Tổng quan về công nghệ Ethernet 10 Gigabit - Phần I Khởi nguồn từ hơn 25 năm qua, Ethernet đã đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cho các mạng chuyển mạch gói. Do chi phí thấp, độ tin cậy đã thử thách trong nhiều năm, việc cài đặt và bảo trì tương đối đơn giản, nên Ethernet ngày càng được sử dụng nhiều trong các hệ thống mạng. Để đáp ứng yêu cầu về tốc độ, Ethernet đã thích ứng để xử lý nhiều tốc độ nhanh hơn cũng như những yêu cầu về dung lượng đi kèm theo...
Tổng quan công nghệ Ethernet 10 Gigabit - Phần I Khởi nguồn từ 25 năm qua, Ethernet đáp ứng nhu cầu ngày tăng cho mạng chuyển mạch gói Do chi phí thấp, độ tin cậy thử thách nhiều năm, việc cài đặt bảo trì tương đối đơn giản, nên Ethernet ngày sử dụng nhiều hệ thống mạng Để đáp ứng yêu cầu tốc độ, Ethernet thích ứng để xử lý nhiều tốc độ nhanh yêu cầu dung lượng kèm theo chúng IEEE 802.3ae* 2002 (chuẩn Ethernet 10 Gigabit) [1] khác biệt với chuẩn Ethernet trước số điểm thực cáp sợi quang hoạt động chế độ song cơng tồn phần (fullduplex mode) Với Ethernet 10 Gigabit, giao thức phát xung đột không cần thiết Hiện nay, Ethernet xử lý 10 Gbit/s bảo đảm trì thuộc tính Ethernet định dạng gói tin khả có dễ dàng chuyển sang chuẩn Chuẩn Ethernet 10 Gigabit Chuẩn Ethernet 10 Gigabit mở rộng giao thức chuẩn IEEE 802.3ae* lên tới tốc độ đường truyền 10 Gbit/s mở rộng phạm vi ứng dụng Ethernet bao gồm liên kết tương thích WAN Chuẩn Ethernet 10 Gigabit cho phép tăng băng thông đáng kể trì khả tương thích tối ưu với tảng cài đặt giao diện chuẩn 802.3, bảo tồn vốn đầu tư trước nghiên cứu, phát triển trì nguyên tắc tồn hoạt động quản lý mạng Dưới mơ hình OSI (Open Systems Interconnection), Ethernet nằm giao thức lớp lớp Ethernet 10 Gigabit giữ lại kiến trúc Ethernet bản, bao gồm giao thức MAC [2], định dạng khung Ethernet kích thước tối thiểu tối đa khung Đúng Ethernet Gigabit, 1000BASE-X [1] 1000BASE-T [1], tiếp nối mơ hình Ethernet chuẩn, Ethernet 10 Gigabit tiếp tục cách mạng Ethernet mặt tốc độ khoảng cách, giữ lại kiến trúc Ethernet sử dụng đặc tả Ethernet khác Từ Ethernet 10 Gigabit công nghệ chạy full-duplex (song cơng tồn phần), khơng cần đến giao thức CSMA/CD [3] sử dụng công nghệ Ethernet trước (ở vài khía cạch đó, Ethernet 10 Gigabit tương xứng với mơ hình Ethernet ngun thuỷ) Hình Các thành phần kiến trúc chuẩn 802.3ae* Tại lớp vật lý (lớp mơ hình OSI), thiết bị lớp vật lý Ethernet (PHY) kết nối môi trường truyền cáp quang hay cáp đồng với lớp MAC [2] thông qua công nghệ ghép nối (xem Hình 1) Ngồi ra, kiến trúc Ethernet chia lớp vật lý thành ba lớp PMD (Physical Medium Dependent), PMA (Physical Medium Attachment) PCS (Physical Coding Sublayer) Các PMD cung cấp kết nối vật lý báo hiệu cho mơi trường truyền; ví dụ máy thu phát quang (optical transceiver) PMD PCS bao gồm mã hố (ví dụ 64B/66B) serializer hay multiplexor (bộ dồn kênh) Chuẩn IEEE 802.3ae* định nghĩa hai kiểu PHY: PHY LAN PHY WAN Chúng cung cấp chức hoạt động, ngoại trừ PHY WAN có tập tính mở rộng PCS cho phép kết nối với số mạng khác Thị trường Ethernet 10 Gigabit Công nghệ Ethernet công nghệ triển khai nhiều cho môi trường LAN tốc độ cao Các doanh nghiệp toàn giới đầu tư cáp, thiết bị, quy trình khố đào tạo chun Ethernet Ngồi ra, hiển diện Ethernet khắp nơi