Rata de transfer de date pe o rețea gigabit. Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet

Acum se vorbește mult despre momentul trecerii masive la viteze gigabit atunci când se conectează utilizatorii finali rețele locale, și din nou se pune întrebarea despre justificarea și progresivitatea soluțiilor „fibră până la locul de muncă”, „fibră până la domiciliu” etc. În acest sens, acest articol, care descrie standardele nu numai pentru cupru, ci și în principal pentru interfețele GigE cu fibră optică, va fi destul de adecvat și oportun.

Arhitectura Gigabit Ethernet

Figura 1 prezintă structura straturilor Gigabit Ethernet. Ca în standard Fast Ethernet, în Gigabit Ethernet nu există o schemă universală de codare a semnalului care ar fi ideală pentru toate interfețele fizice - pe de o parte, standardele 1000Base-LX / SX / CX folosesc codare 8B / 10B, iar pe de altă parte, 1000Base-T extins special este utilizat codul de linie TX / T2. Funcția de codificare este realizată de substratul de codificare PCS situat sub interfața independentă GMII.

Orez. 1. Structura stratului standard Gigabit Ethernet, interfață GII și transceiver Gigabit Ethernet

interfata GMII. Interfața Gigabit Media Independent (GMII) oferă interoperabilitate între stratul MAC și stratul fizic. Interfața GMII este o extensie a interfeței MII și poate suporta viteze de 10, 100 și 1000 Mbps. Are un receptor și un transmițător separat pe 8 biți și poate suporta atât modurile half-duplex, cât și full-duplex. În plus, interfața GMII transportă un semnal de ceas și două semnale de stare de linie - primul (în starea ON) indică prezența unui purtător, iar al doilea (în starea ON) indică absența coliziunilor - și alte câteva altele. canale de semnal.și alimente. Modulul transceiver, care acoperă stratul fizic și oferă una dintre interfețele fizice dependente de media, se poate conecta, de exemplu, la un comutator Gigabit Ethernet printr-o interfață GMII.

Substratul de codare fizică PCS. La conectarea interfețelor 1000Base-X, substratul PCS folosește codare redundantă în bloc 8B10B, împrumutată din standardul ANSI X3T11 Fibre Channel. Similar cu standardul FDDI considerat, doar pe baza unui mai complex tabelul de coduri fiecare 8 biți de intrare destinați transmiterii către un nod la distanță sunt convertiți în caractere de 10 biți (grupuri de coduri). În plus, există caractere speciale de control pe 10 biți în fluxul serial de ieșire. Un exemplu de caractere de control sunt caracterele folosite pentru a extinde mediile (adăugarea unui cadru Gigabit Ethernet la dimensiunea minimă de 512 octeți). La conectarea interfeței 1000Base-T, substratul PCS implementează o codare specială imună la zgomot pentru a asigura transmisia prin pereche răsucită UTP Cat.5 la o distanță de până la 100 de metri - codul de linie TX / T2 dezvoltat de Level One Communications.

Două semnale de stare de linie - semnal de prezență a purtătorului și semnal de absență de coliziune - sunt generate de acest subnivel.

Subnivelele PMA și PMD. Stratul fizic al Gigabit Ethernet folosește mai multe interfețe, inclusiv pereche răsucită tradițională de Categoria 5, fibră multimod și singlemode. Substratul PMA convertește fluxul de caractere paralel din PCS într-un flux serial și, de asemenea, convertește (paralelizează) fluxul serial de intrare de la PMD. Subnivelul PMD definește caracteristicile optice/electrice semnale fizice pentru medii diferite. În total, 4 tip diferit interfața fizică a mediului, care sunt reflectate în specificațiile standardelor 802.3z (1000Base-X) și 802.3ab (1000Base-T), (Fig. 2).

Orez. 2. Interfețe fizice ale standardului Gigabit Ethernet

Interfață 1000Base-X

Interfața 1000Base-X se bazează pe standardul stratului fizic Fibre Channel. Fibre Channel este o tehnologie care conectează stații de lucru, supercomputere, dispozitive de stocare și noduri de margine. Fibre Channel are o arhitectură pe 4 niveluri. Cele două straturi inferioare FC-0 (interfețe și media) și FC-1 (codificare/decodare) au fost mutate pe Gigabit Ethernet. Deoarece Fibre Channel este o tehnologie aprobată, această mișcare a redus foarte mult timpul de dezvoltare pentru standardul original Gigabit Ethernet.

Codul bloc 8B / 10B este similar cu codul 4B / 5B utilizat în standardul FDDI. Cu toate acestea, codul 4B / 5B a fost respins în Fibre Channel, deoarece codul nu oferă echilibru DC. Acest dezechilibru poate duce la încălzirea dependentă de date a diodelor laser, deoarece transmițătorul poate transmite mai mulți biți „1” (radiație) decât „0” (fără radiație), ceea ce poate provoca erori suplimentare la viteze mari de transmisie.

1000Base-X este subdivizat în trei interfețe fizice, ale căror principale caracteristici sunt următoarele:

Interfața 1000Base-SX detectează lasere cu o lungime de radiație admisă în intervalul 770-860 nm, puterea de radiație a transmițătorului în intervalul de la -10 la 0 dBm, cu un raport ON / OFF (semnal / fără semnal) nu mai mic de 9 dB. Sensibilitatea receptorului -17 dBm, saturația receptorului 0 dBm;

Interfața 1000Base-LX detectează lasere cu o lungime de radiație admisă în intervalul 1270-1355 nm, puterea de radiație a transmițătorului în intervalul de la -13,5 la -3 dBm, cu un raport ON / OFF (există un semnal / fără semnal ) de cel puțin 9 dB. Sensibilitatea receptorului -19 dBm, saturația receptorului -3 dBm;

1000Base-CX pereche răsucită ecranată (STP „twinax”) pe distanțe scurte.

Pentru referință, Tabelul 1 prezintă principalele caracteristici ale modulelor transceiver optice fabricate de Hewlett Packard pentru interfețele standard 1000Base-SX (model HFBR-5305, = 850 nm) și 1000Base-LX (model HFCT-5305, = 1300 nm).

Tabelul 1. Caracteristicile tehnice ale transceiverelor optice Gigabit Ethernet

Distanțele acceptate pentru standardele 1000Base-X sunt prezentate în Tabelul 2.

Tabelul 2. Caracteristicile tehnice ale transceiverelor optice Gigabit Ethernet

La codificarea 8B / 10B, rata de biți în linia optică este de 1250 bps. Aceasta înseamnă că lățimea de bandă a lungimii permise a cablului trebuie să fie mai mare de 625 MHz. De la masă. 2 arată că acest criteriu este îndeplinit pentru liniile 2-6. Datorită vitezei mari de transmisie a Gigabit Ethernet, trebuie avut grijă atunci când construiți segmente lungi. Fibra monomod este cu siguranță preferată. În acest caz, caracteristicile transceiver-urilor optice pot fi semnificativ mai mari. De exemplu, NBase produce switch-uri cu porturi Gigabit Ethernet care oferă distanțe de până la 40 km prin fibră monomodală fără retransmisie (se folosesc lasere DFB cu spectru îngust care funcționează la 1550 nm).

caracteristicile utilizării fibrei multimode

Există un număr mare de rețele corporative în lume bazate pe cablu de fibră optică multimod, cu fibre 62,5/125 și 50/125. Prin urmare, este firesc ca, chiar și în etapa formării standardului Gigabit Ethernet, a apărut problema adaptării acestei tehnologii pentru utilizarea în sistemele de cablu multimodale existente. În cursul cercetărilor privind dezvoltarea specificațiilor 1000Base-SX și 1000Base-LX, a fost dezvăluită o anomalie foarte interesantă asociată cu utilizarea transmițătoarelor laser în combinație cu fibra multimodală.

