Используемая на физическом уровне сетевой модели OSI или TCP/IP .

На более высоких уровнях сетевых моделей, как правило, используется более крупная единица - байт в секунду (Б/c или Bps , от англ. b ytes p er s econd ) равная 8 бит/c.

В телекоммуникациях

В телекоммуникациях приняты десятичные приставки, например, 1 килобит = 1000 бит. Аналогично 1 килобайт = 1000 байт, хотя в телекоммуникациях не принято измерять скорость в байт/с.

На фундаментальном уровне скорость передачи информации (не путать со скоростью чтения и записи информации) зависит от частоты генератора передатчика (измеряемой в Гц) и от применяемого кода. Ни то, ни другое не связано ограничениями двоичной логики. При разработке стандартов скорости (и частоты) чаще всего подбирают так, чтобы передавалось целое число байт.

• Максимальная скорость передачи информации во всех Ethernet стандартах: 10 Мбит/с = 10000000 бит/с; 100 Мбит/с = 100000000 бит/с; 1 Гбит/с = 1000000000 бит/с и т. д. При этом бодовая отличается в разных стандартах и зависит от способа кодирования.
• Основной цифровой канал (ОЦК) имеет скорость 64 кбит/с = 64*1000 бит/с. На основе ОЦК построена вся плезиохронная цифровая иерархия . Например, скорость потока E1 (содержит 32 ОЦК) = 2,048 Мбит/с = 2048 кбит/с = 2048000 бит/с.
• Скорость STM-1 равна 155,52 Мбит/с = 155520000 бит/с. На основе STM-1 построена вся синхронная цифровая иерархия .
• Скорости старых модемов, написанные в спецификациях (и на коробках самих модемов), 56К, 33.6К, 28.8K, 14.4К и т. д. указаны с коэффициентом 1 K = 1000 бит.

В архитектуре компьютерных систем

В современном мире повсеместно используются компьютеры на двоичной логике, которая имеет свои ограничения. Существует минимально передаваемый (адресуемый) блок информации. В большинстве случаев это 1 байт. Компьютеры могут хранить (и адресовать) только объём информации, кратный 1 байту (см. Машинное слово). Объём данных принято измерять в байтах. Поэтому используется 1 КБ = 1024 байт. Это вызвано оптимизацией вычислений (в памяти и процессоре). От размера страниц памяти зависит всё остальное - размер блока I/O у файловых систем обычно кратен размеру страницы памяти, размер сектора на диске подбирается так, чтобы кратно укладываться в размер блока файловых систем.

Многие производители накопителей (за исключением компакт-дисков) указывают размер из расчёта 1 КБ = 1000 байт. Существует мнение, что это вызвано маркетинговыми причинами.

Стандарты

• Международной электротехнической комиссией в марте 1999 года во второй поправке к IEC 60027-2 были введены в действие двоичные приставки «киби » (сокращенно Ки- , Ki- ), «меби » (сокращенно Ми- , Mi- ) и т. п. Однако не все придерживаются данных терминов.
• ГОСТ 8.417-2002 , 1 сентября 2003 г. - «Единицы величин»
• JEDEC 100B.01 en - стандарт для маркировки цифровой памяти по которому кило = 1024.
• RFC 2330 , май 1998 - «Framework for IP Performance Metrics». Документ не является стандартом Интернета, но может быть использован в качестве справочного материала.

Практика

• В оборудовании Cisco при выставлении скорости считается, что 1 кбит/с = 1000 бит/с.
• С версии MAC OS X 10.6 Snow Leopard показывает в СИ-единицах.
• В Windows для отображения хранимой информации используется 1 КБ = 1024 байт. [как трактуется скорость в «мониторе ресурсов»? ]
• Многие сборки Linux, руководствуясь стандартами, используют 1 кбит = 1000 бит, 1 кибит = 1024 бит.
• Возможно jфные скорости. Например, один провайдер может считать, что 1Мб = 1024 Кб, другой, что 1 Мб = 1000 Кб (несмотря на то, что в обоих случаях 1 Кб = 1000 бит) [ ] . Такое несоответствие не всегда является недоразумением, например, если на сети провайдера используются потоки , скорости всегда будут кратны 64. Некоторые люди и организации избегают неоднозначности, употребляя выражения «тысяча бит» вместо «килобит» и т. п.

Пример соответствия единиц при том и другом подходе приведены в таблице.

1000BASE-T , IEEE 802.3ab - основной гигабитный стандарт, опубликованный в 1999 году , использует витую пару категории 5e. В передаче данных участвуют 4 пары, каждая пара используется одновременно для передачи по обоим направлениям со скоростью - 250 Мбит/с. Используется метод кодирования PAM5 (5-level Phase Amplitude Modulation , 5тиуровневая фазоамплитудная модуляция) с 4 линиями (4D-PAM5) и 4-х мерной Треллис-модуляцией (TCM) , частота основной гармоники 62,5 МГц. Расстояние до 100 метров.

1000BASE-TX был создан Ассоциацией Телекоммуникационной Промышленности (англ. Telecommunications Industry Association, TIA ) и опубликован в марте 2001 года как «Спецификация физического уровня дуплексного Ethernet 1000 Мб/с (1000BASE-TX) симметричных кабельных систем категории 6 (ANSI/TIA/EIA-854-2001)». Распространения не получил из-за высокой стоимости кабелей , фактически устарел. Стандарт разделяет принимаемые и посылаемые сигналы по парам (две пары передают данные, каждая на 500 Мбит/с и две пары принимают) что упрощало бы конструкцию приёмопередающих устройств. Ещё одним существенным отличием 1000BASE-TX являлось отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена реализаций должна становится ниже, чем у стандарта 1000BASE-T. Для работы технологии требуется кабельная система 6 категории.

1000BASE-X - общий термин для обозначения стандартов со сменными приёмопередатчиками в форм-факторах GBIC или SFP .

1000BASE-SX , IEEE 802.3z - стандарт, использующий многомодовое волокно в первом окне прозрачности с длиной волны равной 850 нм. Дальность прохождения сигнала составляет до 550 метров.

1000BASE-LX , IEEE 802.3z - стандарт, использующий одномодовое или многомодовое оптическое волокно во втором окне прозрачности с длиной волны равной 1310 нм. Дальность прохождения сигнала зависит только от типа используемых приемопередатчиков и, как правило, составляет для одномодового оптического волокна до 5 км и для многомодового оптического волокна до 550 метров.

1000BASE-CX - стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий экранированную витую пару , используются 2 пары из 4. Заменён стандартом 1000BASE-T и сейчас не используется.

1000BASE-LH (Long Haul) - стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров .

21.Сеть Gigabit Ethernet и ее возможности

Вопрос «Gigabit Ethernet - это Ethernet или нет?» отнюдь не праздный, и, хотя Gigabit Ethernet Alliance отвечает на него утвердительно на том основании, что эта технология использует тот же формат кадров, тот же метод доступа к среде передачи CSMA/CD, те же механизмы контроля потоков и те же управляющие объекты, все же Gigabit Ethernet отличается от Fast Ethernet больше, чем Fast Ethernet от Ethernet. (К тому же, например, Hewlett-Packard полагает, что он имеет больше сходства со 100VG-AnyLAN, чем с Fast Ethernet.) В частности, если для Ethernet было характерно разнообразие поддерживаемых сред передачи, что давало повод говорить о том, что он может работать хоть по колючей проволоке, то в Gigabit Ethernet волоконно-оптические кабели становятся доминирующей средой передачи (это, конечно, далеко не единственное отличие, но с остальными мы подробнее познакомимся ниже). Кроме того, Gigabit Ethernet ставит несравнимо более сложные технические задачи и предъявляет гораздо более высокие требования к качеству проводки. Иными словами, он гораздо менее универсален, чем его предшественники.

Основные трудности при использовании Gigabit Ethernet связаны с возникновением дифференциальной задержки сигналов (differential mode delay, DMD) в многомодовых волоконных кабелях. Эта задержка появляется при использовании некоторых комбинаций многомодового волокна и лазерных диодов, применяемых для ускорения передачи данных по волоконному кабелю. В результате возникают нарушения синхронизации (своего рода дрожание) сигнала, ограничивающие максимальное расстояние, на которое могут передаваться данные по Gigabit Ethernet.

Компания Cisco Systems намерена решить вопросы физического уровня путем замены в своих недавно анонсированных аппаратных системах преобразователей гигабитного интерфейса. Таким образом, для настройки аппаратуры на спецификации окончательного стандарта не потребуется вносить никаких внутренних изменений. «В худшем случае изменения коснутся только реализации физического уровня, - заявляет Джеф Моссман, системный инженер Cisco. - Для этого будет достаточно замены конвертера гигабитного интерфейса».

Спецификация Gigabit Ethernet изначально предусматривала три среды передачи: одномодовый и многомодовый оптический кабель с длинноволновыми лазерами 1000BaseLX для длинных магистралей для зданий и комплексов зданий, многомодовый оптический кабель с коротковолновыми лазерами 1000BaseSX для недорогих коротких магистралей, симметричный экранированный короткий 150-омный медный кабель 1000BaseCX для межсоединения оборудования в аппаратных и серверных.

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 мебибайт в секунду [МиБ/с] = 0,00781250000000002 гибибит в секунду [Гибит/с]

Исходная величина

Преобразованная величина

бит в секунду байт в секунду килобит в секунду (метрический) килобайт в секунду (метрический) кибибит в секунду кибибайт в секунду мегабит в секунду (метрический) мегабайт в секунду (метрический) мебибит в секунду мебибайт в секунду гигабит в секунду (метрический) гигабайт в секунду (метрический) гибибит в секунду гибибайт в секунду терабит в секунду (метрический) терабайт в секунду (метрический) тебибит в секунду тебибайт в секунду Ethernet 10BASE-T Ethernet 100BASE-TX (быстрый) Ethernet 1000BASE-T (гигабит) Оптическая несущая 1 Оптическая несущая 3 Оптическая несущая 12 Оптическая несущая 24 Оптическая несущая 48 Оптическая несущая 192 Оптическая несущая 768 ISDN (одиночный канал) ISDN (двойной канал) модем (110) модем (300) модем (1200) модем (2400) модем (9600) модем (14.4k) модем (28.8k) модем (33.6k) модем (56k) SCSI (асинхронный режим) SCSI (синхронный режим) SCSI (Fast) SCSI (Fast Ultra) SCSI (Fast Wide) SCSI (Fast Ultra Wide) SCSI (Ultra-2) SCSI (Ultra-3) SCSI (LVD Ultra80) SCSI (LVD Ultra160) IDE (PIO mode 0) ATA-1 (PIO mode 1) ATA-1 (PIO mode 2) ATA-2 (PIO mode 3) ATA-2 (PIO mode 4) ATA/ATAPI-4 (DMA mode 0) ATA/ATAPI-4 (DMA mode 1) ATA/ATAPI-4 (DMA mode 2) ATA/ATAPI-4 (UDMA mode 0) ATA/ATAPI-4 (UDMA mode 1) ATA/ATAPI-4 (UDMA mode 2) ATA/ATAPI-5 (UDMA mode 3) ATA/ATAPI-5 (UDMA mode 4) ATA/ATAPI-4 (UDMA-33) ATA/ATAPI-5 (UDMA-66) USB 1.X FireWire 400 (IEEE 1394-1995) T0 (полный сигнал) T0 (B8ZS полный сигнал) T1 (полезный сигнал) T1 (полный сигнал) T1Z (полный сигнал) T1C (полезный сигнал) T1C (полный сигнал) T2 (полезный сигнал) T3 (полезный сигнал) T3 (полный сигнал) T3Z (полный сигнал) T4 (полезный сигнал) Virtual Tributary 1 (полезный сигнал) Virtual Tributary 1 (полный сигнал) Virtual Tributary 2 (полезный сигнал) Virtual Tributary 2 (полный сигнал) Virtual Tributary 6 (полезный сигнал) Virtual Tributary 6 (полный сигнал) STS1 (полезный сигнал) STS1 (полный сигнал) STS3 (полезный сигнал) STS3 (полный сигнал) STS3c (полезный сигнал) STS3c (полный сигнал) STS12 (полезный сигнал) STS24 (полезный сигнал) STS48 (полезный сигнал) STS192 (полезный сигнал) STM-1 (полезный сигнал) STM-4 (полезный сигнал) STM-16 (полезный сигнал) STM-64 (полезный сигнал) USB 2.X USB 3.0 USB 3.1 FireWire 800 (IEEE 1394b-2002) FireWire S1600 and S3200 (IEEE 1394-2008)

