USD (dla portu 1000Base-LX wielkości te
wynoszą odpowiednio 5000 USD i 3000 USD).

Coraz większą popularnością cieszy się Gigabit Ethernet na miedź. Łącze może
mieć maksymalną długość 100 m, ale port 1000Base-T kosztuje dwa razy mniej niż
port światłowodowy.

Ethernet czeka kolejna rewolucja - sieć pracująca z szybkością 10 Gb/s. Można
sobie w tym momencie zadać pytanie: czy jest możliwe, aby sieć taka mogła też
pracować w oparciu o kabel miedziany. Komitet 802.3ab Task Force musiał się
przecież nieźle natrudzić, aby pakiety można było przesyłać przez skrętkę
nieekranowaną z szybkością 1 Gb/s. Można sobie tylko wyobrazić, jakie trudności
trzeba będzie pokonać opracowując standard 10000Base-T.

Kabel miedziany kategorii 5 chyba tu nie wystarczy i może się okazać, że sieci
Ethernet 10 Gb/s będą pracować w oparciu o kable kategorii 6 lub 7. Eksperci
sądzą, że można opracować takie rozwiązania, dzięki którym sieć 10 Gb/s
(100-metrowa długość segmentu) będzie mogła pracować z kablami kategorii 6.
Przy mniejszych długościach wystarczy być może nawet kabel kategorii 5. Są już
pewne propozycje zmierzające do tego, aby zastosować tu rozwiązania stosowane w
modemach. Chodzi o to, aby negocjować automatycznie szybkość transmitowania
pakietów i zmieniać ją dynamicznie (od 1 do 10 GB/s) w zależności od panujących
warunków i parametrów połączenia.

Przykładowe rozwiązania Gigabit Ethernet dostępne na polskim rynku

Przykładowe produkty
PRZEŁĄCZNIK
Nazwa produktu: koncentrator przełączający Ether-GSH9G
Producent: OvisLink
Dostawca: Meditronik (http://www.meditronik.com.pl/)
Opis: IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet; IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet; IEEE
802.3z Gigabit Ethernet
Topologia: gwiazda
Protokół: CSMA/CD
Liczba portów: 8 x 10/100 (automatyczny wybór rodzaju sieci); 1 x Gigabit
Ethernet (pełny dupleks)
Okablowanie: 10Base-T: skrętka UTP kategorii 3, 4 i 5 (100 m); 100Base-TX:
skrętka UTP kategorii 5 lub STP (100 m); Gigabit Ethernet: światłowód
wielomodowy (MMF) 62,5/50 mikrona; złącze SC
Cena: 623 USD

KARTA SIECIOWA
Nazwa produktu: karta PCI 33 MHz Gigabit Ethernet NIC II; światłowód
1000BASE-SX
Producent: Packet Engines (obecnie Alcatel)
Dostawca: ABA (http://www.aba.krakow.pl./)
Cena: 895 USD
Załóżmy, że chcemy wprowadzić technologię gigabitową do serwera, pozostawiając
w stacjach roboczych komunikujących się z serwerem karty 10/100. Można wtedy
zainstalować w serwerze kartę Gigabit Ethernet firmy Packet Engines, która
będzie się komunikować ze stacjami roboczymi przez przełącznik firmy Ovislink
wyposażony w jeden port Gigabit Ethernet i osiem portów 10/100.

Aby wprowadzić technologię Gigabit Ethernet zarówno do serwera, jak i do stacji
roboczych, trzeba zastosować przełącznik wyposażony w większą liczbę portów
gigabitowych, a karty 1000 Mb/s muszą być oczywiście zainstalowane we
wszystkich komputerach. Może to być przełącznik AT-9108SX (Allied Telesyn).
Przełącznik jest wyposażony w 8 portów 1000Base-SX i można go nabyć w firmie
Intratel Sp. z o.o. (http://www.intratel.com.pl/). Może to też być jeden z
przełączników linii FDR produkowanych przez Packet Engines (Alcatel).
Przełącznik można kupić w krakowskiej firmie ABA.