Fibra multimod a fost proiectata pentru a fi combinata cu diode emitatoare de lumina (spectru de emisie 30-50 ns). Radiația incoerentă de la astfel de LED-uri intră în fibră pe întreaga zonă a miezului purtător de lumină. Ca rezultat, un număr mare de grupuri de moduri sunt excitate în fibră. Semnalul de propagare se pretează bine descrierii în limbajul dispersiei intermodale. Eficiența utilizării unor astfel de LED-uri ca transmițătoare în standardul Gigabit Ethernet este scăzută, datorită frecvenței de modulație foarte ridicate - rata de biți în linia optică este de 1250 Mbaud, iar durata unui impuls este de 0,8 ns. Viteza maximă, atunci când LED-urile sunt încă folosite pentru transmiterea semnalului prin fibră multimodală, este de 622,08 Mbps (STM-4, ținând cont de redundanța codului 8B / 10B, rata de biți în linia optică este de 777,6 Mbaud). Prin urmare, Gigabit Ethernet a devenit primul standard care reglementează utilizarea transmițătoarelor laser optice împreună cu fibra multimodală. Zona de intrare a radiației în fibra de la laser este mult mai mică decât dimensiunea miezului unei fibre multimodale. Acest fapt în sine nu duce încă la o problemă. În același timp, în procesul tehnologic de fabricare a fibrelor multimode comerciale standard, sunt permise unele defecte (abateri în intervalul admis) care nu sunt critice pentru utilizarea tradițională a fibrei, care sunt cel mai concentrate în apropierea axei miezului fibrei. Deși o astfel de fibră multimodală îndeplinește pe deplin cerințele standardului, lumina laser coerentă introdusă în centrul unei astfel de fibre, care trece prin regiuni de neomogenitate ale indicelui de refracție, este capabilă să se împartă într-un număr mic de moduri, care apoi se propagă de-a lungul fibra prin diferite căi optice și la viteze diferite. Acest fenomen este cunoscut sub numele de întârziere în mod diferenţial DMD. Ca urmare, apare o schimbare de fază între moduri, ceea ce duce la interferențe nedorite pe partea de recepție și la o creștere semnificativă a numărului de erori (Fig. 3a). Rețineți că efectul se manifestă numai în combinația simultană a mai multor circumstanțe: o fibră mai puțin reușită, un emițător laser mai puțin reușit (desigur, îndeplinind standardul) și o intrare de radiație mai puțin reușită în fibră. Din punct de vedere fizic, efectul DMD este asociat cu faptul că energia dintr-o sursă coerentă este distribuită într-un număr mic de moduri, în timp ce o sursă incoerentă excită uniform un număr mare de moduri. Studiile arată că efectul este mai pronunțat atunci când se utilizează lasere cu lungime de undă mare (fereastra de transparență 1300 nm).

Fig. 3. Propagarea radiației coerente într-o fibră multimodală: a) Manifestarea efectului de întârziere a modului diferențial (DMD) la cuplarea axială a radiației; b) Cuplarea în afara axei a radiației coerente într-o fibră multimodală.

Această anomalie în cel mai rău caz poate duce la o scădere a lungimii maxime a segmentului pe baza FOC-ului multimod. Deoarece standardul ar trebui să ofere o garanție de performanță de 100%, lungimea maximă a segmentului ar trebui reglementată ținând cont de posibila manifestare a efectului DMD.

Interfață 1000Base-LX... Pentru a menține o distanță mai mare și pentru a evita imprevizibilitatea comportamentului conexiunii Gigabit Ethernet din cauza anomaliei, se propune injectarea de radiații în partea decentrată a miezului de fibre multimode. Datorită divergenței deschiderii, radiația are timp să fie distribuită uniform pe întregul miez al fibrei, slăbind foarte mult manifestarea efectului, deși lungimea maximă a segmentului rămâne limitată după aceea (Tabelul 2). Cordonurile optice de tranziție monomodale MCP (mode conditioning patch-cords) sunt special concepute, în care unul dintre conectori (și anume cel care este planificat să fie cuplat cu fibră multimodală) are un ușor decalaj față de axa miezului fibrei . Un cablu optic cu un conector fiind Duplex SC cu un miez offset și celălalt cu un Duplex SC obișnuit poate fi denumit MCP Duplex SC - Duplex SC. Desigur, un astfel de cablu nu este potrivit pentru utilizarea în rețelele tradiționale, de exemplu, în Fast Ethernet, din cauza pierderii mari de inserție la interfața cu MCP Duplex SC. MCP tranzitoriu poate fi o fibră combinată monomod și multimod și conține un element de polarizare inter-fibră în interior. Apoi, cu un capăt monomod, este conectat la un transmițător laser. În ceea ce privește receptorul, la el poate fi conectat un cablu de corecție multimod standard. Utilizarea cablurilor MCP de tranziție permite introducerea radiației într-o fibră multimodală printr-o regiune decalată cu 10-15 microni față de axă (Fig. 3b). Astfel, rămâne posibil să se utilizeze porturi de interfață 1000Base-LX cu FOC-uri monomod, deoarece radiația va fi injectată acolo strict în centrul miezului fibrei.

Interfață 1000Base-SX... Deoarece interfața 1000Base-SX este standardizată doar pentru utilizarea cu fibră multimodală, decalarea zonei de intrare a radiației de axa centrală a fibrei poate fi implementată în interiorul dispozitivului, eliminând astfel necesitatea utilizării unui cablu optic de potrivire.

Interfață 1000Base-T

1000Base-T este interfața standard Gigabit Transmisie Ethernet peste un cablu torsadat neecranat de categoria 5 și mai mare pentru distanțe de până la 100 de metri. Toate cele patru perechi de cablu de cupru sunt folosite pentru transmisie, rata de transmisie pentru o pereche este de 250 Mbit/s. Se presupune că standardul va oferi transmisie full-duplex, iar datele de pe fiecare pereche vor fi transmise simultan în două direcții simultan - duplex. 1000Base-T. Din punct de vedere tehnic, sa dovedit a fi destul de dificil de implementat transmisia duplex de 1 Gbps prin pereche răsucită UTP cat.5, mult mai dificilă decât în standardul 100Base-TX. Influența diafoniei de aproape și de departe de la trei perechi răsucite adiacente pe o pereche dată într-un cablu cu patru perechi necesită dezvoltarea unei transmisii speciale imună la zgomot și a unei unități inteligente de recunoaștere și restaurare a semnalului la recepție. Mai multe metode de codare au fost considerate inițial drept candidate pentru aprobare în standardul 1000Base-T, inclusiv: codificarea amplitudinii pulsului pe 5 niveluri PAM-5; modularea amplitudinii în cuadratura QAM-25, etc. Mai jos sunt scurte idei despre PAM-5, aprobat în final ca standard.

De ce codificare pe 5 niveluri. Codarea comună pe 4 niveluri procesează biții de intrare în perechi. În total, există 4 combinații diferite - 00, 01, 10, 11. Emițătorul își poate seta propriul nivel de tensiune al semnalului transmis pentru fiecare pereche de biți, ceea ce reduce la jumătate frecvența de modulație a semnalului cu patru niveluri, în schimb 125 MHz. de 250 MHz, (Fig. 4), și deci frecvența radiației. Un al cincilea nivel a fost adăugat pentru a crea redundanță de cod. Ca rezultat, corectarea erorilor de recepție devine posibilă. Acest lucru oferă un raport semnal-zgomot suplimentar de 6 dB.

Fig. 4. PAM-4 Schema de codare pe 4 niveluri

nivelul MAC

Stratul MAC Gigabit Ethernet utilizează același protocol de transfer CSMA / CD ca strămoșii săi Ethernet și Fast Ethernet. Principalele restricții privind lungime maxima segmentul (sau domeniul de coliziune) sunt definite de acest protocol.

Standardul Ethernet IEEE 802.3 are o dimensiune minimă a cadrului de 64 de octeți. Este valoarea dimensiunii minime a cadrului care determină distanța maximă admisă între stații (diametrul domeniului de coliziune). Timpul în care stația transmite un astfel de cadru - timpul canalului - este de 512 BT sau 51,2 μs. Lungimea maximă a rețelei Ethernet este determinată din condiția de rezoluție a coliziunii, și anume, timpul necesar pentru ca semnalul să ajungă la nodul la distanță și să returneze RDT înapoi nu trebuie să depășească 512 BT (excluzând preambulul).

La trecerea de la Ethernet la Fast Ethernet, viteza de transmisie crește, iar timpul de translație al unui cadru de 64 de octeți este redus în mod corespunzător - este egal cu 512 BT sau 5,12 μs (în Fast Ethernet 1 BT = 0,01 μs). Pentru a putea detecta toate coliziunile până la sfârșitul transmisiei cadrului, ca și înainte, trebuie îndeplinită una dintre condiții:

Fast Ethernet a păstrat aceeași dimensiune minimă a cadrului ca Ethernet. Aceasta a păstrat compatibilitatea, dar a dus la o reducere semnificativă a diametrului domeniului de coliziune.

Din nou, în virtutea continuității sale, standardul Gigabit Ethernet trebuie să accepte aceleași dimensiuni minime și maxime ale cadrelor care sunt acceptate în Ethernet și Fast Ethernet. Dar pe măsură ce viteza de transmisie crește, timpul de transmisie al unui pachet de aceeași lungime scade în consecință. Menținând aceeași lungime minimă a cadrului, aceasta ar duce la o scădere a diametrului rețelei, care nu ar depăși 20 de metri, ceea ce ar putea fi de puțin folos. Prin urmare, la dezvoltarea standardului Gigabit Ethernet, s-a decis să se mărească timpul de canal. În Gigabit Ethernet, este 4096 BT și este de 8 ori mai rapid decât Ethernet și Fast Ethernet. Cu toate acestea, pentru a menține compatibilitatea cu standardele Ethernet și Fast Ethernet, dimensiunea minimă a cadrului nu a fost mărită, ci a fost adăugat un câmp suplimentar cadrului, numit „extensie media”.

extensie de transport

Simbolurile din câmpul suplimentar nu poartă, de obicei, informații de serviciu, dar umplu canalul și măresc „fereastra de coliziune”. Ca urmare, coliziunea va fi înregistrată de toate stațiile cu un diametru de domeniu de coliziune mai mare.