Избранная статья

Подробнее о передаче данных

Общие сведения

Данные могут быть как в цифровом, так и в аналоговом формате. Передача данных также может происходить в одном из этих двух форматов. Если и данные, и способ их передачи - аналоговые, то и передача данных - аналоговая. Если либо данные, либо способ передачи - цифровые, то и передача данных называется цифровой. В этой статье мы поговорим именно о цифровой передаче данных. Сейчас все чаще используют цифровую передачу данных и хранят их в цифровом формате, так как это позволяет ускорить процесс передачи и увеличить безопасность обмена информацией. Если не считать вес устройств, необходимых для пересылки и обработки данных, то сами цифровые данные - невесомы. Замена аналоговых данных цифровыми помогает облегчить процесс обмена информацией. Данные в цифровом формате удобнее брать с собой в дорогу, так как по сравнению с данными в аналоговом формате, например на бумаге, цифровые данные не занимают место в багаже, если не считать носителя. Цифровые данные позволяют пользователям с доступом к Интернету работать в виртуальном пространстве из любого уголка мира, где есть Интернет. С цифровыми данными могут работать несколько пользователей одновременно, получив доступ к компьютеру, на котором они хранятся, и используя программы удаленного администрирования, описанные ниже. Различные интернет-приложения, например Google Docs, Wikipedia, форумы, блоги, и другие, также позволяют пользователям совместно работать над одним документом. Именно поэтому передача данных в цифровом формате так широко используется. В последнее время становятся популярными экологически чистые и «зеленые» офисы, где стараются перейти на безбумажную технологию, чтобы уменьшить углеродный след компании. Это сделало цифровой формат еще более популярным. Утверждение о том, что избавившись от бумаги, мы намного сократим энергетические затраты, не совсем правильно. Во многих случаях это мнение навеяно рекламными компаниями тех, кому выгодно, чтобы больше людей перешло на безбумажные технологии, например, производителям компьютеров, и программного обеспечения. Это также выгодно тем, кто предоставляет услуги в этой области, например облачные вычисления. На самом деле эти затраты почти равны, так как для работы компьютеров, серверов, и поддержки сети необходимо большое количество энергии, которую часто добывают из невосполнимых источников, например сжигая ископаемое топливо. Многие надеются, что в будущем безбумажные технологии действительно будут более экономичны. В повседневной жизни люди тоже стали чаще работать с цифровыми данными, например, предпочитая электронные книги и планшеты бумажным. Большие компании часто объявляют в пресс-релизах, что переходят на безбумажную работу, чтобы показать, что они заботятся об окружающей среде. Как описано выше, иногда это пока только рекламный ход, но несмотря на это все больше и больше компаний уделяют внимание цифровой информации.

Во многих случаях отправка и получение данных в цифровом формате автоматизирована, и для такого обмена данных от пользователей требуется самый минимум. Иногда им всего лишь нужно нажать кнопку в программе, в которой они создали данные - например, при отправлении электронной почты. Это очень удобно для пользователей, так как большая часть работы по передаче данных происходит «за кадром», в центрах передачи и обработки данных. Эта работа включает в себя не только непосредственную обработку данных, но и создание инфраструктур для их быстрой передачи. Например, для того, чтобы обеспечить быструю связь по Интернету, по дну океана проложена обширная система кабелей. Количество этих кабелей постепенно увеличивается. Такие глубоководные кабели по нескольку раз пересекают дно каждого океана и проложены по морям и проливам для того, чтобы соединить между собой страны с доступом к морю. Прокладка и поддержка этих кабелей в рабочем состоянии - лишь один из примеров работы «за кадром». Кроме этого, такая работа включает обеспечение и поддержку связи в дата-центрах и у интернет-провайдеров, поддержание серверов компаниями, предлагающими хостинг, и обеспечение бесперебойной работы веб-сайтов администраторами, особенно теми, что предоставляют пользователям возможность передавать данные в большом объеме, например пересылку почты, скачивание файлов, публикации материалов, и другие услуги.

Для передачи данных в цифровом формате необходимы следующие условия: данные должны быть правильно кодированы, то есть, в правильном формате; необходим канал связи, передатчик и приемник, и, наконец, протоколы для передачи данных.

Кодирование и дискретизация

Имеющиеся данные кодируют так, чтобы принимающая сторона могла их прочесть и обработать. Кодирование или преобразование данных из аналогового формата в цифровой называется дискретизацией. Чаще всего данные кодируют в двоичной системе, то есть информация представлена как ряд чередующихся единиц и нулей. После того, как данные закодированы в двоичной системе, их передают в виде электромагнитных сигналов.

Если данные в аналоговом формате необходимо передать по цифровому каналу, их дискретизируют. Так, например, аналоговые телефонные сигналы с телефонной линии кодируют в цифровые, чтобы передать их по Интернету получателю. В процессе дискретизации используют теорему Котельникова , которая в английском варианте называется теоремой Найквиста-Шеннона, или просто теоремой о дискретизации. Согласно этой теореме, сигнал можно преобразовать из аналогового в цифровой без потери качества в случае, если его максимальная частота не превышает половины частоты отсчётов. Здесь частота отсчётов - это частота, с которой «берут пробу» аналогового сигнала, то есть определяют его характеристики в момент отсчета.

Кодирование сигнала может быть как с защищенным, так и с открытым доступом. Если сигнал защищен, и его перехватят лица, которым он не предназначался, то они не смогут его декодировать. В этом случае используют криптостойкое шифрование.

Канал связи, передатчик и приемник

Канал связи предоставляет среду для передачи информации, а передатчики и приемники - непосредственно участвуют в передаче и получении сигнала. Передатчик состоит из устройства, кодирующего информацию, например модема, и устройства, передающего данные в виде электромагнитных волн. Это может быть, например, и простейшее устройство в форме лампы накаливания, передающей сообщения с помощью азбуке Морзе, и лазер, и светодиод. Чтобы распознавать эти сигналы, необходимо приемное устройство. Примеры приемных устройств - фотодиоды, фоторезисторы и фотоумножители, которые распознают световые сигналы, или радиоприемники, принимающие радиоволны. Некоторые такие устройства работают только с аналоговыми данными.

Протоколы передачи данных

Протоколы передачи данных похожи на язык, так как они осуществляют общение между устройствами во время передачи данных. Они также распознают ошибки, возникающие во время этой передачи, и помогают их устранить. Пример широко используемого протокола - протокол управления передачей, или TCP (от английского Transmission Control Protocol).

Применение

Цифровая передача важна потому, что без нее невозможно было бы использовать компьютеры. Ниже приведены несколько интересных примеров использования цифровой передачи данных.

