Gigabit Ethernet - самая молодая из высокоскоростных технологий передачи данных. Международный комитет по ее поддержке Gigabit Ethernet Alliance был создан в мае 1995 г. (сейчас в его составе 120 участников, в том числе 25 производителей микросхем), и до недавнего времени скептики уверяли, что на самом деле Gigabit Ethernet представляет собой красивую идею, существующую, к сожалению, лишь на бумаге. Но на весенней выставке NetWorld+Interop, состоявшейся в мае в Лас-Вегасе, были показаны демонстрационные образцы оборудования для этой технологии.
Осенняя выставка NetWorld+Interop в Атланте стала поворотным моментом в жизни Gigabit Ethernet: на стенде Gigabit Ethernet Alliance было продемонстрировано совместное функционирование в рамках единой выставочной сети оборудования для Gigabit Ethernet, разработанного различными поставщиками. Там же было объявлено, что в декабре к аналогичным испытаниям на базе своих собственных сетей приступят независимые компании.
Более двух десятков компаний представили свое оборудование для участия в демонстрации, среди них: 3Com, Acacia Networks, Alteon Networks, Bay Networks, Cabletron Systems, Compaq Computer, Digital Equipment, Essential Communications, Extreme Networks, Foundry Networks, Gigalabs, HP, Intel, Netcom Systems, Network Appliance, Packet Engines, Prominet, Silicon Graphics, Sun Microsystems и XLNT. Было установлено прибизительно 30 различных устройств, в том числе коммутаторы, предназначенные исключительно для гигабитных скоростей, коммутаторы 10/100 Ethernet с гигабитными подключениями, модули Gigabit Ethernet для существующих коммутаторов, сетевые интерфейсные платы для Gigabit Ethernet, тестовое сетевое оборудование, средства сетевого управления и полупроводниковые компоненты для оборудования сетей Gigabit Ethernet.
В качестве интерфейса физического уровня использовалась технология 100Base-SX, функционирующая на базе многомодового оптоволокна. Как рассказали представители Gigabit Ethernet Alliance, среди представленных продуктов было по крайней мере девять различных реализаций MAC-уровня, а в процессе подготовки демонстрации пришлось осуществить свыше 100 соединений, чтобы гарантировать совместимость каждого устройства одной компании более чем с одним устройством другой. Все приложения, задействованные в демонстрации, например клиент-серверные видеоприложения на базе Silicon Graphics MediaBase и MPEG2, использующие средства Innova и Optibase, запускались по линиям Gigabit Ethernet.
Совместимость оборудования была достигнута, в частности, за счет того, что при создании оборудования использовался проект стандарта 802.3z, распространенный в январе рабочей группой IEEE 802.3 среди заинтересованных производителей. Окончательный вариант стандарта планируется принять в марте 1998 г.
Место Gigabit Ethernet под сетевым солнцем
Как утверждают наиболее миролюбивые из сторонников новой технологии, не стоит говорить о том, что Gigabit Ethernet заменит АТМ - каждой найдется место под солнцем. АТМ представляет собой идеальное решение для таких соединений глобальных сетей, которым необходима поддержка одновременной передачи разнотипных данных (данных, голоса, видео) и критично время отклика для приложений. Gigabit Ethernet, в свою очередь, будучи расширением традиционной технологии Ethernet, обеспечивает высокоскоростные соединения для серверов и является естественной базой для создания магистрали, объединяющей всю огромную инсталлированную базу устройств Ethernet и Fast Ethernet.
Однако другие участники Gigabit Ethernet Alliance, кажется, не хотят мириться с такой расстановкой сил на сетевом рынке. Они считают, что она может претендовать по крайней мере на то, чтобы отнять у АТМ частичку ее “сердца” - гарантированного времени доставки ячеек, что делает эту технологию истинной царицей мультимедийных приложений. Хотя полного набора служб, приведенного в описании классов качества обслуживания (QoS - Quality of Service) технологии АТМ, нет в спецификации Gigabit Ethernet, однако на утверждение комитета IETF уже поступила спецификация протокола резервирования полосы пропускания (RSVP). Этот протокол функционирует на сетевом уровне модели OSI, и его информацию можно использовать для организации служб QoS в сети Gigabit Ethernet. Такой подход страдает одним большим недостатком: для поддержки заданного уровня качества обслуживания по всей сети необходимо, чтобы все сетевые устройства, находящиеся на пути между клиентом и сервером, поддерживали RSVP.
Еще один подход, позволяющий привнести достоинства QoS в среду Ethernet, связан с применением двух новых протоколов - 802.1Q и 802.p, которые дают возможность помечать пакеты данных, присваивая им определенный приоритет при обслуживании. Рабочие группы IEEE 802.1Q и 802.p cейчас занимаются подготовкой соответствующих спецификаций.
Ethernet, как ее ни назови...
Главный козырь сторонников Gigabit Ethernet - совместимость технологии с предыдущими менее скоростными ее вариантами, обусловленная тем, что она основана на том же протоколе со множественным доступом и обнаружением коллизий (CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), имеет тот же формат и размер кадра, что и ее предшественницы, допускает дуплексный режим работы сетевых соединений (прием и передача одновременно) и использует ту же схему текущего контроля и те же объекты управления, что и спецификации обычной технологии Ethernet, описываемые стандартами группы 802.3.
