Definition af Gigabit Ethernet i Network Encyclopedia.
Hvad er Gigabit Ethernet?
Gigabit Ethernet er en type Ethernet, der gør det muligt at overføre data med 1 Gbps (eller 1000 Mbps) via både fiberoptiske kabler og kobberkabler med parsnoede kabler. Gigabit Ethernet konkurrerer med FDDI- (Fiber Distributed Data Interface) og ATM-teknologierne (Asynchronous Transfer Mode) som et alternativ til højhastighedsnetværksbackbones. Gigabit Ethernet er defineret i IEEE 802.3z- og 802.3ab-specifikationerne.
Sådan fungerer det
Gigabit Ethernet understøtter en modificeret Carrier Sense Multiple Access med Collision Detection (CSMA/CD) medieadgangsmetode i lighed med dem, der understøttes af tidligere versioner af 10-Mbps Ethernet og 100-Mbps Fast Ethernet. Ændringerne af CSMA/CD for Gigabit Ethernet omfatter en udvidelse af længden af carrier- og slot-tiderne for at pakke alle rammer til en minimum carrier-længde på 512 bytes. Set ud fra MAC-grænsefladen (Media Access Control) er den mindste pakkestørrelse stadig 64 bytes. Disse ændringer foretages for at opretholde en topologi med en diameter på 200 meter for Gigabit Ethernet-netværk, når der anvendes en delt medietopologi i halv-duplex-kommunikation. Ændringerne kan påvirke ydeevnen for trafik med mindre pakker, men der tages højde for dette ved at indbygge en packet-bursting-funktion i Gigabit Ethernet, som gør det muligt for en station at overtage midlertidig kontrol over ledningen for at sende en række små pakker. Bemærk, at disse ændringer af CSMA/CD kun finder sted under halv-duplex-kommunikation. Når der anvendes switchede fuld-duplex-forbindelser, gælder disse ændringer ikke.
Da CSMA/CD anvendes, kan Gigabit Ethernet betragtes som en forholdsvis nem opgraderingsvej for netværksadministratorer, der er bekendt med 10BaseT- og Fast Ethernet-teknologier. Gigabit Ethernet anvender den samme standard 802.3-rammestruktur som standard Ethernet med rammer med en længde på mellem 64 og 1514 bytes. I standard halv-duplex-tilstand understøtter Gigabit Ethernet hastigheder på 1 Gbps ved hjælp af CSMA/CD, men fuld-duplex-versioner understøtter hastigheder på 2 Gbps til højhastighedsnetværksbackbones.
Gigabit Ethernet kan implementeres i fire forskellige muligheder for kabelføring eller fysisk lag (PHY):
- 1000BaseCX: Bruger 150-ohm balanceret twinax-kabling eller STP-kabling (Shielded Twisted Pair) over en maksimal afstand på 25 meter. Denne version bruges primært til tilslutning af switche og routere i kabelskabe. Den anvender Fibre Channel-baseret 8B/10B-kodning med en seriel linjehastighed på 1,25 Gbps.
- 1000BaseLX: Bruger transmissioner med lang bølgelængde over single-mode fiberoptiske kabler. Denne version anvendes primært til lange kabelstrækninger på op til 5 kilometer.
- 1000BaseSX: Bruger transmissioner med kort bølgelængde over multimode fiberoptiske kabler. Denne version anvendes hovedsagelig til korte kabelstrækninger på op til 300 meter (over 50-micron fiber) og op til 550 meter (over 62,5-micron fiber).
- 1000BaseT: Bruger twisted-pair kategori 5-kabler (fire par ledninger) over en maksimal afstand på 100 meter (maksimal netværksdiameter på 200 meter) og er hovedsagelig beregnet til at forbinde højhastighedsarbejdsstationer til koncentratorer i nærliggende kabelskabe.
Gigabit Ethernet-netværk kan fungere som shared-media halv-duplex-netværk ved hjælp af 1000 Mbps-hubs, men de implementeres normalt som switchede fuld-duplex-netværk ved hjælp af 1000 Mbps Ethernet-switche. Ingeniører forestiller sig i øjeblikket to hovedanvendelsesmuligheder for Gigabit Ethernet i virksomhedsnetværksmiljøer:
- Højhastigheds switch-switch-forbindelser til netværksbackbones. Typisk kan man forbinde flere 100/1000 Mbps-switches for at skabe Fast Ethernet-øer, der er forbundet med Gigabit Ethernet-bagkæder. Et alternativ ville være at forbinde flere 10/100-switche til en 100/1000-switch.
- Højhastighedsserver-switch-forbindelser til serverfarme, der er forbundet til serverbackbones. Denne konfiguration kan give brugerne 1 Gbps-adgang til applikations- eller filservere.
Gigabit Ethernet kan med tiden anvendes til direkte forbindelser til højhastighedsbrugerarbejdsstationer, men på nuværende tidspunkt er det et dyrt scenarie at gennemføre, og de fleste applikationer kan opnå tilstrækkelig båndbredde ved kun at anvende Fast Ethernet.
NOTE
Gigabit Ethernet er defineret af IEEE 802.3z-specifikationen. Gigabit Ethernet Alliance er et åbent forum til fremme af samarbejde og standarder i forbindelse med industriens implementeringer af Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet-standarderne blev først udviklet for nylig og er nu begyndt at blive implementeret i vid udstrækning i højhastighedsnetværk.
TIP
Opgradering af en Fast Ethernet-backbone-switch til en Gigabit Ethernet 100/1000 Mbps-switch er ukompliceret og gør det muligt at forbinde højhastighedsserverfarme ved hjælp af Gigabit Ethernet-netværksgrænsefladekort (NIC’er). Fordelene omfatter øget gennemløb og ydeevne, flere netværkssegmenter, mere båndbredde pr. segment og et større antal knudepunkter pr. segment.