Definition av Gigabit Ethernet i Network Encyclopedia.
Vad är Gigabit Ethernet?
Gigabit Ethernet är en typ av Ethernet som gör det möjligt att överföra data med en hastighet av 1 Gbit/s (eller 1 000 Mbit/s) både via fiberoptiska kablar och kopparkabel. Gigabit Ethernet konkurrerar med teknikerna FDDI (Fiber Distributed Data Interface) och ATM (Asynchronous Transfer Mode) som ett alternativ för höghastighetsnätverk. Gigabit Ethernet definieras i specifikationerna IEEE 802.3z och 802.3ab.
Hur det fungerar
Gigabit Ethernet stödjer en modifierad CSMA/CD-metod (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) för medieåtkomst som liknar den metod som stöds av tidigare versioner av 10-Mbps Ethernet och 100-Mbps Fast Ethernet. Modifieringarna av CSMA/CD för Gigabit Ethernet omfattar en förlängning av längden på bäraren och slottiderna för att packa ut alla ramar till en minsta bärarlängd på 512 byte. Ur MAC-gränssnittets (Media Access Control) synvinkel är den minsta paketstorleken fortfarande 64 byte. Dessa ändringar görs för att bibehålla en topologi med en diameter på 200 meter för Gigabit Ethernet-nätverk när en topologi med delad media används i halvduplex kommunikation. Ändringarna kan påverka prestandan för trafik med mindre paket, men detta åtgärdas genom att Gigabit Ethernet har en funktion för paketbortfall som gör det möjligt för en station att tillfälligt ta kontroll över ledningen för att skicka ut ett antal små paket. Observera att dessa ändringar av CSMA/CD endast sker vid halvduplex kommunikation. Vid användning av switchade fullduplexförbindelser gäller inte dessa ändringar.
Då CSMA/CD används kan Gigabit Ethernet ses som en relativt enkel uppgraderingsväg för nätverksadministratörer som är bekanta med 10BaseT- och Fast Ethernet-teknik. Gigabit Ethernet använder samma standard 802.3 ramstruktur som standard Ethernet, med ramar som är mellan 64 och 1514 byte långa. I standard halvduplexläge stöder Gigabit Ethernet hastigheter på 1 Gbps med CSMA/CD, men fullduplexversioner stöder hastigheter på 2 Gbps för höghastighetsnätverkens stamnät.
Gigabit Ethernet kan implementeras i fyra olika alternativ för kabeldragning eller fysiskt lager (PHY):
- 1000BaseCX: Använder 150-ohm balanserad twinax-kabel eller STP-kabel (skärmat tvinnat par) över ett maximalt avstånd på 25 meter. Den här versionen används främst för anslutning av växlar och routrar i kabelskåp. Den använder Fibre Channel-baserad 8B/10B-kodning med en seriell linjehastighet på 1,25 Gbps.
- 1000BaseLX: Använder överföringar med långa våglängder via fiberoptisk kabeldragning i single-mode. Denna version används främst för långa kabelsträckor på upp till 5 kilometer.
- 1000BaseSX: Använder överföringar med kort våglängd över multimodefiberoptiska kablar. Den här versionen används främst för korta kabelsträckor på upp till 300 meter (över 50-mikronfiber) och upp till 550 meter (över 62,5-mikronfiber).
- 1000BaseT: Använder tvinnad parkablar av kategori 5 (fyra par trådar) över ett maximalt avstånd på 100 meter (maximal nätverksdiameter på 200 meter) och är främst avsedd för anslutning av höghastighetsarbetsstationer till koncentratorer i närliggande kopplingsskåp.
Gigabit Ethernet-nätverk kan fungera som delade halv-duplex-nätverk med hjälp av 1000 Mbps-hubbar, men de implementeras vanligtvis som switchade full-duplex-nätverk med hjälp av 1000 Mbps Ethernet-switchar. Ingenjörer har för närvarande två huvudsakliga användningsområden för Gigabit Ethernet i företags nätverksmiljöer:
- Höghastighetsförbindelser mellan växlar för nätverksbackbones. Vanligtvis kan man ansluta flera 100/1000-Mbps switchar för att skapa Fast Ethernet-öar som förenas med Gigabit Ethernet-bakgrunder. Ett alternativ skulle vara att ansluta flera 10/100-switchar till en 100/1000-switch.
- Höghastighetsserver-switch-anslutningar för serverfarmar som är anslutna till serverbackbones. Denna konfiguration kan ge användarna tillgång till 1 Gbit/s till program- eller filservrar.
Gigabit Ethernet kan så småningom komma att användas för direkta anslutningar till höghastighetsanvändarnas arbetsstationer, men för närvarande är detta ett kostsamt scenario att genomföra, och de flesta tillämpningar kan uppnå tillräcklig bandbredd med hjälp av endast Fast Ethernet.
NOTÉ
Gigabit Ethernet definieras av IEEE 802.3z-specifikationen. Gigabit Ethernet Alliance är ett öppet forum för att främja samarbete och standarder i industriella tillämpningar av Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet-standarderna utvecklades först nyligen och börjar nu implementeras i stor utsträckning i höghastighetsnätverk.
TIP
Att uppgradera en Fast Ethernet-backbone-switch till en Gigabit Ethernet 100/1000 Mbps-switch är okomplicerat och gör det möjligt för dig att ansluta höghastighetsserverfarmar med hjälp av nätverksgränssnittskort (NIC) för Gigabit Ethernet. Fördelarna är bland annat ökad genomströmning och prestanda, fler nätverkssegment, mer bandbredd per segment och ett större antal noder per segment.