IP-телефония

IP-телефония, также известная как телефония voice over IP (VoIP), в последнее время набирает популярность как альтернативный вид общения по телефону. Сигнал передают по цифровому каналу, используя Интернет вместо телефонной линии, что позволяет передавать не только звук, но и другие данные, например видео. Примерами самых больших провайдеров таких услуг являются Skype (Скайп) и Google Talk. В последнее время большой популярностью пользуется программа LINE созданная в Японии. Большинство провайдеров предоставляют услуги по аудио- и видеозвонкам между компьютерами и смартфонами, подключенными к Интернету, бесплатно. Дополнительные услуги, например звонки с компьютера на телефон, предоставляют за дополнительную плату.

Работа с тонким клиентом

Цифровая передача данных помогает компаниям не только упростить хранение и обработку данных, но также работу с компьютерами внутри организации. Иногда компании используют часть компьютеров для простых вычислений или операций, например для доступа в Интернет, и использование обычных компьютеров в этой ситуации не всегда целесообразно, так как компьютерная память, мощность, и другие параметры, не используются в полной мере. Одно из решений в такой ситуации - подключить такие компьютеры к серверу, который хранит данные и запускает программы, необходимые этим компьютерам для работы. В этом случае компьютеры с упрощенной функциональностью называются тонкими клиентами. Их можно использовать только для простых задач, например для доступа к библиотечному каталогу или для использования простых программ, таких как программы для кассового аппарата, которые записывают в базу данных информацию о продаже, а также выбивают чеки. Обычно пользователь тонкого клиента работает с монитором и клавиатурой. Информация не обрабатывается на тонком клиенте, а посылается на сервер. Удобство тонкого клиента в том, что он дает пользователю удаленный доступ к серверу через монитор и клавиатуру, и для него не нужен мощный микропроцессор, жесткий диск, и другие аппаратные средства.

В некоторых случаях используют специальное оборудование, но часто достаточно планшетного компьютера или монитора и клавиатуры от обычного компьютера. Единственная информация, которую обрабатывает сам тонкий клиент - это интерфейс работы с системой; все остальные данные обрабатывает сервер. Интересно заметить, что иногда обычные компьютеры, на которых, в отличие от тонкого клиента, обрабатывают данные, называют толстыми клиентами.

Использование тонких клиентов не только удобно, но и выгодно. Установить новый тонкий клиент не требует больших затрат, так как для него не нужно дорогостоящих программных и аппаратных средств, таких как память, жесткий диск, процессор, программное обеспечение, и других. К тому же, жесткие диски и процессоры перестают работать в слишком пыльных, жарких или холодных помещениях, а также при повышенной влажности и в других неблагоприятных условиях. При работе с тонкими клиентами, благоприятные условия нужны только в комнате с серверами, так как в тонких клиентах нет процессоров и жестких дисков, а мониторы и устройства ввода данных нормально работают и в более тяжелых условиях.

Недостаток тонких клиентов в том, что они плохо работают, если необходимо часто обновлять графический интерфейс, например для видео и игр. Проблематично также и то, что если сервер перестанет работать, то все подключенные к нему тонкие клиенты тоже не будут работать. Несмотря на эти недостатки, компании все чаще и чаще используют тонкие клиенты.

Удаленное администрирование

Удаленное администрирование похоже на работу с тонким клиентом в том, что компьютер, имеющий доступ к серверу (клиент), может хранить и обрабатывать данные, а также использовать программы на сервере. Разница заключается в том, что клиент в этом случае обычно «толстый». К тому же, тонкие клиенты чаще всего подключены к локальной сети, в то время как удаленное администрирование происходит через Интернет. У удаленного администрирования есть множество применений, например, оно позволяет людям удаленно работать с сервером компании, или со своим домашним сервером. Компании, которые выполняют часть работы в удаленных офисах или сотрудничают со сторонними исполнителями, могут предоставлять доступ к информации таким офисам через удаленное администрирование. Это удобно если, например, работа по поддержке клиентов проходит в одном из таких офисов, но всем кадрам компании необходим доступ к базе данных клиентов. Удаленное администрирование обычно безопасно и людям со стороны не так легко получить доступ к серверам, хотя иногда существует риск несанкционированного доступа.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Я не очень торопился перевести свою домашнюю сеть со скорости 100 Мбит/с на 1 Гбит/с, что для меня довольно странно, поскольку я передаю по сети большое количество файлов. Однако когда я трачу деньги на апгрейд компьютера или инфраструктуры, я считаю, что должен сразу же получить прирост производительности в приложениях и играх, которые я запускаю. Многие пользователи любят потешить себя новой видеокартой, центральным процессором и каким-нибудь гаджетом. Однако по каким-то причинам сетевое оборудование не привлекает такого энтузиазма. Действительно, сложно вложить заработанные деньги в сетевую инфраструктуру вместо очередного технологического подарка на день рождения.

Однако требования по пропускной способности у меня очень высоки, и в один момент я понял, что инфраструктуры на 100 Мбит/с уже не хватает. У всех моих домашних компьютеров уже установлены интегрированные адаптеры на 1 Гбит/с (на материнских платах), поэтому я решил взять прайс-лист ближайшей компьютерной фирмы и посмотреть, что мне потребуется для перевода всей сетевой инфраструктуры на 1 Гбит/с.

Нет, домашняя гигабитная сеть вовсе не такая сложная.

Я купил и установил всё оборудование. Я помню, что раньше на копирование большого файла по 100-Мбит/с сети уходило около полутора минут. После апгрейда на 1 Гбит/с тот же файл стал копироваться за 40 секунд. Прирост производительности приятно порадовал, но всё же я не получил десятикратного превосходства, которое можно было ожидать из сравнения пропускной способности 100 Мбит/с и 1 Гбит/с старой и новой сетей.

В чём причина?

Для гигабитной сети все её части должны поддерживать 1 Гбит/с. Например, если у вас установлены гигабитные сетевые карты и соответствующие кабели, но концентратор/коммутатор поддерживает всего 100 Мбит/с, то и вся сеть будет работать на 100 Мбит/с.

Первое требование - сетевой контроллер. Лучше всего, если каждый компьютер в сети будет оснащён гигабитным сетевым адаптером (отдельным или интегрированным на материнскую плату). Это требование удовлетворить проще всего, поскольку большинство производителей материнских плат пару последних лет интегрируют гигабитные сетевые контроллеры.

