Гигабитные сети Ethernet
Разработка стандарта Gigabit Ethernet началась в марте 1996 года, когда комитет
IEEE 802.3 одобрил проект стандарта Ethernet для сетей, которые способны
работать со скоростью 1 Гбит/с. Группа разработчиков предложила проект
стандартизации IEEE 802.3z Gigabit Ethernet. В июле 1997 года был создан
предварительный стандарт передачи сигналов в сети с волоконно-оптическими
каналами и сегментами, находящимися на небольших расстояниях и соединенными
посредством медных проводов, который утвердили в 1999 году. Параллельно шла
работа специального комитета (802.3ab) для разработки стандарта передачи
сигналов в медной витой паре совместимого с Gigabit Ethernet.
При разработке учитывался тот факт, что в сети Ethernet с протоколом CSMA/CD
временная задержка, зависящая от максимальной длины кабеля, влияет на
минимальный размер кадра.
В сетях Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с максимальная длина кабеля
составляла 2,5 км. В Ethernet со скоростью передачи 100 Мбит/с для сохранения
масштаба кадра максимальная длина кабеля между двумя узлами была уменьшена до
250 м, а максимальное расстояние от станции до концентратора – до 100 м.
Если размер кадра не изменяется, максимальное расстояние передачи по медному
проводу между двумя узлами в сети Gigabit Ethernet не должно превышать 25 м,
чего недостаточно для эффективного использования данной технологии.
С целью обеспечения совместимости с предыдущими версиями Ethernet, в которых
расстояние передачи 100 м, в стандарте Gigabit Ethernet все кадры, длина которых
меньше 512 байт, заполняются специальными дополнительными символами, что
необходимо для функционирования механизма обнаружения коллизий. Такой метод
называется расширением носителя.
Очевидно, что, когда фактическое количество передаваемых данных меньше или равно
512 байт, подобная передача малоэффективна, а производительность сети ненамного
выше производительности Fast Ethernet.
Другой метод, предназначенный для повышения производительности, известен как
передача пакетов блоками.
При передаче пакетов блоками станция, имеющая два и больше пакетов для передачи,
отправляет первый пакет (если его длина меньше 512 байт) с использованием
техники расширения носителя. Если этот пакет передается без коллизий, то все
последующие пакеты поочередно отсылаются в течение времени, необходимого для
передачи блока длиной 1500 байт. Если станция не успеет полностью переслать
какой-либо из пакетов, она это сделает по истечении данного периода (смотри
рисунок 2).
Если вы применяете сеть Gigabit Ethernet с целью соединения двух коммутаторов
ЛВС или с целью соединения рабочих станций и серверов непосредственно с портами
коммутаторов ЛВС, то коллизий в таком соединении не будет. Другими словами, для
гарантии того, что коллизии будут обнаружены в течение заранее определенного
периода времени, нет необходимости расширять кадр, то есть применять технику
передачи блока пакетов не требуется.
Хотя сеть Gigabit Ethernet и не использовали все свои возможности, уже
реализована технология 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae, 10GBase-LW или
10GBase-ER). Этот стандарт утвержден в июне 2002 года и в случае использования
для построения региональных каналов соответствует спецификациям OC-192c/SDH VC-
4-46c (WAN). В протоколе 10 Gigabit Ethernet предусмотрен интерфейс chip-to-chip
(802.3ae-XAUI - буквы ае означают здесь Ethernet Alliance - www.10gea.org).
Такие скоростные каналы могут использоваться и в локальных сетях для соединения
переключателей сетевых кластеров. Соединение организуется по схеме точка-точка.
Сейчас обсуждается возможность построения сетей 100 Gigabit Ethernet.