Dacă stația dorește să transmită un cadru scurt (mai puțin de 512 octeți), acest câmp este adăugat transmisiei - o extensie purtătoare care completează cadrul la 512 octeți. Camp suma de control se calculează numai pentru cadrul original și nu se aplică câmpului de extensie. Când se primește un cadru, câmpul de extensie este eliminat. Prin urmare, stratul LLC nici măcar nu știe despre prezența câmpului de extensie. Dacă dimensiunea cadrului este egală sau mai mare de 512 octeți, atunci nu există un câmp de extensie media. Figura 5 arată formatul de cadru Gigabit Ethernet atunci când utilizați o extensie media.

Fig. 5. Cadru Gigabit Ethernet cu câmp de extensie media.

spargerea pachetelor

Extinderea media este soluția cea mai naturală pentru a menține compatibilitatea Fast Ethernet și același diametru al domeniului de coliziune. Dar a irosit lățimea de bandă. Până la 448 de octeți (512-64) pot fi irosiți la transmiterea unui cadru scurt. În timpul etapei de dezvoltare a standardului Gigabit Ethernet, NBase Communications a făcut o propunere de actualizare a standardului. Această actualizare, numită congestie în lot, permite o utilizare mai eficientă a câmpului de extensie. Dacă stația / comutatorul are de trimis mai multe cadre mici, atunci primul cadru este umplut cu un câmp de expansiune purtător la 512 octeți și trimis. Restul cadrelor sunt trimise după un interval minim între cadre de 96 de biți, cu o excepție importantă - golul dintre cadre este umplut cu simboluri de extensie (Fig. 6a). Astfel, mediul nu devine tăcut între trimiterea de cadre scurte originale și niciun alt dispozitiv din rețea nu poate interfera cu transmisia. O astfel de aliniere a cadrelor poate avea loc până când numărul total de octeți transmiși depășește 1518. Congestia pachetelor reduce probabilitatea de coliziuni, deoarece un cadru supraîncărcat se poate ciocni numai în etapa de transmitere a primului său cadru original, inclusiv extinderea media, ceea ce cu siguranță crește performanța rețelei. .mai ales la sarcini grele (Fig. 6-b).

Fig. 6. Congestie de pachete: a) transmisie de cadre; b) comportamentul lăţimii de bandă.

Pe baza materialelor companiei „Telecom Transport”

M-am hotarat sa imi fac un mic upgrade calculatorul, iar din moment ce aveam nevoie de 2 placi de retea si nu erau suficiente sloturi, aveam nevoie de o placa de retea in slotul PCI-E. Era suficient timp așa că am decis să-l cumpăr de pe aliexpress.

Găsit, conform descrierii complet mulțumit, și pentru preț. La verificarea vânzătorului a arătat că nivelul de risc este practic zero. Comandat, coletul a sosit la 20 de zile dupa ce vanzatorul l-a trimis. Apropo, acum vânzătorul are o reducere sau o reducere, dar cardul costă 3,63.

Dar, din moment ce nu prea am încredere în producătorii chinezi, m-am uitat mai întâi cu atenție la placă. Intuiția mea nu m-a înșelat, microcircuitul principal a fost lipit nu numai cu un offset, ci au existat și bețe de lipit în trei locuri (indicate de săgeți).

Nu am înțeles în mod deosebit de ce sunt responsabile aceste concluzii, dar am rămas blocat pe picioarele conexiunii cu microcircuitul de memorie, și la ieșirile de putere, i.e. placa este garantat sa nu fie determinata cel putin, cel mult as ramane fara un calculator nou.

Și, desigur, denumirea amuzantă a vitezei de legătură în Hertz.

Fără să-l introduc în computer, i-am scris vânzătorului că am primit coletul, dar nu merge, microcircuitul este prost lipit. La care a răspuns că se spune să trimită un filmuleț. Ce urma să vadă acolo, nu înțeleg. I-am spus că voi încerca să fac o fotografie, dar totul este atât de mic încât este puțin probabil să vadă ceva. Am trimis un mesaj.

Fără să aștepte un răspuns, a luat un fier de lipit, a scos mucurile, a verificat cardul - funcționează.

Cardul a fost identificat ca fiind Realtek PCIe GBE Family Controller, dar din cauza mea deja instalat Drivere Realtek, apoi cardul a început să funcționeze imediat, nu trebuia instalat nimic.
Managerul de echipament scrie despre ea -
PCI \ VEN_10EC & DEV_8168 & SUBSYS_816810EC & REV_02 \ 4 & 293AFFCC & 1 & 00E0

Am testat viteza de copiere, deși totul era limitat de viteza portului routerului (am fost surprins să constat că nu aveam cu ce să testez cardul la viteză gigabit), în timp ce nu există nimic cu care să testez gigabitul și să fie sincer, nu o vad ca pe o necesitate absolută, 100 de megabiți sunt de ajuns, dar nu am văzut PCI-E de 100 de megabiți, așa că lăsați-l să trăiască. Mai mult, cu greu il voi cumpara la acesti bani.

Drept urmare, i-am scris vânzătorului că cipul a fost lipit, cardul funcționează, voi confirma primirea, dar sunt foarte nemulțumit. Manopera este foarte slaba. Ca urmare, vânzătorul a oferit o rambursare de 3 dolari, am fost de acord, de fapt, nu am avut plângeri speciale despre vânzător, m-am dus să contactez imediat și fără probleme.

Dar nu acesta este ideea, morala acestei microrecenzii este că, pentru orice eventualitate, înainte de a introduce o nouă bucată de hardware în computer, nu fi prea leneș să o examinezi cu atenție, pentru a nu rămâne fără un computer deloc.

În general, livrarea este excelentă, cardul este cel mai obișnuit, prețul este rezonabil, livrarea este rapidă, dar calitatea este slabă și destul de puternică.

Probabil așa a fost asamblată rețeaua mea

Intenționez să cumpăr +6 Adaugă la favorite Mi-a placut recenzia +28 +50

Decideți dacă trebuie să vă îmbunătățiți rețeaua.

Dacă dvs. și membrii familiei dvs. încărcați în mod regulat fișiere mari, transmiteți conținut media pe Internet sau efectuați alte sarcini care vă încarcă puternic rețeaua, de exemplu, un server găzduit de fișiere, sau jucați jocuri online, ați investi cu plăcere în îmbunătățirea Gigabit Ethernet. .
Întreprinderile mijlocii și mari necesită ca mulți utilizatori să fie conectați prin rețea și, în același timp, să își poată crește productivitatea.
Persoanele care folosesc singuri internetul pentru sarcini de rețea fără consum de resurse, cum ar fi e-mailul, mesagerie instanta sau navigarea pe web poate să nu vadă niciun beneficiu în îmbunătățirea accesului la rețea la Gigabit Ethernet.

Inspectați porturile de rețea de pe dispozitivele dvs.

Dacă ți-ai cumpărat computerul, consolă de jocuri sau alt dispozitiv cu acces la rețea în ultimii doi până la trei ani, este posibil să aibă deja porturi de rețea pregătite pentru Gigabit Ethernet.
Pe Windows: Faceți clic pe meniul Start, faceți clic pe bara de căutare (sau faceți clic pe „Run ...” în funcție de versiunea dvs. de Windows), introduceți ncpa.cplși apăsați enter. Faceți clic dreapta pe pictograma adaptorului de rețea, apoi faceți clic stânga pe „Proprietăți”. În caseta de dialog care se deschide, faceți clic pe butonul „Configurare...”. În noua casetă de dialog, găsiți elementul corespunzător „tipului de conexiune” sau „Viteze” și selectați-l. Dacă vedeți „1.0 Gbps, Full Duplex” sau ceva similar în meniul derulant, computerul este pregătit pentru o conexiune Gigabit Ethernet. Dacă nu, atunci poate fi necesar să vă actualizați hardware-ul așa cum este descris la pasul 6 de mai jos.
Pe Ubuntu 12.04: Faceți clic dreapta pe pictograma de rețea din panoul de sus al desktopului, apoi faceți clic stânga pe „Informații de conectare”. În caseta de dialog care apare, uitați-vă la valoarea „Viteză”. O valoare de 1000 Mbps indică că sistemul este pregătit pentru standardul Gigabit Ethernet.
Pentru alte dispozitive, verificați instrucțiunile și specificații dispozitive. Consultați specificațiile adaptorului de rețea Cuvinte cheie„gigabit” sau „1000 Mbps”.

Nu uitați de imprimantele de rețea.