giữ cho giá thành mức thấp với triển khai công nghệ Ethernet hệ tiếp theo, chi phí cho triển khai có chiều hướng giảm Trong mạng ngày nay, tăng lưu lượng mạng toàn cầu định hướng cho nhà cung cấp dịch vụ, nhà quản trị thiết kế mạng doanh nghiệp ý đến công nghệ mạng tốc độ cao để giải nhu cầu băng thông ngày tăng Hiện Ethernet 10 Gigabit có tốc độ nhanh gấp 10 lần so với Ethernet Gigabit Với việc bổ sung Ethernet 10 Gigabit vào họ công nghệ Ethernet, mạng LAN đạt khoảng cách xa hỗ trợ ứng dụng cần nhiều băng thông Ethernet 10 Gigabit làm thoả mãn số tiêu chí tốc độ, hiệu lựa chọn đương nhiên cho phát triển, mở rộng nâng cấp mạng Ethernet tại: Một sở hạ tầng Ethernet thời khách hàng hoạt động cách dễ dàng với Ethernet 10 Gigabit Công nghệ cung cấp giá thành thấp bao gồm việc thu lời hỗ trợ giá so với công nghệ lựa chọn Việc sử dụng qui trình xử lý, giao thức công cụ quản trị sẵn sàng triển khai Ethernet 10 Gigabit cho thấy công cụ quản lý quen thuộc tảng kỹ phổ thơng Tính linh hoạt việc thiết kế mạng với kết nối máy chủ, thiết bị chuyển mạch định tuyến Nhiều nguồn cung cấp sản phẩm dựa sở chuẩn hoạt động thử thách thời gian dài Trong Ethernet 10 Gigabit thâm nhập thị trường nhà cung cấp thiết bị chuyển giao thiết bị mạng Ethernet 10 Gigabit, bước cho mạng doanh nghiệp mạng nhà cung cấp dịch vụ kết hợp băng thông multi-gigabit với dịch vụ thông minh, dẫn đến mạng phân cấp, thông minh, multi-gigabit với liên kết xương sống máy chủ phạm vi đến 10 Gbit/s Hội tụ mạng tiếng nói liệu chạy Ethernet trở thành lựa chọn thực tế Và TCP/IP hợp dịch vụ tính nâng cao, tiếng nói hình ảnh đóng gói, Ethernet mang theo dịch vụ mà không cần phải sửa đổi Chuẩn Ethernet 10 Gigabit không tăng tốc độ Ethernet lên 10 Gbit/s, mà mở rộng khả liên kết với phạm vi hoạt động lên đến 40 km Giống Ethernet Gigabit, chuẩn Ethernet 10 Gigabit (IEEE 802.3ae*) hỗ trợ hai môi trường truyền cáp sợi quang “singlemode” [4] “multimode”[4] Tuy vậy, 10 Gigabit, khoảng cách cho cáp quang “single-mode” mở rộng từ km Ethernet Gigabit lên đến 40 km Ethernet 10 Gigabit Lợi việc đạt khoảng cách cho phép công ty quản lý LAN thân họ mở rộng trung tâm liệu lên đến 40 km tính từ campus (khu trường) họ Điều cho phép họ hỗ trợ nhiều campus phạm vi 40 km Các ứng dụng cho Ethernet 10 Gigabit Các nhà cung cấp người dùng cho chi phí cho Ethernet khơng đắt, hiểu rộng có nghĩa việc triển khai rộng khắp tương thích với thứ có mạng LAN Ngày gói tin rời khỏi máy chủ cổng Ethernet Gigabit, truyền phạm vi quốc gia qua mạng DWDM (Dense-Wave Division Multiplexing)[5] tìm thấy đường đến PC gắn vào cổng cáp đồng Gigabit, tất không cần phải đóng gói lại hay chuyển đổi giao thức Ethernet theo nghĩa đen có nghĩa khắp nơi Ethernet 10 Gigabit trì chuyển giao liên tục mặt chức cho ứng dụng mà Ethernet áp dụng vào Ethernet 10 Gigabit sử dụng cho mạng máy chủ (server area network) hay mạng vùng lưu giữ (storage area network), theo truyền thống vùng mạng chuyên dụng giữ độc quyền với tảng người dùng tương đối nhỏ so sánh với Ethernet Các mạng vùng máy chủ cho băng thông tuyệt vời mạng phạm vi nhỏ (thường nhỏ 20 m) Tuy vậy, chúng mạng giữ độc quyền khó triển khai bảo trì Mạng dung lượng nhỏ dẫn đến chi phí cao cho tiếp hợp máy chủ chuyển mạch Như với giải pháp giữ độc quyền nào, chúng hoạt động với công nghệ khác mà không cần đến định tuyến thiết bị chuyển mạch thích hợp Trong mạng vùng lưu trữ, việc thiếu chuẩn số vấn đề khả hoạt động gây khó khăn triển khai Fibre Channel ban đầu Tuy nhiên, công nghệ gặp phải số vấn đề tương tự xảy mạng vùng máy chủ giữ độc quyền thiếu đầu tư Tóm lại, Ethernet 10 Gigabit sử dụng để thay công nghệ độc quyền hệ liên kết mạng vùng máy chủ lưu trữ với vài lý do: - Ethernet 10 Gigabit cho băng thông thiết yếu - Hợp máy chủ dẫn đến tiét kiệm giá thành - Sự tăng trưởng có kế hoạch tính mạng 10 Gigabit Ngoài ra, việc triển khai toàn công nghệ TOE (TCP/IP Offload Engine) [6] chờ đợi adapter Ethernet 10 Gigabit làm cho đặc biệt hiệu hệ thống máy chủ với việc tận dụng CPU mong muốn thấy hệ thống thời triển khai Ethernet Gigabit Do tốc độ thoả thuận phạm vi rộng Ethernet, công nghệ TOE trở thành vô hiệu giá thành so sánh với mạng dung lượng thấp 10 Gigabit Ethernet cho mạng cục (LAN) Công nghệ Ethernet công nghệ triển khai nhiều cho môi trường LAN tốc độ cao Với việc mở rộng Ethernet 10 Gigabit họ công nghệ Ethernet, LAN hỗ trợ tốt tăng số lượng ứng dụng “đói băng thơng” đạt khoảng cách xa Tương tự Ethernet Gigabit, chuẩn 10 Gigabit hỗ trợ môi trường truyền quang hai chế độ “single-mode” “multimode”[4] Với liên kết lên đến 40 km, Ethernet 10 Gigabit cho phép công ty quản lý môi trường LAN thân họ có khả lựa chọn vị trí cho trung tâm liệu khu máy chủ (server farm) – phạm vi 40 km tính từ campus họ Điều cho phép họ hỗ trợ nhiều khu trường phạm vi (Hình 2) Bên trung tâm liệu, ứng dụng “switch-to-switch” “switch-to-server” triển khai nhờ môi trường truyền quang sinh lãi “multi-mode” để tạo xương sống Ethernet 10 Gigabit hỗ trợ đắc lực tăng liên tục ứng dụng “đói băng thơng” Hình Sử dụng Ethernet 10 Gigabit (10 GbE) môi trường LAN mở rộng Với xương sống 10 Gigabit, cơng ty dễ dàng hỗ trợ kết nối Ethernet Gigabit máy trạm máy để bàn để làm giảm tắc nghẽn mạng, cho phép thực thi ứng dụng cần nhiều băng thông Ethernet 10 Gigabit cải thiện độ trễ cho mạng, tốc độ liên kết cung cấp băng thông cần thiết để bù vào bùng nổ liệu ứng dụng doanh nghiệp Băng thông đường trục 10 Gigabit tạo điều kiện cho hệ tiếp sau ứng dụng mạng phát triển Nó hỗ trợ việc chăm sóc sức khoẻ từ xa, truyền hình, hội nghị truyền hình số thay khả điều khiển từ xa tương lai Và thứ HDTV (high definition television), video-ondemand hay trò chơi Internet Ethernet 10 Gigabit cho phép doanh nghiệp giảm tắc nghẽn mạng, tăng cường sử dụng ứng dụng cần nhiều băng thông cho định mang tính chiến lược vị trí thiết bị kết nối mạng chủ yếu mở rộng mạng LAN họ phạm vi 40 km ... v? ?i v? ?i lý do: - Ethernet 10 Gigabit cho băng thông thiết yếu - Hợp máy chủ dẫn đến tiét kiệm giá thành - Sự tăng trưởng có kế hoạch tính mạng 10 Gigabit Ng? ?i ra, việc triển khai tồn cơng nghệ. .. Ethernet Gigabit, chuẩn Ethernet 10 Gigabit (IEEE 802.3ae*) hỗ trợ hai m? ?i trường truyền cáp s? ?i quang “singlemode” [4] “multimode”[4] Tuy vậy, 10 Gigabit, khoảng cách cho cáp quang “single-mode”... dạng khung Ethernet kích thước t? ?i thiểu t? ?i đa khung Đúng Ethernet Gigabit, 100 0BASE-X [1] 100 0BASE-T [1], tiếp n? ?i mơ hình Ethernet chuẩn, Ethernet 10 Gigabit tiếp tục cách mạng Ethernet mặt