Второе требование - сетевая карта тоже должна поддерживать 1 Гбит/с. Есть распространённое заблуждение, что для гигабитных сетей требуется кабель категории 5e, но на самом деле даже старый кабель Cat 5 поддерживает 1 Гбит/с. Впрочем, кабели Cat 5e обладают лучшими характеристиками, поэтому они будут более оптимальным решением для гигабитных сетей, особенно если длина у кабелей будет приличная. Впрочем, кабели Cat 5e сегодня всё равно самые дешёвые, поскольку старый стандарт Cat 5 уже устарел. Новые и более дорогие кабели Cat 6 обладают ещё лучшими характеристиками для гигабитных сетей. Мы сравним производительность кабелей Cat 5e против Cat 6 чуть позже в нашей статье.

Третий и, наверное, самый дорогой компонент в гигабитной сети - это концентратор/коммутатор с поддержкой 1 Гбит/с. Конечно, лучше использовать коммутатор (возможно, в паре с маршрутизатором), поскольку концентратор или хаб - не самое интеллектуальное устройство, просто транслирующее все сетевые данные по всем доступным портам, что приводит к появлению большого числа коллизий и замедляет производительность сети. Если вам нужна высокая производительность, то без гигабитного коммутатора не обойтись, поскольку он перенаправляет сетевые данные только на нужный порт, что эффективно увеличивает скорость работы сети по с равнению с концентратором. Маршрутизатор обычно содержит встроенный коммутатор (с несколькими портами LAN), а также позволяет подключать вашу домашнюю сеть к Интернету. Большинство домашних пользователей понимают преимущества маршрутизатора, поэтому гигабитный маршрутизатор - вариант вполне привлекательный.

Насколько быстрым должен быть гигабит? Если вы слышите префикс "гига", то наверняка подразумеваете 1000 мегабайт, при этом гигабитная сеть должна обеспечивать 1000 мегабайт в секунду. Если вы так считаете, то вы не одиноки. Но, увы, в действительности всё иначе.

Что же такое гигабит? Это 1000 мегабит, а не 1000 мегабайт. В одном байте 8 битов, поэтому просто посчитаем: 1 000 000 000 битов разделить на 8 битов = 125 000 000 байтов. В мегабайте около миллиона байтов, поэтому гигабитная сеть должна обеспечивать теоретическую максимальную скорость передачи данных около 125 Мбайт/с.

Конечно, 125 Мбайт/с звучит не так впечатляюще, как гигабит, но подумайте: сеть с такой скоростью должна теоретически передавать гигабайт данных всего за восемь секунд. А 10-Гбайт архив должен передаваться всего за минуту и 20 секунд. Скорость невероятная: просто вспомните, сколько времени уходило на передачу гигабайта данных до того момента, как USB-брелоки стали такими быстрыми, как сегодня.

Ожидания были серьёзными, поэтому мы решили передать файл по гигабитной сети и насладиться скоростью близкой к 125 Мбайт/с. У нас нет какого-либо специализированного чудесного оборудования: простая домашняя сеть с некоторыми старыми, но приличными технологиями.

Копирование 4,3-Гбайт файла с одного домашнего компьютера на другой выполнялось со средней скоростью 35,8 Мбайт/с (мы проводили тест пять раз). Это всего лишь 30% от теоретического потолка гигабитной сети 125 Мбайт/с.

В чём же причины проблемы?

Подобрать компоненты для установки гигабитной сети довольно просто, но вот заставить сеть работать на максимальной скорости намного сложнее. Факторы, которые могут привести к замедлению сети, довольно многочисленны, но как мы обнаружили, всё упирается в то, насколько быстро жёсткие диски способны передавать данные на сетевой контроллер.

Первое ограничение, которое нужно учитывать - интерфейс гигабитного сетевого контроллера с системой. Если ваш контроллер подключён через старую шину PCI, то количество данных, которое она теоретически может передать, составляет 133 Мбайт/с. Для пропускной способности 125 Мбайт/с у Gigabit Ethernet этого кажется достаточным, но помните, что пропускная способность шины PCI распределяется по всей системе. Каждая дополнительная карта PCI и многие системные компоненты будут использовать ту же самую пропускную способность, что снижает ресурсы, доступные сетевой карте. У контроллеров с новым интерфейсом PCI Express (PCIe) таких проблем нет, поскольку каждая линия PCIe обеспечивает, как минимум 250 Мбайт/с пропускной способности, причём эксклюзивно для устройства.

Следующий важный фактор, который влияет на скорость сети - кабели. Многие специалисты указывают на то, что в случае прокладки сетевых кабелей рядом с кабелями питания, являющимися источниками помех, низкие скорости гарантированы. Большая длина кабелей тоже проблемная, поскольку медные кабели Cat 5e сертифицированы под максимальную длину 100 метров.

Некоторые специалисты рекомендуют прокладывать кабели нового стандарта Cat 6 вместо Cat 5e. Часто такие рекомендации оправдать сложно, но мы попытаемся протестировать влияние категории кабеля на маленькую гигабитную домашнюю сеть.

Не будем забывать и про операционную систему. Конечно, в гигабитном окружении эта система используется довольно редко, но следует упомянуть, что Windows 98 SE (и старые операционные системы) не смогут использовать преимущества гигабитного Ethernet, поскольку стек TCP/IP этой операционной системы едва умеет нагружать 100-Мбит/с соединение в полной мере. Windows 2000 и более свежие версии Windows уже подойдут, хотя в старых операционных системах придётся выполнить некоторые настройки, чтобы они использовали сеть по максимуму. Мы будем использовать 32-битную ОС Windows Vista для наших тестов, и хотя у Vista в каких-то задачах репутация не самая лучшая, эта система поддерживает гигабитную сеть с самого начала.

Теперь перейдём к жёстким дискам. Даже старого интерфейса IDE со спецификацией ATA/133 должно быть достаточно для поддержки теоретической скорости передачи файлов 133 Мбайт/с, а более новая спецификация SATA соответствует всем требованиям, поскольку она обеспечивает, как минимум, пропускную способность 1,5 Гбит/с (150 Мбайт/с). Однако если кабели и контроллеры могут справляться с передачей данных на такой скорости, сами жёсткие диски - нет.

Возьмём для примера типичный современный жёсткий диск на 500 Гбайт, который должен обеспечивать постоянную пропускную способность около 65 Мбайт/с. В начале пластин (внешние дорожки) скорость может быть выше, однако по мере перехода на внутренние дорожки пропускная способность падает. Данные на внутренних дорожках считываются медленнее, на скорости около 45 Мбайт/с.

Нам казалось, что мы рассмотрели все возможные "узкие места". Что оставалось делать? Нужно было провести несколько тестов и посмотреть, сможем ли мы добраться по производительности сети до теоретического предела 125 Мбайт/с.