Dacă folosiți foarte mult o imprimantă de rețea, ați putea decide să o testați și pentru pregătirea Gigabit Ethernet. Verificați instrucțiunile ca în pasul de mai sus.

Verificați-vă cablurile.

Uită-te la împletitura de pe cablurile de rețea și notează tipul de cablu imprimat pe ea. Dacă sunt etichetate „Cat5e”, atunci ești gata. Dacă nu, puteți cumpăra cabluri noi, care sunt de obicei ieftine.
În majoritatea cazurilor, cablurile Cat6 nu oferă îmbunătățiri semnificative de performanță față de cablurile Cat5e. Cu toate acestea, dacă doriți să vă îmbunătățiți rețeaua în viitor, puteți utiliza cabluri Cat6.

Verificați ruterul / comutatorul.

Chiar dacă toate părțile rețelei dvs. sunt actualizate la standardul Gigabit Ethernet, iar routerul și comutatorul sunt încă FastEthernet, acestea vor deveni un blocaj pentru rețeaua dvs.
Pentru uz casnic, mulți oameni folosesc deja o combinație de router și comutator într-un singur dispozitiv. Routerul/comutatorul gigabit de acasă este același.

* Pentru uz casnic, mulți oameni folosesc deja o combinație de router și comutator într-un singur dispozitiv. Routerul/comutatorul gigabit de acasă este același.

Pasul 2 descrie cum să testați echipamentul de rețea pentru compatibilitatea Gigabit Ethernet. Dacă ați stabilit că nu există compatibilitate, atunci aveți mai multe opțiuni.
O opțiune economică ar fi să cumpărați o placă de rețea PCI gigabit. Acest card este instalat în spatele computerului împreună cu restul hardware-ului. Dezavantajele acestei configurații vor fi viteze sub optime și va trebui să vă amintiți întotdeauna care dintre porturi este conectat la placa de rețea gigabit și care la vechiul FastEthernet. Conectarea accidentală a unui cablu Cat5e la portul FastEthernet nu va oferi niciun câștig de performanță.
O soluție puțin mai scumpă, dar mai eficientă, poate fi înlocuirea plăcii de bază a computerului. Asigurați-vă că placa de bază este echipată cu un adaptor gigabit încorporat. Pentru viteză maximă, cumpărați o placă de bază pe 64 de biți cu încrederea că procesorul dvs. este compatibil, sau puteți cumpăra una. Majoritatea magazinelor importante de computere vă vor ajuta să selectați produsul potrivit și să îl instalați pentru a vă asigura că hardware-ul este compatibil.

Actualizați software dispozitivele dvs. la cele mai recente.

Acum că v-ați îmbunătățit hardware-ul sau chiar dacă nu ați avut nevoie să vă îmbunătățiți, este timpul să vă asigurați că toate software-urile și driverele sunt actualizate. Acest lucru este pentru viteză, performanță și fiabilitate maxime. Actualizări incluse în pachet Actualizări Windows poate fi insuficientă. Vizitați site-urile web ale producătorilor de dispozitive și descărcați cele mai recente actualizări direct din surse.

Îmbunătățiți stocarea media și RAM.

În mod ideal, fișierele pot fi mutate la fel de repede ca media, adică hard disk-ul pe care sunt stocate.
Asigurați-vă că hard disk-urile sunt la 7200 RPM și luați în considerare RAID 1 pentru un acces mai rapid.
O soluție alternativă ar fi utilizarea unitate SSD... Este mai scump decât un hard disk obișnuit, dar poate citi și scrie aproape instantaneu, eliminând blocajul de viteză al hard disk-urilor convenționale.
Creșterea cantității de memorie RAM din sistemul dvs. va crește, de asemenea performanța generală... 8 GB este un minim bun, dar probabil că nu veți vedea o îmbunătățire semnificativă după 12 GB de RAM decât dacă utilizați o mulțime de sarcini care necesită mult resurse, cum ar fi randarea 3D sau programele de simulare.

Introducere

Rețelele bazate pe Ethernet 10/100 Mbps vor fi mai mult decât suficiente pentru orice sarcină în rețelele mici. Dar ce zici de viitor? Te-ai gândit să streaming video prin rețeaua casei tale? Le va face față Ethernetul 10/100?

În primul nostru articol despre Gigabit Ethernet, îl vom arunca o privire mai atentă și vom determina dacă aveți nevoie de el. Vom încerca, de asemenea, să aflăm de ce aveți nevoie pentru a crea o rețea pregătită pentru gigabit și pentru a face un tur rapid al echipamentelor gigabit pentru rețelele mici.

Ce este Gigabit Ethernet?

Gigabit Ethernet este cunoscut și sub numele de gigabit over copper sau 1000BaseT... Este o versiune Ethernet obișnuită care funcționează la viteze de până la 1.000 de megabiți pe secundă, care este de zece ori mai rapid decât 100BaseT.

Gigabit Ethernet se bazează pe standardul IEEE 802.3z care a fost aprobat în 1998. Cu toate acestea, în iunie 1999, a apărut un addendum - standardul Gigabit Ethernet peste pereche torsadată de cupru. 1000BaseT... Acest standard a fost capabil să scoată Gigabit Ethernet din camerele serverelor și din coloana vertebrală, asigurând utilizarea acestuia în aceleași condiții ca Ethernet 10/100.

Înainte de 1000BaseT, Gigabit Ethernet necesita utilizarea de fibră optică sau cabluri de cupru ecranate, care nu sunt deloc convenabile pentru rețelele LAN convenționale. Aceste cabluri (1000BaseSX, 1000BaseLX și 1000BaseCX) sunt și astăzi folosite în aplicații speciale, așa că nu le vom acoperi.

Grupul 802.3z Gigabit Ethernet a făcut o treabă excelentă lansând un standard universal de zece ori mai rapid decât 100BaseT. 1000BaseT este, de asemenea compatibil cu înapoi cu hardware 10/100, foloseste CAT-5 cablu (sau categorie superioară). Apropo, astăzi o rețea tipică este construită pe baza cablului de categoria a cincea.

Avem nevoie de ea?

Prima literatură despre Gigabit Ethernet a indicat piața întreprinderilor ca zonă de aplicare a noului standard și, cel mai adesea, conectivitatea depozitului de date. Deoarece Gigabit Ethernet oferă de zece ori mai mare lățime de bandă decât tradiționalul 100BaseT, o aplicație naturală a standardului este conectarea site-urilor cu lățime de bandă mare. Este comunicarea dintre servere, switch-uri și backbones. Aici este necesar, necesar și util Gigabit Ethernet.

Pe măsură ce prețul echipamentelor gigabit a scăzut, domeniul de aplicare al 1000BaseT s-a extins la computere pentru „utilizatori cu putere” și grupuri de lucru care utilizează lățime de bandă aplicații”.

Deoarece majoritatea rețelelor mici au nevoie de date modeste, este puțin probabil ca acestea să aibă vreodată nevoie de lățime de bandă de rețea 1000BaseT. Să aruncăm o privire la câteva aplicații tipice de rețea mici și să evaluăm nevoia lor de Gigabit Ethernet.

Avem nevoie de el, continuare

Transferarea fișierelor mari prin rețea
O astfel de aplicație este tipică, mai degrabă, pentru birourile mici, mai ales în companiile cu care se ocupă design grafic, arhitectură sau alte afaceri care se ocupă cu procesarea fișierelor de zeci până la sute de megaocteți. Puteți calcula cu ușurință că un fișier de 100 MB va fi transferat printr-o rețea 100BaseT în doar opt secunde [(100MB x 8bit / octet) / 100Mbps]. În realitate, mulți factori degradează viteza de transfer, astfel încât fișierul tău va dura puțin mai mult pentru a fi transferat. Unii dintre acești factori sunt legați de sistemul de operare, rulează aplicații, cantitatea de memorie de pe computerele dvs., viteza procesorului și vechimea. (Vârsta sistemului afectează viteza autobuzelor de pe placa de bază.)
Un alt factor important este viteza echipamentelor de rețea, iar trecerea la echipamente gigabit poate elimina potențiale blocaje și poate accelera transferul de volume mari de fișiere. Mulți vor confirma că obținerea de viteze de peste 50 Mbps pe o rețea 100BaseT este departe de a fi banală. Gigabit Ethernet, pe de altă parte, va putea oferi un debit de peste 100 Mbps.
Dispozitive de redundanță de rețea
Puteți considera acest caz ca o variantă de „fișiere mari”. Dacă rețeaua dvs. este configurată să facă copii de rezervă pentru toate computerele pe un singur server de fișiere, atunci Gigabit Ethernet va accelera procesul. Cu toate acestea, există și stâncă subacvatică- o creștere a „conductei” de transmisie către server poate să nu conducă la un efect pozitiv dacă serverul nu are timp să proceseze fluxul de date primit (acest lucru este valabil și pentru mediul de rezervă).
Pentru a beneficia de o rețea de mare viteză, ar trebui să vă echipați serverul cu mai multă memorie și să faceți copii de rezervă pe un hard disk rapid, mai degrabă decât pe bandă sau pe CDROM. După cum puteți vedea, trebuie să vă pregătiți temeinic pentru tranziția la Gigabit Ethernet.
Aplicații client-server
Acest domeniu de aplicare este din nou mai frecvent în rețelele de afaceri mici decât în rețelele de acasă. Între client și server în aplicatii similare o cantitate mare de date poate fi transferată. Abordarea este aceeași: trebuie să analizați cantitatea de date transmise de rețea pentru a vedea dacă aplicația poate ține pasul cu creșterea lățimii de bandă a rețelei și dacă aceste date sunt suficiente pentru a încărca Gigabit Ethernet.