Так же, как и обычная технология Ethernet, она допускает исполнение в виде разделяемой либо коммутируемой среды в дуплексном режиме на уровне физических соединений. Концентраторы Gigabit Ethernet, предназначенные для разделяемой среды передачи данных, могут выполняться в двух вариантах: в виде обычного повторителя либо в виде так называемого буферизованного распределителя (buffered distributor), или дуплексного повторителя (full-duplex repeater), его называют также дуплексным распределителем. Спецификация этого устройства является составной частью стандарта 802.3.
Для сетевых администраторов немаловажно, совместима ли Gigabit Ethernet с существующими технологиями, например с традиционными маршрутизаторами, коммутацией на третьем уровне OSI. У маршрутизаторов проблема та же, что и у Fast Ethernet, - ограниченное быстродействие. Основные производители такого оборудования увеличивают производительность микропроцессоров, встроенных в маршрутизаторы. Однако более интересны недавно появившиеся устройства, в которых воплощены различные типы коммутирующих технологий, в том числе совмещающие функции маршрутизации и коммутации, т. е функционирующие исключительно на сетевом уровне. А почему бы и нет? Ведь для вычисления адреса назначения в процессе коммутации используется информация из полей фрейма Ethernet.
Еще одним ограничением для практического воплощения Gigabit Ethernet может стать ограничение по производительности стека протокола TCP/IP в конкретной используемой ОС, что обусловит проблемы с быстродействием intranet-сети. Здесь остается уповать на то, что основные производители ОС для высокопроизводительных серверов - Sun, HP, Silicon Graphics, Compaq - входят в число активных участников Gigabit Ethernet Alliance и к моменту выхода гигабитной технологии на уровень коммерческого использования указанный элемент ОС будет модернизирован.
Распространенная сегодня 32-разрядная шина PCI позволяет обрабатывать данные со скоростью несколько мегабит в секунду. Очевидно, для поддержки технологии Gigabit Ethernet будет вполне достаточно 64 разрядов PCI.
Физическая среда для Gigabit Ethernet
Проект стандарта технологии Gigabit Ethernet описывает типы физических сред, в которых она может функционировать. К ним, в частности, относятся 1000Base-CX (соединения оборудования внутри кластеров), 1000Base-SX (горизонтальные соединения в зданиях), 1000Base-LX (магистральные, кампусные соединения, а также основа для структурированных кабельных систем). Отдельная группа IEEE 802.3ab, сформированная в марте, занимается также разработкой стандарта 1000Base-T. Он предусматривает скорость передачи данных 1 Гбит/с по технологии Ethernet по четырехпарному кабелю категории 5 на расстояние до 100 м (первый вариант стандарта группа должна представить в ноябре). Стандарт 802.3z также описывает передачу данных со скоростью 1 Гбит/с по медным проводам на неэкранированной витой паре категории 5, но на меньшее расстояние - 25 м. Последний вид соединений проще в исполнении и дешевле, чем вариант с длиной соединения 100 м.
Скорее всего, на первом этапе практического внедрения этой технологии для соединений между зданиями будет применяться оптоволокно, а для связи серверов и концентраторов - медный провод. Энтузиасты из Gigabit Ethernet Alliance утверждают, что пройдет не очень много времени и пользователи потребуют подвести гигабитные подключения к настольным системам. Вот тогда, считают они, пригодятся каналы Gigabit Ethernet, совместимые с инсталлированной базой на неэкранированной витой паре категории 5.
Подробности о технологии Gigabit Ethernet можно узнать на Web-узле Gigabit Ethernet Alliance по адресу: www.gigabit-ethernet.org.
Елена Покатаева
По данным IDC, в конце 1996 г. 83% всех сетевых соединений осуществлялось по сетям Ethernet (эта цифра подразумевает 120 млн. соединенных сежду собой ПК, рабочих станций и серверов). Оставшиеся 17% делят между собой сети Token-Ring, FDDI, ATM и на базе других протоколов. IDC предполагает, что в 1997 г. будет выпущено 42 млн. сетевых адаптеров Ethernet и 54 млн. портов концентраторов Ethernet. Сетевых адаптеров для Token-Ring, FDDI/CDDI и ATM будет произведено 5 млн. единиц, что составит 12% всего объема выпуска, а общее количество портов концентраторов для этих технологий составит 7 млн. (13%).
Gigabit Ethernet в кампусных сетях
Фирма Foundry Networks представила на выставке модули расширения для семейств своих коммутаторов FastIron, NetIron и TurboIron, позволяющие подключать их к сетям Gigabit Ethernet по каналам1000Base-LX на расстоянии до 3 км. В будущем, по словам представителей фирмы, они собираются увеличить допустимое расстояние до 10 и даже 100 км, что даст возможность применять устройства Foundry не только в распределенных кампусных (масштаба университетских городков), но и региональных сетях.
Многоуровневый коммутатор FastIron Foundry обеспечивает передачу данных между подсетями со скоростью 7 млн. пакетов в секунду
Однопортовый модуль расширения 1000Base-LX для FastIron и TurboIron стоит $4495, двухпортовый вариант - $7995.
Web-адрес Foundry Networks: www.foundrynet.com.