Тестовая конфигурация

Тесты и настройки

Перед тем, как мы перейдём к любым тестам, мы решили протестировать жёсткие диски без использования сети, чтобы посмотреть, какую пропускную способность мы можем ожидать в идеальном сценарии.

В нашей домашней гигабитной сети работают два ПК. Первый, который мы будем называть сервером, оснащён двумя дисковыми подсистемами. Основной жёсткий диск - 320-Гбайт Seagate Barracuda ST3320620AS возрастом пару лет. Сервер работает в качестве сетевого хранилища NAS с RAID-массивом, состоящим из двух 1-Тбайт жёстких дисков Hitachi Deskstar 0A-38016, которые зеркалированы для избыточности.

Второй ПК в сети мы назвали клиентом, у него два жёстких диска: оба 500-Гбайт Western Digital Caviar 00AAJS-00YFA возрастом около полугода.

Сначала мы протестировали скорость системных жёстких дисков сервера и клиента, чтобы посмотреть, какую производительность мы можем от них ожидать. Мы использовали тест жёсткого диска в пакете SiSoftware Sandra 2009.

Наши мечты о достижении гигабитной скорости передачи файлов сразу же рассеялись. Оба из одиночных жёстких дисков достигли максимальной скорости чтения около 75 Мбайт/с в идеальных условиях. Поскольку данный тест проводится в реальных условиях, а накопители заполнены на 60%, то мы можем ожидать скорости чтения ближе к индексу 65 Мбайт/с, который мы получили у обоих жёстких дисков.

Но давайте посмотрим на производительность RAID 1 - самое хорошее у данного массива в том, что аппаратный RAID-контроллер может увеличивать производительность чтения, получая данные с обоих жёстких дисков одновременно, аналогично массивам RAID 0; но данный эффект получается (насколько мы знаем) только с аппаратными RAID-контроллерами, но не с программными решениями RAID. В наших тестах массив RAID обеспечил намного более высокую производительность чтения, чем один жёсткий диск, поэтому велики шансы того, что мы получим высокую скорость передачи файлов по сети с массива RAID 1. Массив RAID обеспечил впечатляющую пиковую пропускную способность 108 Мбайт/с, но в реальности производительность должна быть близка к индексу 88 Мбайт/с, поскольку массив заполнен на 55%.

Поэтому мы должны получить около 88 Мбайт/с по гигабитной сети, не так ли? Это не так близко к потолку гигабитной сети 125 Мбайт/с, но намного быстрое 100-Мбит/с сетей, у которых потолок составляет 12,5 Мбайт/с, так что получить 88 Мбайт/с на практике было бы совсем неплохо.

Но не всё так просто. То, что скорость чтения с жёстких дисков довольно высока, вовсе не означает, что они будут быстро записывать информацию в реальных условиях. Давайте проведём несколько тестов записи на диски до использования сети. Мы начнём с нашего сервера и скопируем 4,3-Гбайт образ со скоростного массива RAID на 320-Гбайт системный жёсткий диск и обратно. Затем мы скопируем файл с клиентского диска D: на его диск C:.

Как видим, копирование с быстрого массива RAID на диск C: дало среднюю скорость всего 41 Мбайт/с. А копирование с диска C: на массив RAID 1 привело к снижению до всего 25 Мбайт/с. Что происходит?

Именно так и случается в реальности: жёсткий диск C: выпущен чуть больше года назад, но он заполнен на 60%, вероятно, немного фрагментирован, так что по записи он рекордов не бьёт. Есть и другие факторы, а именно, насколько быстро работает система и память в целом. Массив RAID 1 составлен из относительного нового "железа", но из-за избыточности информацию нужно записывать на два жёстких диска одновременно, что снижает производительность. Хотя массив RAID 1 может дать высокую производительность чтения, скоростью записи придётся пожертвовать. Конечно, мы могли использовать массив RAID 0 с чередованием, который даёт высокую скорость записи и чтения, но если один жёсткий диск "умрёт", то вся информация будет испорчена. В целом, RAID 1 является более правильным вариантом, если для вас ценны данные, хранящиеся на NAS.

Впрочем, не всё потеряно. Новый 500-Гбайт накопитель Digital Caviar способен записывать наш файл со скоростью 70,3 Мбайт/с (средний результат по пяти тестовым прогонам), а также даёт максимальную скорость 73,2 Мбайт/с.

С учётом всего сказанного мы ожидали получить в реальных условиях максимальную скорость передачи по гигабитной сети 73 Мбайт/с с массива NAS RAID 1 на диск C: клиента. Мы также протестируем передачу файлов с клиентского диска C: на серверный диск C: чтобы узнать, можем ли мы реалистично ожидать 40 Мбайт/с в этом направлении.

Начнём с первого теста, в рамках которого мы отсылали файл с клиентского диска C: на диск C: сервера.

Как видим, результаты соответствуют нашим ожиданиям. Гигабитная сеть, способная в теории дать 125 Мбайт/с, отсылает данные с клиентского диска C: с максимально возможной скоростью, вероятно, в районе 65 Мбайт/с. Но, как мы показали выше, серверный диск C: может записывать только со скоростью около 40 Мбайт/с.

Теперь давайте скопируем файл со скоростного RAID-массива сервера на диск C: клиентского компьютера.

Всё оказалось так, как мы и предполагали. Из наших тестов мы знаем, что диск C: клиентского компьютера способен записывать данные со скоростью около 70 Мбайт/с, и производительность гигабитной сети оказалась очень близка к данной скорости.

К сожалению, полученные нами результаты и близко не подходят к теоретической максимальной пропускной способности 125 Мбайт/с. Можем ли мы протестировать предельную скорость работы сети? Конечно, но не в реалистичном сценарии. Мы попытаемся передать информацию по сети из памяти в память, чтобы обойти любые ограничения жёстких дисков по пропускной способности.

Для этого мы создадим 1-Гбайт RAM-диск на серверном и клиентском ПК, после чего передадим 1-Гбайт файл между этими дисками по сети. Поскольку даже медленная память DDR2 способна передавать данные со скоростью более 3000 Мбайт/с, то ограничивающим фактором окажется сетевая пропускная способность.

Мы получили максимальную скорость работы нашей гигабитной сети 111,4 Мбайт/с, что очень близко к теоретическому пределу 125 Мбайт/с. Прекрасный результат, жаловаться на него не приходится, поскольку реальная пропускная способность всё равно не будет достигать теоретического максимума из-за передачи дополнительной информации, ошибок, повторных передач и т.д.