Într-adevăr, credem că majoritatea constructorilor de rețele de acasă este puțin probabil să găsească motive suficiente pentru a cumpăra echipamente gigabit. În rețelele de afaceri mici, trecerea la gigabit poate ajuta, dar vă recomandăm să analizați mai întâi cantitatea de date transferată. Totul este clar cu starea actuală. Dar dacă doriți să luați în considerare posibilitatea unor upgrade-uri viitoare. Ce trebuie să faci astăzi pentru a fi pregătit pentru asta? În următoarea parte a articolului nostru, vom analiza modificările care trebuie făcute celei mai scumpe, cele mai des și mai consumatoare parte a rețelei - cablu.

Cablu Ethernet Gigabit

După cum am menționat în introducere, una dintre cerințele cheie ale standardului 1000BaseT este utilizarea unui cablu de categoria 5 (CAT 5) sau mai mare. Adică Gigabit Ethernet poate lucra la structura de cablu existentă din categoria a 5-a... De acord, această oportunitate este foarte convenabilă. De obicei, toate rețelele moderne folosesc cablu de Categoria 5, cu excepția cazului în care rețeaua dvs. a fost instalată în 1996 sau mai devreme (standardul a fost aprobat în 1995). Totuși, aici există mai multe capcane.

Sunt necesare patru perechi
După cum se vede din a acestui articol 1000BaseT utilizează toate cele patru perechi de cabluri de categoria 5 (sau mai mare) pentru a crea patru legături de 250 Mbps. (De asemenea, este utilizată o altă schemă de codare - modulația de amplitudine a impulsului pe cinci niveluri - pentru a rămâne în intervalul de frecvență CAT5 de 100 MHz). Ca rezultat, putem folosi structura de cablare CAT 5 existentă pentru Gigabit Ethernet.
Deoarece 10 / 100BaseT utilizează doar două din patru perechi CAT 5, unii oameni nu au conectat perechi suplimentare atunci când își puneau rețelele. Perechile au fost folosite, de exemplu, pentru un telefon sau pentru Power over Ethernet (POE). Din fericire, NIC-urile și switch-urile gigabit sunt suficient de inteligente pentru a reveni la 100BaseT dacă toate cele patru perechi nu sunt disponibile. Prin urmare, în orice caz, rețeaua dvs. va funcționa cu switch-uri gigabit și carduri de rețea, dar nu veți obține viteză mare pentru banii plătiți.
Nu folosiți conectori ieftini
O altă problemă pentru rețelei amatori este sertizarea slabă și prizele de perete ieftine. Acestea duc la nepotriviri de impedanță, ducând la pierderi de randament și, ca urmare, la o lățime de bandă redusă. Desigur, puteți încerca căutarea directă a cauzei, dar ar fi bine să obțineți un tester de rețea care poate detecta pierderea de returnare și diafonia. Sau pur și simplu suportați viteza mică.
Restricții de lungime și topologie
1000BaseT este limitat la aceeași lungime maximă a segmentului ca 10/100BaseT. Astfel, diametrul maxim al rețelei este de 200 de metri (de la un computer la altul printr-un comutator). Pentru topologia 1000BaseT, se aplică aceleași reguli ca și pentru 100BaseT, cu excepția faptului că este permis doar un repetor per segment de rețea (sau, mai precis, un „domeniu de coliziune semi-duplex”). Dar, deoarece Gigabit Ethernet nu acceptă transmisia semi-duplex, puteți uita de ultima cerință. În general, dacă rețeaua dumneavoastră mergea bine sub 100BaseT, nu ar trebui să aveți nicio problemă să treceți la gigabit.

Cablu Ethernet Gigabit Continuare

Cel mai bine este să utilizați un cablu pentru așezarea rețelelor noi. CAT 5e... Deși CAT 5 și CAT 5e ambele trec 100 MHz, Cablul CAT5e este fabricat ținând cont parametri suplimentari important pentru o mai bună transmitere a semnalelor de înaltă frecvență.

Consultați următoarele documente Belden pentru mai multe informații despre specificațiile cablului CAT 5e (în engleză):

Deși un cablu CAT 5 modern va funcționa bine cu 1000BaseT, ar fi mai bine să alegeți CAT 5e dacă doriți să garantați o lățime de bandă mare. Dacă ezitați, estimați costul unui cablu CAT 5 și CAT 5e și mergeți pe drumul dvs.

Singurul lucru pe care ar trebui să-l evitați sunt recomandările de achiziție CAT 6 cablu pentru gigabit Ethernet. CAT 6 a fost adăugat la standardul TIA-568 în iunie 2002și omite frecvențe până la 200 MHz... Cel mai probabil vânzătorii vă vor convinge să cumpărați a șasea categorie mai scumpă, dar veți avea nevoie de ea doar dacă intenționați să construiți o rețea. 10 Gbps Ethernet prin cablu de cupru, ceea ce nu este realist în acest moment. Dar cablul CAT 7? Uita de asta!

Dacă aveți o sumă bună, atunci este mai bine să o cheltuiți specialist în rețea care posedă experiență suficientă în realizarea rețelelor gigabit... Un specialist va putea așeza corect cablurile sau va putea verifica reteaua existenta pentru a lucra cu Gigabit Ethernet. Când instalați un cablu CAT 6, vă recomandăm să solicitați ajutor profesionist, deoarece acest cablu prevede o rază de îndoire și conectori speciali de înaltă calitate.

Echipament Gigabit

Într-un fel, întrebarea „gigabit sau nu” ar fi putut face obiectul unor controverse acum un an sau câțiva ani. Din punctul de vedere al unui cumpărător SOHO, trecerea de la 10 la 10/100 Mbps s-a produs deja. Noile computere sunt echipate cu porturi Ethernet 10/100, routerele folosesc deja switch-uri 10/100 încorporate în loc de hub-uri 10BaseT. Cu toate acestea, o astfel de schimbare nu este o consecință a cerințelor și dorințelor rețelelor de acasă. Sunt mulțumiți de echipamentele existente.

Pentru aceste modificări, ar trebui să le mulțumim utilizatorilor corporativi care cumpără astăzi doar 10/100 de echipamente în vrac, ceea ce ne permite să reducem prețurile pentru el. Odată ce producătorii de echipamente de consum au descoperit că pot folosi cipuri 10BaseT față de opțiuni 10/100 scump, nu au ezitat multă vreme.

Astfel, arhitectura hub-ului 10BaseT de ieri a migrat în liniște la rețelele comutate 10/100 de astăzi. Vom experimenta aceeași tranziție de la 10/100 la 10/100/1000 Mbps. Și, deși mai sunt încă un an sau doi până la punctul de vârf, tranziția deja inceput iar prețurile continuă să scadă constant.

Tot ce aveți nevoie este să cumpărați o placă de rețea gigabit și un comutator gigabit. Să le aruncăm o privire mai atentă.

Plăci de rețea
Placile de rețea PCI 10/100 / 1000BaseT pe 32 de biți de marcă, cum ar fi Intel PRO1000 MT, Netgear GA302T și SMC SMC9552TX, costă de la 40 USD la 70 USD pe Internet. Produsele de la producătorii de al doilea nivel sunt cu aproximativ 5 USD mai ieftine. Și în timp ce NIC-urile gigabit sunt de aproximativ două ori și jumătate mai scumpe decât cardurile medii 10/100, portofelul dvs. este puțin probabil să observe vreo diferență, cu excepția cazului în care le cumpărați în vrac.
Puteți găsi plăci de rețea care acceptă nu doar magistrala PCI pe 32 de biți, ci și pe cea pe 64 de biți, dar costă și mai mult. Ceea ce nu vei vedea sunt adaptoare CardBus pentru laptopurile tale. Din anumite motive, producătorii cred că notebook-urile nu au nevoie deloc de rețele gigabit.
Comutatoare
Dar prețul switch-urilor 10/100/1000 te face să te gândești de zece ori la fezabilitatea trecerii la Gigabit Ethernet. Vestea bună este că acum sunt disponibile switch-uri gigabit transparente, care sunt mult mai ieftine decât omologii lor gestionați pentru piața întreprinderilor.
Un comutator simplu cu patru porturi 10/100/1000 Netgear GS104 poate fi achiziționat la mai puțin de 225 USD. Dacă optați pentru mărci mai puțin cunoscute, cum ar fi TEG-S40TXE de la TRENDnet, puteți reduce costul la 150 USD. Câteva patru porturi - vă rog. Versiunea cu opt porturi a Netgear GS108 vă va costa aproximativ 450 USD, iar TRENDnet TEG-S80TXD aproximativ 280 USD.
Având în vedere că un switch cu 5 porturi 10/100 costă astăzi doar 20 USD, prețurile pentru gigabit li se vor părea prea mari pentru unii. Dar amintiți-vă, până de curând, puteți cumpăra doar comutatoare Gigabit gestionate la 100 USD + per port. Prețurile se îndreaptă în direcția bună!

