Стандарти гігабітного Ethetnet.

Основні цілі, які ставилися при опрацюванні стандартів гігабітного Ethernet, полягають в наступному:

· дозволити напівдуплексні та повнодуплексні операції на швидкості 1000 Мб/с;

· використати формат рамки Ethernet 802.3;

· використати метод CSMA/CD з підтримкою одного повторювача на область колізій;

· забезпечити сумісність адресації з технологіями 10Base-T і 100Base-T.

Стандарти Etherenet опрацьовує та обслуговує робоча група 802.3 комітету стандартів IEEE для LAN-MAN. Протягом 1996-98 р.р. робоча група 802.3z опрацювала пропозиції стандартів гігабітного Ethernet для оптоволоконних кабелів та екранованих з'єднувальних кабелів. На початку 1997 р. сформована нова робоча група 802.3ab, яка опрацьовує стандарт для довгих (100 м) сполучень через чотири пари кабеля UTP Категорії 5. Стандарти гігабітного Ethernet визначають інтерфейс, названий GMII (Gigabit Media Independed Interface ~ гігабітний інтерфейс, незалежний від середовища), для підрівня MAC, операції управління, операції повторювачів, правила топології та чотири сигнальні системи Фізичного рівня (див. рис. 4.42).

Рис. 4. 42. Функціональні елементи технологій гігабітного Ethernet. Технології, основані на Fiber Channel.

Стандарти гігабітного Ethernet, опрацьовані в комітетах IEEE 802.3z та IEEE 802.3ab, передбачені до поступового впровадження в 1998-99 р.р. Перша група стандартів (1998 р.) передбачає використання багатомодових і одномодових оптоволоконних кабелів (див. табл. 4.16). Впровадження групи стандартів для провідних кабелівпередбачене на 1999 р.

 

Таблиця 4.16. Обмеження для середовищ у стандарті IEEE 802/3z. Стандарт Тип оптоволокна Діаметр ядра, мкм Ширина смуги моди, МГц*км Діапазон довжин, м 1000Base-SX Багатомодове 62.5   2..220^1 1000Base-SX Багатомодове 62.5   2..275^2 1000Base-SX Багатомодове     2..500 1000Base-SX Багатомодове     2..550^3 1000Base-LX Багатомодове 62.5   2..550 1000Base-LX Багатомодове     2..550 1000Base-LX Багатомодове     2..550 1000Base-LX Одномодове   - 2..5000 ^1Стандарт EIA/TIA 568 А визначає смугу 160/500 МГц*км для багатомодового волокна. ^2Міжнародний стандарт ISO/IEC 11801 визначає смугу 200/500 МГц*км для 50 мкм багатомодового волокна. ^3 Специфікація ANSI Fibre Channel визначає смугу 500/500 МГц*км для 50 мкм багатомодового волокна; такі вимоги запропоновані для включення в стандарт ISO/IEC 11801.

Стандарт передбачає використання довжин до 550 м для багатомодового оптоволокна, до 5000 м для одномодового оптоволокна, 25-100 м для кабеля UTP категорії 5 і до 25 м для кабеля типу Twinax. У табл. 4.17 наведені дані для порівняння характеристик гігабітного Ethetnet із Fast Ethernet та звичайним Ethernet.

Таблиця 4.17. Порівняльні характеристики гігабітного Ethernet.

	Ethernet 10Base-T	Fast Ethernet 100Base-T	Гігабітний Ethernet, цілі
Швидкість передавання даних	10 Мб/с	100 Мб/с	1 Гб/с
UTP категорії 5	100 м (мінімум)	100 м	25-100 м
STP/Twinax	500 м	100 м	25 м
Багатомодове оптоволокно	2000 м	412 м (півдуплекс) 2000 м (повний дуплекс)	500..550 м
Одномодове оптоволокно	25 км	20 км	5 км

 

Одним із найбільш важливих завдань мережевого адміністратора є підвищення продуктивності без руйнування чинної мережі. Гігабітний Ethernet дотримується тих самих форм, настроювань і функцій, що і його попередники із швидкостями 10 Мб/с та 100 Мб/с, дозволяючи поступову міграцію до мереж із вищою швидкістю. Всі три версії Ethernet застосовують однаковий формат рамок, операції з повним дуплексом і методи управління потоками. У напівдуплексному режимі гігабітний Ethernet використовує той самий основний метод CSMA/CD при змаганні за доступ до спільних середовищ. Гігабітний Ethernet використовує ті ж самі об'єкти управління, визначені IEEE 802.3.