Вывод будет следующим: сегодня производительность передачи информации по гигабитной сети упирается в жёсткие диски, то есть скорость передачи будет ограничена самым медленным винчестером, участвующем в процессе. Ответив на самый важный вопрос, мы можем переходить к тестам скорости в зависимости от конфигурации кабелей, чтобы наша статья была полной. Сможет ли оптимизация прокладки кабелей дать скорость сети, ещё более близкую к теоретическому пределу?

Поскольку производительность в наших тестах была близка к предполагаемой, мы вряд ли увидим какие-либо улучшения при изменении конфигурации кабелей. Но мы всё равно хотели провести тесты, чтобы приблизиться к теоретическому ограничению по скорости.

Мы провели четыре теста.

Тест 1: по умолчанию.

В данном тесте мы использовали два кабеля длиной около 8 метров, каждый из которых был подключён к компьютеру на одном конце и к гигабитному коммутатору на другом. Мы оставили кабели там, где их прокладывали, то есть по соседству с кабелями питания и розетками.

На этот раз мы использовали те же 8-м кабели, что и в первом тесте, но перенесли сетевой кабель как можно дальше от кабелей питания и удлинителей.

В данном тесте мы сняли один из 8-м кабелей и заменили его метровым кабелем Cat 5e.

В последнем тесте мы заменили 8-м кабели Cat 5e на 8-м кабели Cat 6.

В общем, наше тестирование разных конфигураций кабелей не показала серьёзной разницы, но выводы сделать можно.

Тест 2: снижаем помехи со стороны кабелей питания.

В небольших сетях, таких как наша домашняя сеть, тесты показывают, что вам можно не беспокоиться о прокладке кабелей LAN рядом с кабелями электропроводки, розетками и удлинителями. Конечно, наводки при этом будут выше, но серьёзного эффекта на скорость сети это не даст. Впрочем, с учётом всего сказанного, лучше избегать прокладки рядом с кабелями питания, да и следует помнить, что в вашей сети ситуация может оказаться иной.

Тест 3: уменьшаем длину кабелей.

Это не совсем корректный тест, но мы пытались обнаружить разницу. Следует помнить, что замена восьмиметрового кабеля на метровый может привести к влиянию на результат просто разных кабелей, чем разницы в расстоянии. В любом случае, в большинстве тестов мы не видим значимой разницы за исключением аномального подъёма пропускной способности во время копирования с клиентского диска C: на серверный C:.

Тест 4: заменяем кабели Cat 5e на Cat 6.

Опять же, мы не обнаружили существенной разницы. Поскольку длина кабелей составляет около 8 метров, большие по длине кабели могут дать большую разницу. Но если у вас длина не максимальная, то кабели Cat 5e будут вполне нормально работать в домашней гигабитной сети с расстоянием между двумя компьютерами 16 метров.

Интересно заметить, что манипуляции с кабелями не дали никакого эффекта на передачу данных между RAM-дисками компьютеров. Вполне очевидно, что какой-то другой компонент в сети ограничивал производительность магической цифрой 111 Мбайт/с. Впрочем, подобный результат всё равно приемлем.

Дают ли гигабитные сети гигабитную скорость? Как оказывается, почти дают.

Однако в реальных условиях скорость сети будет серьёзно ограничиваться жёсткими дисками. В синтетическом сценарии память-память наша гигабитная сеть дала производительность, очень близкую к теоретическому пределу 125 Мбайт/с. Обычные же скорости в сети с учётом производительности жёстких дисков будут ограничиваться уровнем от 20 до 85 Мбайт/с, в зависимости от используемых винчестеров.

Мы также протестировали влияние кабелей питания, длины кабеля и перехода с Cat 5e на Cat 6. В нашей небольшой домашней сети ни один из упомянутых факторов не влиял существенно на производительность, хотя мы хотим отметить, что в более крупной и более сложной сети с большими длинами эти факторы могут влиять намного сильнее.

В общем, если вы передаёте в домашней сети большое количество файлов, то мы рекомендуем устанавливать гигабитную сеть. Переход с сети на 100 Мбит/с даст приятный прирост производительности, по крайней мере, вы получите двукратное увеличение скорости передачи файлов.

Gigabit Ethernet в домашней сети может дать больший прирост производительности, если вы будете считывать файлы с быстрого хранилища NAS, где используется аппаратный массив RAID. В нашей тестовой сети мы передавали 4,3-Гбайт файл всего за одну минуту. По соединению на 100 Мбит/с тот же самый файл копировался около шести минут.

Гигабитные сети становятся всё более доступными. Теперь осталось только дождаться, когда скорости жёстких дисков поднимутся до такого же уровня. А пока что мы рекомендуем создавать массивы, способные обойти ограничения современных технологий HDD. Тогда вы сможете выжать больше производительности из гигабитной сети.

Если на рынке коммутаторов Ethernet и происходит что-то интересное, то это касается преимущественно (или исключительно) решений для центров обработки данных. Переход на более высокие скорости, изменения в архитектуре сети, программируемые сети и коммутаторы без ОС - все эти технологические и технические новшества оказываются востребованы прежде всего в ЦОДе, а до офисных сетей порой и вовсе не добираются. Тем не менее с появлением беспроводных точек доступа 802.11ac возникла необходимость в поддержке скоростей свыше 1 Гбит/с в обычных офисных сетях, а с ней - и потребность в новых, специфичных только для этой ниши скоростях 2,5 и 5 Гбит/с.

10G В ОФИСЕ: И ДАРОМ НЕ НАДО?

Если в облачных центрах обработки данных наряду с 10 Gibabit Ethernet главным драйвером роста спроса на коммутаторы становится потребность в поддержке 40 Gigabit Ethernet, то в корпоративных сетях по-прежнему основное количество подключений приходится на гигабитные соединения (см. рис. 1). Что говорить об обычных офисах, если даже в корпоративных ЦОДах, по данным Broadcom, доля гигабитных портов в серверах и коммутаторах в стойках (ToR) составляет 60%, несмотря на то что оборудование 10GbE доступно на рынке уже 10 лет. В чем же причина?

