Ethernet “порасна” до 10 Gb в секунда
IEEE Task Force е пред завършване на стандарт, който ще позволи създаване на Ethernet мрежа със зашеметяваща скорост 10 гигабита в секунда. Новите методи за пренос на оригинални Ethernet кадри през градските мрежи (MAN –Metropolitan Area Networks) или WAN ще дадат възможност за използване на приложения, които преди не бяха възможни поради високата цена за разработване или ограничения в честотната лента, а най-често и двете. Тези приложения включват външно (извънфирмено) архивиране, запазване и възстановяване на данни, както и аутсорсване на цялата мрежа. Все пак не се втурвайте да инсталирате 10 Gbps Ethernet веднага. Новата версия в много отношения прилича на по-старите си варианти, но в действителност има големи разлики в разстоянията, окабеляването, управлението и изисквания при проектирането на мрежата. Какво не се е променило Тъй като новата спецификация действително е “точно Ethernet“, вашите инвестиции в Ethernet технологията и обучението на персонала са гарантирани. Минималната (64 байта) и максималната (1518 байта) дължина на кадрите не са се променили и кадровият Ethernet формат остава същият, така че потокът от 10G Ethernet кадри изглежда точно както и при другите типове Ethernet. Още по-важно, 10G Ethernet ще пренася същия трафик, включително PBX трафик. Важно е да се знае и какво не се включва в новите спецификации. 10G Ethernet няма надстройки за QoS (quality of service), както и за други нововъведения. Това обаче не пречи на мрежовите администртори да използват съществуващите QoS характеристики като DiffServ. Какво е различното Новата версия въвежда многобройни промени при физическите слоеве и слоевете за данни, включително нов интерфейс, предназначен специално при използване на MAN и WAN. Новата спецификация ще работи само в пълен дуплексен режим, докато всички останали типове Ethernet позволяват полудуплексни операции. Друга вероятна промяна е, че 802.3ае няма да поддържа авторазпознаването, предназначено за улеснение, което в действителност се оказва основна причина за проблеми с връзката. Премахването на самонастройката е начин да се опрости коригирането на конфликтите. Най-големи различия има във физическия слой. Новият стандарт ще включва два типа PHY (физически слоя): LAN PHY, работещ на 10G bit/sec, и WAN PHY със скорост 9,58464 G bit/sec – същата, като на SONET OC-192. Изглежда интеграцията със SONET MAN и WAN е основната проектна цел на IEEE Task Force. Въпреки че “чистият“ Ethernet MAN се развива добре, SONET е цар в света на телекомуникациите и възнамерява да остане такъв и занапред. Пренасянето на Ethernet кадрите по мрежите на SONET ще спомогне за разпространението на Ethernet в глобалните и градските мрежи. За да се справи с различията в скоростите на LAN и WAN, PHY IEEE Task Force дефинира регулиращ механизъм в слоя за достъп до преносната среда (MAC), който добавя свободни, “празни“ сигнали между кадрите ,за да намали скоростта на пренос на данни от 10G до 9,6G bit/sec за пренос от PHY WAN. След това компонентът от физическия слой – WAN интерфейсния подслой (WIS) поддържа SONET кадриране и откриване на грешките. WIS не е изцяло съвместим със SONET интерфейс, но прилича на олекотен SONET генератор на кадри, целящ да подсигури съвместимост на скоростите. В резултат Ethernet комутатори, снабдени със SONET интерфейс (или SONET елементи като add/drop мултиплексори с 10G Ethernet интерфейс), могат да пренасят Ethernet трафик през MAN и WAN, базирани на SONET, със скорост ОС-192. Така системите за управление на SONET ще могат да идентифицират и да осъществяват наблюдение на Ethernet трафика, кодиран със SONET кадриране – важно изискване към доставчиците. Разстояния Разбира се, за да можем да наречем PHY MAN или WAN интерфейс, той трябва де надхвърля 5-километровата граница, установена за Gigabit Ethernet. За да се справи с изискваните по-големи разстояния, IEEE Task Force дефинира 5 нови физически, зависещи от преносната среда подслоя: 3 серийни PMD (Physical Medium Dependents), работещи с честота 850, 1310 и 1550 нанометра и WWDM PDM, работещ на 1310 нанометра. 