50. Gigabit Ethernet.

Обычно процедура автопереговоров происходит при подсоединении сетевого адаптера, который

может работать на скоростях 10 и 100 Мбит/с, к концентратору или коммутатору.

Всего в настоящее время определено 5 различных режимов работы, которые могут под-

держивать устройства 100Base-TX/T4 на витых парах:

• 10Base-T;

• дуплексный режим 10Base-T;

• 100Base-TX;

• 100Base-T4;

• дуплексный режим 100Base-TX.

Режим 10Base-T имеет самый низкий приоритет в переговорном процессе, а дуплексный

режим 100Base-TX — самый высокий.

Переговорный процесс происходит при включении питания устройства, а также может

быть инициирован в любой момент модулем управления устройства. Устройство, начав-

шее процесс автопереговоров, посылает своему партнеру пачку специальных импульсов

FLP (Fast Link Pulse), в которой содержится 8-битное слово, кодирующее предлагаемый

режим взаимодействия, начиная с самого приоритетного, поддерживаемого данным узлом.

Импульсы FLP имеют длительность 100 не, как и импульсы LIT, используемые для те-

стирования целостности физического соединения в стандарте 10Base-T, однако вместо

передачи одного импульса LIT через каждые 16 мс, здесь через тот же интервал передается

пачка импульсов FLP.

Если узел-партнер имеет функцию автопереговоров и также способен поддерживать пред-

ложенный режим, он отвечает пачкой импульсов FLP, в которой подтверждает этот режим,

и на этом переговоры заканчиваются. Если же узел-партнер не может поддерживать запро-

шенный режим, то он указывает в своем ответе имеющийся в его распоряжении следующий

по степени приоритетности режим, и этот режим выбирается в качестве рабочего.

Характеристики производительности Fast Ethernet определяются аналогично характе-

ристикам версии со скоростью Ethernet 10 Мбит/с с учетом неизменного формата кадра,

умножения на 10 битовой скорости (в 10 раз больше) и межкадрового интервала (в 10 раз

меньше). В результате получаем:

• максимальная скорость протокола в кадрах в секунду (для кадров минимальной длины

с полем данных 46 байт) составляет 148 800;

• полезная пропускная способность для кадров минимальной длины равна

54,8 Мбит/с;

• полезная пропускная способность для кадров максимальной длины (поле данных

1500 байт) равна 97,6 Мбит/с.

51. 10Gigabit Ethernet.

Достаточно быстро после появления на рынке продуктов Fast Ethernet сетевые интеграто-

ры и администраторы при построении корпоративных сетей почувствовали определенные

ограничения. Во многих случаях серверы, подключенные по 100-мегабитному каналу,

перегружали магистрали сетей, также работающие на скорости 100 Мбит/с — магистрали

FDDI и Fast Ethernet. Ощущалась потребность в следующем уровне иерархии скоростей. В 1995 году более высокие скорости могли предоставить только коммутаторы ATM, кото-

рые из-за высокой стоимости, а также значительных отличий от классических технологий

применялись в локальных сетях достаточно редко.

Поэтому логичным выглядел следующий шаг, сделанный IEEE. Летом 1996 года было

объявлено о создании группы 802.3z для разработки протокола, в максимальной степени

подобного Ethernet, но с битовой скоростью 1000 Мбит/с. Как и в случае Fast Ethernet,

сообщение было воспринято сторонниками Ethernet с большим энтузиазмом.

Основной причиной энтузиазма была перспектива плавного перевода сетевых магистралей

на Gigabit Ethernet, подобно тому, как были переведены на Fast Ethernet перегруженные

сегменты Ethernet, расположенные на нижних уровнях иерархии сети. К тому же опыт

передачи данных на гигабитных скоростях уже имелся. В территориальных сетях такую

скорость обеспечивала технология SDH, а в локальных — технология Fibre Channel. По-

следняя используется в основном для подключения высокоскоростной периферии к круп-

ным компьютерам и передает данные по волоконно-оптическому кабелю со скоростью,

близкой к гигабитной. (Именно метод кодирования 8В/10В, применяемый в технологии

Fiber Channel, был принят в качестве первого варианта физического уровня Gigabit

Ethernet.)

Стандарт 802.3z был окончательно принят в 1998 году. Работы по реализации Gigabit

Ethernet на витой паре категории 5 были переданы проблемной группе 802.3ab ввиду слож-

ности обеспечения гигабитной скорости на этом типе кабеля, рассчитанного на поддержку

скорости 100 Мбит/с. Проблемная группа 802.3ab успешно справилась со своей задачей,

и версия Gigabit Ethernet для витой пары категории 5 была принята.

Проблемы совместимости

Основная идея разработчиков стандарта Gigabit Ethernet состояла в максимальном со-

хранении идей классической технологии Ethernet при достижении битовой скорости

в 1000 Мбит/с.

В результате дебатов были приняты следующие решения:

• сохраняются все форматы кадров Ethernet;

• по-прежнему существует полудуплексная версия протокола, поддерживающая метод доступа

CSMA/CD;

• поддерживаются все основные виды кабелей, используемых в Ethernet и Fast Ethernet, в том

числе волоконно-оптический кабель, витая пара категории 5, экранированная витая пара.

Несмотря на то что в Gigabit Ethernet не стали встраиваться новые функции, поддержание

даже достаточно простых функций классического стандарта Ethernet на скорости 1 Гбит/с

потребовало решения нескольких сложных задач.

• Обеспечение приемлемого диаметра сети для работы на разделяемой среде. В связи

с ограничениями, накладываемыми методом CSMA/CD на длину кабеля, версия

Gigabit Ethernet для разделяемой среды допускала бы длину сегмента всего в 25 м при

сохранении размера кадров и всех параметров метода CSMA/CD неизменными. Так как

существует большое количество применений, требующих диаметра сети хотя бы 200 м, необходимо было каким-то образом решить эту задачу за счет минимальных изменений

в технологии Fast Ethernet.

• Достижение битовой скорости 1000 Мбит/с на оптическом кабеле. Технология Fibre

Channel, физический уровень которой был взят за основу оптоволоконной версии

Gigabit Ethernet, обеспечивает скорость передачи данных всего в 8Ю0 Мбит/с.

• Использование в качестве кабеля витой пары. Такая задача на первый взгляд кажется

неразрешимой — ведь даже для 100-мегабитных протоколов требуются достаточно

сложные методы кодирования, чтобы уложить спектр сигнала в полосу пропускания

кабеля.

Для решения этих задач разработчикам технологии Gigabit Ethernet пришлось внести из-

менения не только в физический уровень, как это было в случае Fast Ethernet, но и в уро-

вень MAC.