Trebuie sa schimbi computerele?

Iată un mic secret pentru Gigabit Ethernet: sub Win98 sau 98SE, probabil că nu veți beneficia de viteza Gigabit. Deși puteți încerca să îmbunătățiți randamentul prin editarea registrului, tot nu obțineți o creștere semnificativă a performanței față de hardware-ul dvs. actual 10/100.

Problema constă în stiva Win98 TCP / IP, care nu a fost concepută având în vedere rețeaua de mare viteză. Stiva are probleme chiar și la utilizare 100BaseT rețele, ce putem spune despre comunicarea gigabit atunci! Vom reveni la această problemă în al doilea articol, dar deocamdată ar trebui să luați în considerare doar Win2000și WinXP pentru a lucra cu Gigabit Ethernet.

Cu ultima propoziție nu suntem în niciun caz nu presupune că numai Windows 2000 și XP acceptă plăci de rețea gigabit. Pur și simplu nu am testat performanța pe alte sisteme de operare, așa că vă rugăm să vă abțineți de la comentarii sarcastice!

Dacă vă întrebați dacă va trebui să vă aruncați computerul vechi și bun și să cumpărați unul nou pentru a utiliza Gigabit Ethernet, atunci răspunsul nostru este „poate”. Pe baza experienței noastre practice, un hertz de procesoare „moderne” este egal cu un bit pe secundă de lățime de bandă a rețelei... Unul dintre producătorii de echipamente de rețea gigabit a fost de acord cu noi: orice mașină cu o viteză de ceas 700 MHz sau mai jos nu vor putea utiliza pe deplin lățimea de bandă a Gigabit Ethernet. Deci, chiar și cu sistemul de operare potrivit, computerele vechi sunt gigabit Ethernet ca o cataplasmă moartă. Veți vedea mai devreme viteze 100-500 Mbps

Nu m-am grăbit să-mi mut rețeaua de acasă de la 100 Mbps la 1 Gbps, ceea ce este destul de ciudat pentru mine, deoarece transmit prin rețea un numar mare de fișiere. Cu toate acestea, atunci când cheltuiesc bani pentru modernizarea computerului sau a infrastructurii, cred că ar trebui să obțin imediat un spor de performanță în aplicațiile și jocurile pe care le rulez. Mulți utilizatori le place să se distreze placa video noua, unități centrale de procesareși ceva gadget. Cu toate acestea, din anumite motive, echipamentele de rețea nu atrag un asemenea entuziasm. Într-adevăr, este dificil să investești banii câștigați în infrastructura de rețea în locul unui alt cadou de ziua tehnologic.

Cu toate acestea, cerințele mele de lățime de bandă sunt foarte mari și la un moment dat mi-am dat seama că infrastructura pentru 100 Mbps nu mai era suficientă. Toate computerele mele de acasă au deja adaptoare integrate de 1 Gbps (pornit plăci de bază ah), așa că am decis să iau lista de prețuri a celei mai apropiate companii de calculatoare și să văd de ce am nevoie pentru a transfera întreaga infrastructură de rețea la 1 Gbps.

Nu, o rețea gigabit acasă nu este deloc complicată.

Am cumpărat și instalat tot hardware-ul. Îmi amintesc că obișnuia să dureze aproximativ un minut și jumătate pentru a copia un fișier mare pe o rețea de 100 Mbps. După actualizarea la 1 Gbps, același fișier a fost copiat în 40 de secunde. Câștigurile de performanță au fost frumoase, dar încă nu am obținut superioritatea de zece ori la care ne-am aștepta comparând lățimea de bandă de 100 Mbps față de 1 Gbps a rețelelor vechi și noi.

Care este motivul?

Pentru o rețea gigabit, toate părțile acesteia trebuie să accepte 1 Gbps. De exemplu, dacă aveți plăci de rețea gigabit și cablurile corespunzătoare instalate, dar hub-ul / comutatorul acceptă doar 100 Mbps, atunci întreaga rețea va funcționa la 100 Mbps.

Prima cerință este un controler de rețea. Cel mai bine este dacă fiecare computer din rețea este echipat cu un adaptor de rețea gigabit (separat sau integrat pe placa de bază). Această cerință este cel mai ușor de îndeplinit, deoarece majoritatea producătorilor de plăci de bază au integrat controlere de rețea gigabit în ultimii doi ani.

A doua cerință este ca placa de rețea să suporte și 1 Gbps. Există o concepție greșită comună conform căreia rețelele gigabit necesită cablu de categoria 5e, dar, de fapt, chiar și cablurile Cat 5 mai vechi acceptă 1 Gbps. Cu toate acestea, cablurile Cat 5e au performanțe mai bune, așa că vor fi mai optime pentru rețelele gigabit, mai ales dacă cablurile sunt de lungime decentă. Cu toate acestea, cablurile Cat 5e sunt și astăzi cele mai ieftine, deoarece vechiul standard Cat 5 este depășit. Cablurile Cat 6 mai noi și mai scumpe oferă performanțe și mai bune pentru rețelele gigabit. Vom compara performanța cablurilor Cat 5e cu Cat 6 mai târziu în acest articol.

A treia și probabil cea mai scumpă componentă dintr-o rețea gigabit este un hub/switch de 1 Gbps. Desigur, este mai bine să folosiți un comutator (eventual asociat cu un router), deoarece un hub sau un hub nu este cel mai inteligent dispozitiv, pur și simplu difuzând toate datele de rețea prin toate porturile disponibile, ceea ce duce la un număr mare de coliziuni și încetiniri. scăderea performanței rețelei. Dacă sunteți în căutarea unei performanțe ridicate, un comutator gigabit este indispensabil, deoarece redirecționează doar datele rețelei către portul corect, crescând efectiv viteza rețelei dvs. în comparație cu un hub. Un router conține de obicei un comutator încorporat (cu mai multe porturi LAN) și, de asemenea, vă permite să vă conectați rețeaua de acasă la Internet. Majoritatea utilizatorilor casnici înțeleg beneficiile unui router, așa că un router gigabit este o opțiune atractivă.

Cât de rapid ar trebui să fie gigabiții? Dacă auziți prefixul „giga”, atunci probabil vă referiți la 1000 de megaocteți, în timp ce o rețea gigabit ar trebui să ofere 1000 de megaocteți pe secundă. Dacă crezi așa, atunci nu ești singur. Dar, din păcate, în realitate totul este diferit.

Ce este gigabit? Acesta este 1000 de megabiți, nu 1000 de megabiți. Există 8 biți într-un octet, așa că să numărăm: 1.000.000.000 de biți împărțiți la 8 biți = 125.000.000 de octeți. Există aproximativ un milion de octeți într-un megaoctet, așa că o rețea gigabit ar trebui să ofere o rată maximă teoretică de transfer de date de aproximativ 125 MB / s.

Sigur, 125 MB/s nu sună la fel de impresionant ca gigabiții, dar gândiți-vă: o rețea la această viteză ar trebui, teoretic, să transfere un gigabyte de date în doar opt secunde. O arhivă de 10 GB ar trebui să fie transferată în doar un minut și 20 de secunde. Viteza este incredibilă: amintiți-vă doar cât a durat să transferați un gigaoctet de date înainte ca stick-urile USB să fie la fel de rapide ca și astăzi.

Așteptările erau serioase, așa că am decis să transferăm fișierul pe o rețea gigabit și să ne bucurăm de viteza apropiată de 125 MB/s. Nu avem niciun hardware special minunat: o simplă rețea de acasă cu o tehnologie veche, dar decentă.

Copierea unui fișier de 4,3 GB de pe un computer de acasă pe altul a rulat la o viteză medie de 35,8 MB/s (am rulat testul de cinci ori). Acesta este doar 30% din plafonul teoretic pentru o rețea gigabit de 125 MB/s.

Care sunt cauzele problemei?

Este destul de ușor să selectați componentele pentru instalarea unei rețele gigabit, dar ca rețeaua să funcționeze la viteză maximă este mult mai dificilă. Factorii care pot duce la încetinirea rețelei sunt numeroși, dar după cum am constatat, depinde de cât de repede hard disk-uri capabil să transmită date către controlerul de rețea.