Специфікації стандарту 802.3x визначають, що два вузли, сполучені через повнодуплексний комутований шлях, можуть одночасно передавати і приймати рамки. Гігабітний Ethernet дотримується цього стандарту при комунікації в повнодуплексному режимі. Зокрема, всі продукти гігабітного Ethernet, наявні на ринку в 1998 році, були повнодуплексними.

При роботі в напівдуплексному режимі гігабітний Ethernet використовує метод CSMA/CD, розширений для обслуговування області колізій діаметром 200 м. Без цього розширення передавання пакету Ethernet з мінімальною довжиною 64 октети може бути завершене перш ніж передавальна станція виявить колізію, що порушує умови нормального функціонування методу CSMA/CD. Для розв'язання цієї проблеми як мінімальний часовий період носія, так і тривалість часової щілини Ethernet розширені від значення 64 октети до нового значення 512 октетів. Слід відзначити, що це не вплинуло на мінімальну довжину рамки в 64 октети. Рамки, менші від 512 октетів, вирівнюють до цієї величини за допомогою нового поля розширення носія, яке розташоване після поля контрольної суми (CRC). Рамки, довші від 512 октетів, не розширюють. Ці зміни, які можуть негативно вплинути на експлуатаційні характеристики малих пакетів, скомпенсовані через введення нових властивостей в алгоритм CSMA/CD, названих пакетуванням рамок. Пакетування рамок дозволяє серверам, комутаторам та іншим пристроям висилати пакети малих рамок з метою повного використання наявної ширини смуги. Пристої, які працюють в режимі повного дуплексу (комутатори і буферизовані розподілювачі) не є суб'єктами розширення носія, часової щілини або змін, пов'язаних із пакетуванням рамок. Повнодуплексні пристої продовжують використовувати звичайну 96-бітову часову щілину між рамками та мінімальний розмір рамки в 64 октети.

Подібно, як при переході від Ethernet до Fast Ethernet, основні об'єкти управління, звичні для мережевих адміністраторів, перенесені на гігабітний Ethernet. Наприклад, протокол SNMP (Simple Network Management Protocol ~ простий протокол управління мережею) визначений як стандартний метод для збирання інформації про рівня пристроїв. SNMP використовує структури бази інформації для управління (Management Information Base - MIB) для записування ключових статистик, таких як облік колізій, переданих і прийнятих рамок, помилок та іншої інформації, пов'язаної з пристроями. Додаткова інформація збирається через агентів віддаленого моніторінгу (Remote MONitoring - RMON) для групування статистик для подання через програми застосувань для управління мережею. Оскільки гігабітний Ethernet використовує стандартні рамки Ethernet, то ті самі агенти MIB і RMON можуть бути використані для забезпечення управління мережею при гігабітній швидкості.

Гігабітний Ethernet може підтримувати стандарти рамок 802.3 та Ethernet II, а також специфікації керованих об’єктів. Тому зберігаються чинні застосування: протоколи, такі як IP, IPX, AppleTalk, платформи мережевого управління та інструментарій. Мережевий адміністратор може впровадити гігабітний Ethernet з мінімальним порушенням чинних послуг, при чому нова технологія може бути цілком прозорою для користувачів, за вийнятком покращення характеристик. Зберігаються і використовуються також чинні кабельні системи, операційні системи, протоколи, драйвери і програми-застосування для робочих станцій. Крім того, оскільки гігабітний Ethernet підтримує оптоволоконні середовища, то організації, які застосовують комутований FDDI, можуть відносно просто модифікувати свої мережі до гігабітних швидкостей.

Гігабітний Ethernet доповнює чинні високошвидкісні мережеві технології, такі як ATM (Asynchronous Trasfer Mode), надаючи можливість поєднання мережевих технологій між LAN та WAN із меншими змінами в чинній мережевій інфраструктурі, ніж безпосереднє впровадження ATM-технологій у локальні мережі.