1550-нанометровият интерфейс ще действа на разстояния около и над 40 км. Серийните PDM изпращат сигнали на серии един след друг. При всеки WDM предавателният интерфейс изпраща лъчи с паралелни дължини на вълните, а приемащият интерфейс ги събира в един общ лъч. Всички тези нови варианти на PHY могат да доведат до объркване на пътя към възможните интерфейси. Задачата на IEEE е да установи обща номенклатура, която да обхване новите типове физически среди. Fast Ethernet наследи кодирането на физическия си слой от FDDI, а Gigabit Ethernet взе кодирането на Fibre Channel. За разлика от тях 10 Gigabit Ethernet ползва съвсем нови PMD. Линейното кодиране е на практика функция от ниско ниво, която ще засегне само мрежовите специалисти, заети с коригиране на проблеми във физическия слой. От друга страна, администраторите трябва да проверят дали устройството за тестване на кабели поддържа кодиращите методи на 10G Ethernet, или трябва да се ъпгрейдва. Управление Диагностиката от ниско ниво е второстепенен проблем. Управлението на чистите 10 Gigabit Ethernet данни ще има най-голямо значение. Системите за мрежово администриране като мениджъри на елементи, отдалеченото наблюдение (RMON) и протоколните анализатори вече срещат сериозни трудности със сегашните нива на обмен на данни. За тези типове устройства проследяването на 10 пъти по-голям трафик ще бъде все едно да караш някого да пие вода от пожарния маркуч. За да вървят в крак с обема на 10 Gigabit Ethernet трафик, в системите за управление и наблюдение трябва да се вградят 64-битовите броячи. В момента най-разпространените средства са с 32-битови броячи, които просто не могат да отчетат такива цифри. Когато 32-битов брояч достигне своя лимит, той ще “увисне“ или ще се нулира и ще започне да брои от начало, което ще доведе до хаос в сметките. Да видим няколко примерни статистики. Имаме поток от 256-байтови пакети (приблизително средната дължина на Интернет трафика), който тече с постоянно ниво. Само за 3,7 секунди този поток ще запълни 32-битовия брояч на байтове, а за по-малко от 16 минути ще запълни и брояча на пакети. Това означава, че устройства, оборудвани с 32-битови броячи, ще бъдат напълно неприложими за дългосрочно наблюдение или планиране на капацитета. Въпреки това има още живот в тези тестери, тъй като те поддържат вземането на проби. Тези задачи са най-подходящи за средносрочно наблюдение. Например RMON проба (RMON агент, вграден в комутатор) може да използва метода при доклади за статистиката по портове. Технологията не е приложима за краткосрочни изследвания, които се правят обикновено с протоколни анализатори. В този случай възможността за наблюдение и/или прихващане на целия трафик в реално време има ключово значение. Кабели Окабеляването е най-важният проблем, който трябва да се реши при миграция към нова PHY технология. Мрежовите архитекти трябва да определят дали съществуващите кабелни инсталации могат да пренасят 10G Ethernet трафик и да постигнат разстоянията, дефинирани в новата спецификация. Медта е вън. За разлика от Gigabit Ethernet, който включва 1000 base-T спецификация за медно окабеляване, 10G Ethernet ще работи само върху оптика. Това едва ли ще бъде препъни-камък, тъй като повечето продадени Gigabit Ethernet интерфейси са оптични. Какъв тип оптично влакно обаче да се използва? Във WAN мултимодовото влакно е най-добрият избор. За съществуващите FDDI и Gigabit Ethernet инсталации 50- или 62,5-микронното многомодово влакно е най-често инсталираната медия. От четирите нови PMD версиите 850 и 1310 нанометра ще поддържат съществуващите многомодови инсталации. Интерфейси с 850 nm лазери ще бъдат използвани в някои мощни приложения като връзки между комутатори или суперкомпютри. За свързване на кампусни мрежи с общо предназначение интерфейси с 1300 nm лазери, които пренасят светлина на разстояния до 300 м, ще се превърнат в стандарт. За разстояния над 300 м ще бъдат необходими едномодови влакна. Интерфейси, оборудвани с 1310 nm лазери и едномодова оптика, ще поддържат разстояния до 10 км (което е два пъти повече от сегашната граница, постигната от Gigabit Ethernet). Ако 10 км са недостатъчни, интерфейси