Prima limitare de luat în considerare este interfața controlerului LAN gigabit cu sistemul. Dacă controlerul dvs. este conectat prin vechea magistrală PCI, atunci cantitatea de date pe care o poate transfera teoretic este de 133 MB / s. Pentru lățimea de bandă Gigabit Ethernet de 125 MB / s, aceasta pare suficientă, dar amintiți-vă că lățimea de bandă magistrala PCI distribuite în întregul sistem. Fiecare card PCI add-on și multe componente ale sistemului vor folosi aceeași lățime de bandă, reducând resursele disponibile card de retea... Controlere cu o interfață nouă PCI Express(PCIe) nu există o astfel de problemă, deoarece fiecare bandă PCIe oferă cel puțin 250 MB/s de lățime de bandă și este exclusiv pentru dispozitiv.

Următorul factor important care afectează viteza rețelei sunt cablurile. Mulți experți subliniază că, dacă rulați cabluri de rețea în apropierea cablurilor de alimentare care sunt surse de interferență, viteze mici garantat. Lungimile lungi ale cablurilor sunt, de asemenea, problematice, deoarece cablurile de cupru Cat 5e sunt certificate pentru o lungime maximă de 100 de metri.

Unii experți recomandă utilizarea noilor cabluri Cat 6 în loc de Cat 5e. De multe ori este dificil să justificăm astfel de recomandări, dar vom încerca să testăm impactul categoriei de cabluri asupra unei rețele de acasă mici gigabit.

Să nu uităm de sistemul de operare. Desigur, acest sistem este rar folosit într-un mediu gigabit, dar trebuie menționat că Windows 98 SE (și sistemele de operare mai vechi) nu vor putea profita de Gigabit Ethernet, deoarece stiva TCP/IP a acestui sistem de operare este abia poate încărca o conexiune de 100 Mbps. complet. Windows 2000 și versiuni ulterioare versiuni Windows se potrivește deja, deși în vechime sisteme de operare vor trebui făcute unele ajustări pentru a profita la maximum de rețea. Vom folosi Windows Vista pe 32 de biți pentru testele noastre și, deși reputația lui Vista nu este cea mai bună pentru unele sarcini, acesta a susținut de la început rețelele gigabit.

Acum să trecem la hard disk-uri. Chiar și vechea interfață IDE cu specificația ATA / 133 ar trebui să fie suficientă pentru a suporta o rată teoretică de transfer de fișiere de 133 MB / s, în timp ce specificația SATA mai nouă se potrivește, deoarece oferă cel puțin 1,5 Gb / s (150 MB / cu) . Cu toate acestea, în timp ce cablurile și controlerele pot gestiona transferul de date la această viteză, hard disk-urile în sine nu pot.

Luați un modern tipic HDD cu 500 GB, care ar trebui să ofere o lățime de bandă constantă de aproximativ 65 MB/s. La începutul plăcilor (benzile exterioare), viteza poate fi mai mare, totuși, pe măsură ce trecerea la benzile interioare, debitul scade. Datele de pe traseele interne sunt citite mai lent, la o viteză de aproximativ 45 MB/s.

Ni s-a părut că am luat în considerare toate blocajele posibile. Ce a mai rămas de făcut? A trebuit să facem câteva teste și să vedem dacă putem ajunge la performanța rețelei până la limita teoretică de 125 MB/s.

Testați configurația

Sisteme de testare	Sistem server	Sistem client
CPU	Intel Core 2 Duo E6750 (Conroe), 2,66 GHz, FSB-1333, 4 MB cache	Intel Core 2 Quad Q6600 (Kentsfield), 2,7 GHz, FSB-1200, 8 MB cache
Placa de baza	ASUS P5K, Intel P35, BIOS 0902	MSI P7N SLI Platinum, Nvidia nForce 750i, BIOS A2
Reţea	Controler integrat Abit Gigabit LAN	Controler integrat nForce 750i Gigabit Ethernet
Memorie	Wintec Ampo PC2-6400, 2x 2048 MB, DDR2-667, CL 5-5-5-15 la 1,8 V	A-Data EXTREME DDR2 800+, 2x 2048 MB, DDR2-800, CL 5-5-5-18 la 1,8 V
Plăci video	ASUS GeForce GTS 250 Dark Knight, 1 GB GDDR3-2200, 738 MHz GPU, 1836 MHz Shader Unit	MSI GTX260 Lightning, 1792 MB GDDR3-1998, 590 MHz GPU, 1296 MHz Shader Unit
Hard disk 1	Seagate Barracuda ST3320620AS, 320 GB 7200 RPM, 16 MB Cache, SATA 300
Hard disk 2	2x Hitachi Deskstar 0A-38016 în RAID 1, 7200 rpm, 16 MB cache, SATA 300	Western Digital Caviar WD50 00AAJS-00YFA, 500 GB, 7200 rpm, 8 MB cache, SATA 300
Alimentare electrică	Aerocool Zerodba 620w, 620W, ATX12V 2.02	Ultra HE1000X, ATX 2.2, 1000W
Comutator de rețea	D-Link DGS-1008D, comutator desktop Gigabit neadministrat cu 8 porturi 10/100/1000
Software și drivere
OS	Microsoft Windows Vista Ultimate pe 32 de biți 6.0.6001, SP1
Versiunea DirectX	DirectX 10
Driver grafic	Nvidia GeForce 185.85

Teste și setări

Teste și setări
Nodesoft Diskbench	Versiunea: 2.5.0.5, fișier Copiere, Creare, Citire și Benchmark în lot
SiSoftware Sandra 2009 SP3	Versiunea 2009.4.15.92, Test CPU = CPU Aritmetică / Multimedia, Test de memorie = Benchmark de lățime de bandă

Înainte de a trece la orice benchmark, am decis să testăm hard disk-urile fără a folosi rețeaua pentru a vedea la ce lățime de bandă ne putem aștepta într-un scenariu ideal.

Rețeaua noastră gigabit de acasă are două PC-uri. Primul, pe care îl vom numi server, este echipat cu două subsisteme de discuri. Hard disk-ul principal este un Seagate Barracuda ST3320620AS de 320 GB vechi de câțiva ani. Serverul acționează ca un NAS cu o matrice RAID de două hard disk-uri Hitachi Deskstar 0A-38016 de 1 TB oglindite pentru redundanță.

Al doilea PC din rețea l-am numit client, are două hard disk-uri: ambele de 500 GB Western Digital Caviar 00AAJS-00YFA vechi de aproximativ șase luni.

Am testat mai întâi viteza hard disk-urilor serverului și sistemului client pentru a vedea la ce performanță ne putem aștepta de la ele. Am folosit testul de hard disk în SiSoftware Sandra 2009.

Visele noastre de a atinge viteze de transfer de fișiere gigabit au fost năruite imediat. Ambele hard disk-uri au atins o viteză maximă de citire de aproximativ 75 MB/s în condiții ideale. Deoarece acest test este efectuat în condiții reale, iar unitățile sunt pline cu 60%, ne putem aștepta la viteze de citire mai apropiate de indicele de 65 MB/s, pe care l-am obținut de pe ambele hard disk.

Dar să aruncăm o privire la performanța RAID 1 - cea mai bună matrice dată faptul că un controler RAID hardware poate crește performanța de citire prin primirea de date de pe ambele hard disk-uri simultan, similar marilor RAID 0; dar acest efect se obtine (din cate stim noi) doar cu controlere RAID hardware, nu cu solutii RAID software. În testele noastre, matricea RAID a oferit performanțe de citire mult mai bune decât un singur hard disk, așa că sunt șanse mari să obținem rate rapide de transfer de fișiere în rețea de la o matrice RAID 1. Matricea RAID a furnizat un randament de vârf impresionant de 108 MB/s, dar, în realitate, performanța ar trebui să fie aproape de indicele de 88 MB/s, deoarece matricea este plină cu 55%.

Deci ar trebui să obținem aproximativ 88 MB/s printr-o rețea gigabit, nu? Acest lucru nu este atât de aproape de plafonul Gigabit de 125 MB / s, ci de rețelele mult mai rapide de 100 MB / s care au un plafon de 12,5 MB / s, deci 88 MB / s ar fi o idee bună în practică.

Dar nu este atât de simplu. Faptul că viteza de citire de pe hard disk-uri este destul de mare nu înseamnă deloc că vor scrie rapid informații în condiții reale. Să rulăm câteva teste de scriere pe discuri înainte de a folosi rețeaua. Vom începe cu serverul nostru și vom copia o imagine de 4,3 GB dintr-o matrice RAID rapidă pe un hard disk de sistem de 320 GB și invers. Apoi vom copia fișierul de pe unitatea D: a clientului pe unitatea sa C:.

După cum puteți vedea, copierea din matricea RAID rapidă pe unitatea C: a dat o viteză medie de numai 41 MB / s. Și copierea de pe unitatea C: într-o matrice RAID 1 a dus la o scădere la doar 25 MB/s. Ce se întâmplă?

