Definitie van Gigabit Ethernet in Network Encyclopedia.
Wat is Gigabit Ethernet?
Gigabit Ethernet is een type Ethernet dat de overdracht van gegevens met een snelheid van 1 Gbps (of 1000 Mbps) mogelijk maakt via zowel glasvezelbekabeling als via getwiste koperen bekabeling. Gigabit Ethernet concurreert met Fiber Distributed Data Interface (FDDI) en Asynchronous Transfer Mode (ATM) technologieën als een alternatief voor hogesnelheidsnetwerk backbones. Gigabit Ethernet is gedefinieerd in de IEEE 802.3z en 802.3ab specificaties.
Hoe het werkt
Gigabit Ethernet ondersteunt een aangepaste Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) media toegangsmethode vergelijkbaar met die werd ondersteund door eerdere versies van 10-Mbps Ethernet en 100-Mbps Fast Ethernet. Wijzigingen in CSMA/CD voor Gigabit Ethernet omvatten het verlengen van de lengte van de carrier en slot tijden om alle frames te verpakken tot een minimale carrier lengte van 512 bytes. Vanuit het oogpunt van de MAC (media access control) interface is de minimale pakketgrootte nog steeds 64 bytes. Deze wijzigingen worden doorgevoerd om een topologie met een diameter van 200 meter te handhaven voor Gigabit Ethernet-netwerken wanneer een gedeelde-media-topologie wordt gebruikt bij half-duplexcommunicatie. De wijzigingen kunnen van invloed zijn op de prestaties van verkeer met kleinere pakketten, maar dit wordt opgevangen door een packet-bursting-functie in Gigabit Ethernet in te bouwen waarmee een station tijdelijk de controle over de draad kan overnemen om een aantal kleine pakketten uit te zenden. Merk op dat deze wijzigingen in CSMA/CD alleen optreden bij half-duplex communicatie. Bij gebruik van geschakelde full-duplexverbindingen zijn deze wijzigingen niet van toepassing.
Omdat CSMA/CD wordt gebruikt, kan Gigabit Ethernet worden gezien als een relatief eenvoudig upgradepad voor netwerkbeheerders die bekend zijn met 10BaseT- en Fast Ethernet-technologieën. Gigabit Ethernet maakt gebruik van dezelfde standaard 802.3 framing structuur van standaard Ethernet, met frames tussen 64 en 1514 bytes in lengte. In de standaard half-duplex modus ondersteunt Gigabit Ethernet snelheden van 1 Gbps met behulp van CSMA/CD, maar full-duplex versies ondersteunen snelheden van 2 Gbps voor high-speed netwerk backbones.
Gigabit Ethernet kan worden geïmplementeerd in vier verschillende bekabeling of fysieke laag (PHY) opties:
- 1000BaseCX: Maakt gebruik van 150-ohm gebalanceerde twinax-bekabeling of afgeschermde twisted-pair (STP) bekabeling over een maximale afstand van 25 meter. Deze versie wordt voornamelijk gebruikt voor het aansluiten van schakelaars en routers in kabelkasten. Zij maakt gebruik van op Fibre Channel gebaseerde 8B/10B codering met een seriële lijnsnelheid van 1,25 Gbps.
- 1000BaseLX: Maakt gebruik van transmissies met lange golflengte over single-mode glasvezelbekabeling. Deze versie wordt voornamelijk gebruikt voor lange kabeltrajecten van maximaal 5 kilometer.
- 1000BaseSX: Maakt gebruik van korte golflengtetransmissies over multimode glasvezelbekabeling. Deze versie wordt voornamelijk gebruikt voor korte kabeltrajecten tot 300 meter (over 50-micron glasvezel) en tot 550 meter (over 62,5-micron glasvezel).
- 1000BaseT: Maakt gebruik van twisted-pair categorie 5 bekabeling (vier paar draden) over een maximale afstand van 100 meter (maximale netwerkdiameter van 200 meter) en is voornamelijk bedoeld voor het aansluiten van high-speed werkstations op concentrators in nabijgelegen kabelkasten.
Gigabit Ethernet netwerken kunnen functioneren als shared-media half-duplex netwerken met behulp van 1000-Mbps hubs, maar ze worden meestal geïmplementeerd als geschakelde full-duplex netwerken met behulp van 1000-Mbps Ethernet switches. Ingenieurs zien momenteel twee belangrijke toepassingen voor Gigabit Ethernet in bedrijfsnetwerkomgevingen:
- Hoge-snelheids switch-switch verbindingen voor netwerk backbones. Typisch zou men verschillende 100/1000-Mbps schakelaars kunnen verbinden om Fast Ethernet eilanden te vormen die verbonden zijn met Gigabit Ethernet backbones. Een alternatief zou zijn om verscheidene 10/100 schakelaars met één 100/1000 schakelaar te verbinden.
- Hoge-snelheid server-switch verbindingen voor server farms verbonden met server backbones. Deze configuratie kan gebruikers 1-Gbps toegang bieden tot toepassings- of bestandsservers.
Gigabit Ethernet zou uiteindelijk kunnen worden gebruikt voor directe verbindingen met snelle gebruikerswerkstations, maar op dit moment is dit een kostbaar scenario om te implementeren, en de meeste toepassingen kunnen voldoende bandbreedte bereiken door alleen Fast Ethernet te gebruiken.
NOTE
Gigabit Ethernet wordt gedefinieerd door de IEEE 802.3z-specificatie. De Gigabit Ethernet Alliance is een open forum voor het bevorderen van samenwerking en normen bij industriële implementaties van Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet-standaarden zijn pas onlangs ontwikkeld en worden nu op grote schaal geïmplementeerd in hogesnelheidsnetwerken.
TIP
Het upgraden van een Fast Ethernet backboneswitch naar een Gigabit Ethernet 100/1000-Mbps switch is ongecompliceerd en stelt u in staat high-speed server farms aan te sluiten met Gigabit Ethernet netwerkinterfacekaarten (NIC’s). Voordelen zijn onder andere een hogere doorvoer en betere prestaties, meer netwerksegmenten, meer bandbreedte per segment, en een groter aantal nodes per segment.