с 1310 nm лазери ще се достигат точки, отдалечени на 40 км. Точно на 1500 nm ще разчита 10 Gigabit Ethernet, за да се разгърне в MAN и WAN среди. LAN приложения В локални мрежи и кампуси първото нещо, заради което хората ще използват 10G Ethernet, е обединяване на честотните канали. За места, където Gigbit Ethernet не осигурява достатъчно широка лента, 10G Ethrtnet е идеалното приложение. Типичен кандидат за 10G Ethernet може да бъде комутируемата опорна мрежа, използваща днес Gigabit Ethernet. Комутатори за работни групи за 10 М или 100 Gbps интерфейса могат да използват една или повече Gigabit Ethernet връзки, за да се свържат към опорното устройство (вж. фиг.1). Проблемът тук е, че крайните комутатори могат лесно да претоварят опорните мрежи. Повечето подобни устройства предлагат по 48 100Mbps порта, които, ако се обединят, изискват по-голям честотен канал, отколкото може да предложи единична Gigbit Ethеrnet . Обединяването на връзките (познато също като truncking или реверсивно мултиплексиране) предлага по-широка лента, но е само частично решение. Наистина комутатори, които поддържат групиране на връзките, могат да комбинират до 8 физически порта, за да създадат огромна виртуална тръба. Последните тестове на този метод обаче показват, че тази характеристика може да повлияе сериозно върху производителността, особено когато са включени функции като отказооустойчивост и QoS. Дори ако устройството поддържаше групиране на връзките, без да се влияе на производителността, техниката все още щеше да изисква да се премахнат повечето работещи интерфейси. Този процес е много скъп от гледна точка на капиталните разходи за интерфейси, цената на покупката и инсталиране на оптични кабели и ресурсите за управление (човешки и машинни), които се изискват за управление на мрежата. Премахването на задръстванията в честотната лента с 10G Ethernet е лесно. За да мигрирате, трябва просто да се разменят интерфейсите и ще постигнете 10 пъти по-голям канал. Един съвет: проверете дали опорната магистрала на комутатора (рутера) може да поддържа 10 пъти по-голям трафик. Друго приложения на 10G Ethernet е обединяване на трафика към и от сървърните ферми. Според специалист на Cisco 10G Ethernet ще послужи или като междукомутаторна комуникация, или като връзка към SAN. Въпреки че е невероятно единичен сървър да запълни скоро тръба от 1 Gbps, днес има машини, които да пренасят трафик, близък до 1 Gbps. Очевидно комутатор/рутер, който има максимална връзка 1 Gbps, няма да помогне много при обработката на трафик от няколко сървъра, докато комутатор, който осигурява един или повече 10Gbps пътища към сървърната ферма, може да се окаже печелившият билет. MAN/WAN приложения Очаква се 10 G Ethernet да донесе най-големи промени в градските и междуградски мрежи. Новата спецификация не само ще разшири обхвата на днешните мрежи, но и ще доведе до създаване на съвсем нови приложения, които не са възможни поради ограниченията на съществуващите честотни канали. Според шефа на Foundry Networks възможността да получиш 10 G Ethernet връзка към ASP прави идеята за аутсорсинг на цялата ИТ дейност много по-приложима. Тони Лий, президент на 10 GEA, очаква доставчиците на MAN услуги първи да внедрят различните версии на 10 G Ethernet интерфейси. Те ще струват далеч по-малко от версиите на SONET. Да си представим една типична съвременна MAN–структура (виж фиг.2). За да върже няколко офиса, фирма за финансови услуги наема капацитет от доставчик със SONET пръстен. Ethernet трафикът от всеки офис трябва да бъде преобразуван в SONET формат от комутатор/рутер, оборудван и с Ethernet, и с Packet-over-SONET интерфейс. След това той се пренася в SONET пръстена от add-drop мултиплексори. С 10G Ethernet картината изглежда далеч по-проста. Устройствата естествено пренасят Ethernet рамките от край до край, дори с помощта на съществуващата SONET инфраструктура. Новата спецификация WAN-PHY е напълно съвместима със SONET. WAN връзките също са възможни, тъй като WAN PHY рамките позволяват на Ethernet трафика да бъде директно вкаран в Long Haul SONET връзките.
КОМЕНТАРИ
"Ethernet “порасна” до 10 Gb в секунда "