Exact asta se întâmplă în realitate: hard disk-ul C: a fost lansat cu puțin peste un an în urmă, dar este plin în proporție de 60%, probabil puțin fragmentat, așa că nu bate recorduri înregistrate. Există și alți factori, și anume cât de repede funcționează sistemul și memoria în general. O matrice RAID 1 este formată din hardware relativ nou, dar din cauza redundanței, informațiile trebuie scrise pe două hard disk-uri în același timp, ceea ce reduce performanța. În timp ce o matrice RAID 1 poate oferi performanțe ridicate de citire, performanța de scriere trebuie sacrificată. Desigur, am fi putut folosi o matrice RAID 0 cu dungi, care oferă viteze mari de citire și scriere, dar dacă un hard disk moare, toate informațiile vor fi corupte. În general, RAID 1 este o opțiune mai bună dacă prețuiești datele stocate pe NAS.

Totuși, nu totul este pierdut. Noua unitate Digital Caviar de 500 GB este capabilă să înregistreze fișierul nostru la 70,3 MB / s (o medie de cinci rulări de testare) și oferă, de asemenea, o viteză maximă de 73,2 MB / s.

Cu toate acestea spuse, ne așteptam să obținem o rată maximă de transfer gigabit de 73 MB/s în condiții reale de la matricea NAS RAID 1 la unitatea C: a clientului. Vom testa, de asemenea, transferurile de fișiere de la clientul C: drive la server C: drive pentru a vedea dacă ne putem aștepta în mod realist la 40 MB/s în acea direcție.

Să începem cu primul test, în care am trimis un fișier de pe unitatea C: a clientului pe unitatea C: a serverului.

După cum puteți vedea, rezultatele sunt pe măsura așteptărilor noastre. O rețea gigabit, care este teoretic capabilă de 125 MB/s, trimite date de pe unitatea C: a clientului la cea mai rapidă viteză posibilă, probabil în regiunea de 65 MB/s. Dar, așa cum am arătat mai sus, unitatea server C: poate scrie doar la aproximativ 40 MB / s.

Acum să copiem fișierul din matricea RAID de mare viteză a serverului pe unitatea C: a computerului client.

Totul a ieșit așa cum ne așteptam. Din testele noastre, știm că unitatea C: a computerului client este capabilă să scrie date la o viteză de aproximativ 70 MB/s, iar performanța rețelei gigabit este foarte apropiată de această viteză.

Din păcate, rezultatele noastre nici măcar nu se apropie de debitul maxim teoretic de 125 MB/s. Putem testa limita de viteză a rețelei? Desigur, dar nu într-un scenariu realist. Vom încerca să transferăm informații prin rețea din memorie în memorie pentru a ocoli orice limitări ale lățimii de bandă ale hard disk-urilor.

Pentru a face acest lucru, vom crea un disc RAM de 1 GB pe server și pe computerele client, apoi vom transfera fișierul de 1 GB între aceste discuri prin rețea. Deoarece chiar și memoria DDR2 lentă poate transfera date la peste 3000 MB/s, lățimea de bandă a rețelei va fi factorul limitator.

Am atins o viteză maximă a rețelei noastre gigabit de 111,4 MB/s, ceea ce este foarte aproape de limita teoretică de 125 MB/s. Un rezultat excelent, nu este nevoie să vă plângeți, deoarece lățimea de bandă reală încă nu va atinge maximul teoretic din cauza transmisiei Informații suplimentare, erori, retransmisii etc.

Concluzia va fi următoarea: astăzi performanța transferului de informații pe o rețea gigabit se bazează pe hard disk-uri, adică viteza de transfer va fi limitată de cel mai lent hard disk care participă la proces. După ce am răspuns la cea mai importantă întrebare, putem trece la teste de viteză în funcție de configurația cablului, astfel încât articolul nostru să fie complet. Optimizarea cablurilor ar putea oferi viteze de rețea și mai apropiate de limitele teoretice?

Deoarece performanța din testele noastre a fost aproape de anticipată, este puțin probabil să vedem vreo îmbunătățire atunci când schimbăm configurația cablului. Dar tot am vrut să facem teste pentru a ne apropia de limita teoretică de viteză.

Am efectuat patru teste.

Testul 1: implicit.

În acest test, am folosit două cabluri lungi de aproximativ 8 metri, fiecare conectat la un computer la un capăt și la un comutator gigabit la celălalt. Am lăsat cablurile acolo unde au fost așezate, adică lângă cablurile și prizele de alimentare.

De data aceasta am folosit aceleași cabluri de 8m ca la primul test, dar ne-am mutat cablu de rețea pe cât posibil de cablurile de alimentare și prelungitoare.

În acest test, am scos unul dintre cele 8 cabluri și l-am înlocuit cu un cablu Cat 5e de 1 m.

În ultimul test, am înlocuit cablurile Cat 5e de 8m cu cabluri Cat 6 de 8m.

În general, testarea noastră a diferitelor configurații de cablu nu a arătat o diferență semnificativă, dar se pot trage concluzii.

Testul 2: Reducerea zgomotului de la cablurile de alimentare.

În rețelele mai mici, cum ar fi rețeaua noastră de acasă, testele arată că nu trebuie să vă faceți griji cu privire la trecerea cablurilor LAN în apropierea cablurilor electrice, prizelor și prelungitoarelor. Desigur, pickup-ul va fi mai mare în acest caz, dar acest lucru nu va avea un efect grav asupra vitezei rețelei. Acestea fiind spuse, cel mai bine este să evitați așezarea în apropierea cablurilor de alimentare și ar trebui să fiți conștienți de faptul că situația din rețeaua dvs. poate fi diferită.

Testul 3: reducerea lungimii cablurilor.

Acesta nu este un test complet corect, dar am încercat să vedem diferența. Trebuie amintit că înlocuirea unui cablu de opt metri cu un cablu de contor poate duce la un efect asupra rezultatului unor cabluri pur și simplu diferite decât diferențele de distanță. În orice caz, în majoritatea testelor nu vedem nicio diferență semnificativă, cu excepția unei creșteri anormale a lățimii de bandă la copierea de pe unitatea C: a clientului pe unitatea C: a serverului.

Testul 4: înlocuirea cablurilor Cat 5e cu cabluri Cat 6.

Din nou, nu am găsit nicio diferență semnificativă. Deoarece cablurile au aproximativ 8 metri lungime, cablurile mai lungi pot face o mare diferență. Dar dacă lungimea ta nu este maximă, atunci cablurile Cat 5e vor funcționa destul de bine pe o rețea gigabit de acasă cu o distanță de 16 metri între două computere.

Este interesant de observat că manipularea cablurilor nu a avut niciun efect asupra transferului de date între discurile RAM ale computerelor. Este destul de evident că o altă componentă a rețelei limita performanța la cifra magică de 111 MB/s. Cu toate acestea, un astfel de rezultat este încă acceptabil.

Oferă rețelele Gigabit viteză Gigabit? După cum se dovedește, aproape că o dau.

Cu toate acestea, în lumea reală, viteza rețelei va fi sever limitată de hard disk-uri. Într-un scenariu de memorie sintetică la memorie, rețeaua noastră gigabit a oferit performanțe foarte apropiate de limita teoretică de 125 MB/s. Vitezele obișnuite ale rețelei, ținând cont de performanța hard disk-urilor, vor fi limitate la nivelul de la 20 la 85 MB/s, în funcție de hard disk-urile utilizate.

De asemenea, am testat impactul cablurilor de alimentare, lungimea cablului și conversia Cat 5e la Cat 6. rețeaua de acasă niciunul dintre factorii menționați nu a avut un impact semnificativ asupra performanței, deși dorim să remarcăm că într-o rețea mai mare și mai complexă cu lungimi mai mari, acești factori pot afecta mult mai puternic.

În general, dacă transferați un număr mare de fișiere în rețeaua dvs. de domiciliu, atunci vă recomandăm să configurați o rețea gigabit. Trecerea dintr-o rețea de 100 Mbps vă va oferi un spor de performanță, cel puțin veți obține o creștere de două ori a vitezei de transfer al fișierelor.

Gigabit Ethernet din rețeaua dvs. de acasă vă poate oferi mai multe câștiguri de performanță dacă citiți fișiere din stocarea rapidă NAS care utilizează RAID hardware. În rețeaua noastră de testare, am transferat un fișier de 4,3 GB în doar un minut. Peste o conexiune de 100 Mbps, același fișier a fost copiat timp de aproximativ șase minute.

Rețelele Gigabit devin din ce în ce mai accesibile. Acum nu mai rămâne decât să așteptați ca viteza hard disk-urilor să crească la același nivel. Între timp, vă recomandăm să creați matrice care să poată ocoli limitările tehnologiilor moderne HDD. Apoi, puteți obține mai multă performanță din rețeaua gigabit.