Gigabit Ethernetin määritelmä verkkotietosanakirjassa.
Mikä on Gigabit Ethernet?
Gigabit Ethernet on Ethernet-tyyppi, joka mahdollistaa tiedonsiirron nopeudella 1 Gbps (tai 1000 Mbit/s) sekä kuituoptisessa kaapeloinnissa että kuparisessa kierretyissä parikaapeleissa. Gigabit Ethernet kilpailee FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ja ATM (Asynchronous Transfer Mode) -tekniikoiden kanssa vaihtoehtona nopeille verkon runkoverkoille. Gigabit Ethernet on määritelty IEEE 802.3z- ja 802.3ab-määrityksissä.
Miten se toimii
Gigabit Ethernet tukee modifioitua CSMA/CD-mediakäyttömahdollisuutta (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), joka on samankaltainen kuin aiemmat versiot 10 Mbit/s:n Ethernet-verkoista ja 100 Mbit/s:n Fast Ethernetistä. Gigabit Ethernetin CSMA/CD:hen tehtyihin muutoksiin kuuluu kantoaallon pituuden pidentäminen ja aukkoaikojen pidentäminen, jotta kaikki kehykset saadaan pakattua kantoaallon vähimmäispituuteen, joka on 512 tavua. MAC-liitännän (media access control) näkökulmasta paketin vähimmäiskoko on edelleen 64 tavua. Nämä muutokset tehdään, jotta Gigabit Ethernet -verkoissa voidaan säilyttää halkaisijaltaan 200 metrin topologia, kun jaetun median topologiaa käytetään puolidupleksiviestinnässä. Muutokset voivat vaikuttaa pienempiä paketteja sisältävän liikenteen suorituskykyyn, mutta tämä korjataan rakentamalla Gigabit Ethernet -verkkoon pakettipurkuominaisuus, jonka avulla asema voi ottaa johtimen väliaikaisesti haltuunsa ja lähettää useita pieniä paketteja. Huomaa, että nämä muutokset CSMA/CD:hen tapahtuvat vain puolidupleksiviestinnässä. Kytkettyjä täysduplex-yhteyksiä käytettäessä näitä muutoksia ei sovelleta.
Koska CSMA/CD:tä käytetään, Gigabit Ethernetiä voidaan pitää suhteellisen helppona päivityspolkuna 10BaseT- ja Fast Ethernet -tekniikoihin perehtyneille verkonvalvojille. Gigabit Ethernet käyttää samaa 802.3-standardin mukaista kehysrakennetta kuin standardi Ethernet, ja kehysten pituus on 64-1514 tavua. Standardissa puolidupleksitilassa Gigabit Ethernet tukee 1 Gbps:n nopeuksia CSMA/CD:tä käyttäen, mutta täysdupleksiversiot tukevat 2 Gbps:n nopeuksia nopeissa verkon runkoverkoissa.
Gigabit Ethernet voidaan toteuttaa neljällä eri kaapelointi- tai fyysisen kerroksen (PHY) vaihtoehdolla:
- 1000BaseCX: Käyttää 150 ohmin symmetristä twinax-kaapelointia tai suojattua kierrettyä parikaapelointia (STP) enintään 25 metrin etäisyydellä. Tätä versiota käytetään ensisijaisesti kytkimien ja reitittimien liittämiseen kaapeleissa. Se käyttää Fibre Channel -pohjaista 8B/10B-koodausta 1,25 Gbps:n sarjaliikenopeudella.
- 1000BaseLX: Käyttää pitkien aallonpituuksien siirtoa yksimuotokuitukaapeloinnissa. Tätä versiota käytetään pääasiassa pitkiin, jopa 5 kilometrin kaapelimatkoihin.
- 1000BaseSX: Käyttää lyhyen aallonpituuden siirtoja monimuotokuitukaapeloinnissa. Tätä versiota käytetään pääasiassa lyhyissä, enintään 300 metrin (50 mikronin kuidussa) ja enintään 550 metrin (62,5 mikronin kuidussa) kaapelimatkoissa.
- 1000BaseT: Käyttää kategorian 5 kierrettyä parikaapelointia (neljä johdinparia) enintään 100 metrin etäisyydellä (verkon maksimihalkaisija on 200 metriä), ja se on tarkoitettu pääasiassa nopeiden työasemien yhdistämiseen läheisissä kaapeleissa oleviin keskittimiin.
Gigabit Ethernet -verkot voivat toimia jaetun median puolittaisina dupleksiverkkoina 1000 Mbit/s keskittimillä, mutta ne toteutetaan yleensä kytkettyinä täysdupleksiverkkoina 1000 Mbit/s Ethernet-kytkimillä. Insinöörit näkevät tällä hetkellä kaksi pääasiallista käyttötarkoitusta Gigabit Ethernetille yritysverkkoympäristöissä:
- Nopeat kytkin-kytkin -yhteydet verkon runkoverkoissa. Tyypillisesti saatetaan yhdistää useita 100/1000 Mbit/s kytkimiä, jotta saadaan aikaan Fast Ethernet -saarekkeita, joita yhdistävät Gigabit Ethernet -runkoverkot. Vaihtoehtona olisi liittää useita 10/100-kytkimiä yhteen 100/1000-kytkimeen.
- Nopeat palvelin-kytkinyhteydet palvelinfarmeja varten, jotka on liitetty palvelinrunkoihin. Tällä kokoonpanolla voidaan tarjota käyttäjille 1 Gbps:n yhteys sovellus- tai tiedostopalvelimiin.
Gigabit-Ethernetiä saatetaan joskus käyttää suoriin yhteyksiin nopeisiin käyttäjän työasemiin, mutta tällä hetkellä tämän toteuttaminen on kallista, ja useimmat sovellukset saavuttavat riittävän kaistanleveyden pelkällä Fast-Ethernetillä.
Huomautus
Gigabit-Ethernet määritellään IEEE 802.3z-määrittelyssä. Gigabit Ethernet Alliance on avoin foorumi, joka edistää yhteistyötä ja standardeja Gigabit Ethernetin teollisuustoteutuksissa. Gigabit Ethernet -standardit on kehitetty vasta hiljattain, ja niitä aletaan nyt ottaa laajalti käyttöön suurnopeusverkoissa.
TIP
Fast Ethernet -runkokytkimen päivittäminen Gigabit Ethernet 100/1000 Mbit/s -kytkimeksi on suoraviivaista, ja sen avulla voit liittää toisiinsa huippunopeat palvelinfarmit, joissa käytetään Gigabit Ethernet -verkkokortteja (NIC). Hyötyjä ovat lisääntynyt läpimeno ja suorituskyky, useammat verkkosegmentit, suurempi kaistanleveys segmenttiä kohti ja suurempi määrä solmuja segmenttiä kohti.