Если исходить из соотношения цена/производительность, то оборудование 10 Gigabit Ethernet окажется дешевле - условный 1 Гбит/с пропускной способности обойдется в меньшую сумму. Однако если уж в серверах большинство портов гигабитные, то для рабочих станций, а тем более для ПК, столь высокие скорости, как 10 Гбит/с, попросту не нужны. Для многих конечных точек вполне достаточно 100 Мбит/с, и тем не менее они оснащаются платами на 1 Гбит/с. В немалой степени массовому переходу на Gigabit Ethernet способствовал тот факт, что для поддержки таких скоростей не надо было менять уже проложенную проводку - а это не только весьма значительная статья расходов, но и определенные неудобства.

Коммутаторы с портами 10GBase-T для сегмента малых и средних предприятий имеются у целого ряда производителей. Так, например, Netgear предлагает соответствующее оборудование еще с 2013 года, но позиционирует его в первую очередь для подключения серверов и сетевых систем хранения (NAS), а не рабочих станций и персональных компьютеров. «В нашей продуктовой линейке уже сейчас много продуктов с поддержкой скорости передачи данных выше 1 Гбит/с, - отмечает Яков Юницкий, директор по операциям в компании «Тайле». - Их основное предназначение - создание решений для магистральных каналов Ethernet, подключения систем хранения данных и высокопроизводительных серверов».

Между тем именно поддержка той или иной технологии в конечных устройствах способна обеспечить массовость рынка. Однако пока таких задач, где оказались бы востребованы скорости 10 Гбит/с на уровне пользователя, не просматривается. «Предпосылками к массовому переходу офисных сетей на такие скорости должны прежде всего стать приложения с высокими требованиями к пропускной способности, - продолжает Яков Юницкий. - Несмотря на то что многие компании давно перешли на IP-телефонию, используют оборудование для видеоконференций и IP-видеонаблюдения, до потолка производительности сетей 1 Гбит/с, а местами и 100 Mбит/c, еще далеко».

Как показал наш небольшой опрос, проведенный среди производителей и поставщиков оборудования, в сегменте SMB массового спроса на решения 10GbE не наблюдается и, более того, не ожидается. «Маловероятно, что в ближайшие пару лет произойдет повсеместный перевод офисных сетей на скорости доступа выше 1 Гбит/с», - полагает Андрей Ковязин, начальник отдела сетевых решений в «Компании КОМПЛИТ». Однако наличие подобного оборудования в линейке таких производителей, как D-Link (см. рис. 2), Netgear, ZyXEL и др., свидетельствует о том, что спрос на него есть - во всяком случае потенциальная ниша достаточно широ-ка, чтобы привлечь внимание этих вендоров.

«Мы ожидаем, что в 2015–2016 годах рост продаж сетевого оборудования с оптическими и медными портами 10G офисному сегменту и предприятиям малого и среднего бизнеса будет многократным, в том числе за счет появления в продуктовой линейке новых бюджетных серий», - отмечает Денис Давыдов, руководитель отдела проектов D-Link. В компании уверены, что дальнейшее увеличение объемов информации приведет к проникновению технологий 10G в сети любых размеров, в том числе принадлежащие предприятиям SMB, где активно внедряются решения и системы хранения данных и виртуализации, а также облачные технологии.

Согласно оценке Broadcom, в ближайшие три года можно ожидать широкого внедрения серверов и коммутаторов с поддержкой 10GbE в корпоративных сетях, и в результате к 2018 году доля соответствующего оборудования увеличится с нынешних 35 до 63% (см. рис. 3).

10G МНОГО, 1G МАЛО

Дорогостоящие проводка, соединители и микросхемы ограничивают применение 10GbE приложениями с высокими требованиями к ресурсам - такими, например, как мощные виртуализированные серверы с множеством ВМ. Однако в офисных сетях есть задачи, где скорости 1 Гбит/с оказывается уже недостаточно, а 10 Гбит/с пока слишком много. Это подключение к проводной сети беспроводных точек доступа стандарта 802.11ас Wave 2.

Если собственные серверы виртуализации нужны далеко не каждому малому предприятию, к тому же соответствующие ресурсы можно взять из облака, то отсутствие беспроводного доступа для клиентов способно негативно повлиять на конкурентоспособность предприятия из сферы обслуживания, да и точка доступа должна физически находиться в офисе. Как показал опрос Bredin представителей малого бизнеса (число сотрудников от 1 до 10 человек), посетители предпочитают бесплатный Wi-Fi чаю и кофе с конфетами. В отчете отмечается, что если Wi-Fi плохого качества или отсутствует, то восприятие клиентом компании становится отрицательным. Для удовлетворения таких потребностей обычно вполне достаточно точки доступа 802.11n или даже более ранних стандартов, однако более крупным предприятиям и помещениям, где посетителей всегда много, возможностей 802.11n не всегда хватает. Кроме того, для поддержки следующего беспроводного стандарта IEEE 802.3ad в диапазоне 60 ГГц потребуется подключение со скоростью 5 Гбит/с (для TCP).

Появившиеся на рынке ТД 802.11ac Wave 2 пока поддерживают не более четырех пространственных потоков, поэтому для их подключения вполне достаточно двух линий по 1 Гбит/с. Так, например, точка доступа ZoneFlex R710 Wave 2 AP разработки Ruckus Wireless оснащена двумя гигабитными портами, то есть с переходом на более скоростные подключения можно повременить. Однако с появлением ТД, способных поддерживать восемь пространственных потоков, 2х1 Гбит/с может оказаться недостаточно. Для таких ТД потребуется либо подводить дополнительные кабели, либо переходить на 10GbE и, соответственно, на проводку Категории 6А. Чтобы этого избежать, IEEE спешно разрабатывает стандарты Ethernet на 2,5 и 5 Гбит/с. «Их преимущество проявляется в работе по широко распространенным существующим СКС Категорий 5e и 6 на скорости до 5 Гбит/с, что избавляет от необходимости полностью переделывать кабельную систему для беспроводного доступа нового поколения» - отмечает Андрей Ковязин.

Разработкой соответствующих технологий и оборудования занимаются два альянса: NBase-T и MGBase-T (см. подробнее статью автора «Замедление Ethernet» в февральском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2015 год). Потенциально наличие двух конкурирующих сторон могло затормозить принятие стандарта, как это случилось с 802.11n, на одобрение которого ушло семь лет. Однако, к счастью, на последнем заседании рабочей группы IEEE, собиравшейся в мае текущего года, удалось достигнуть общего согласия по базовой технологии для Ethernet на 2,5 и 5 Гбит/с. Как отметил Дэвид Чалупски, председатель рабочей группы IEEE P802.3bz, «достижение консенсуса позволило немедленно перейти к следующей фазе проекта - составлению чернового варианта спецификации».

Таким образом, было сэкономлено несколько месяцев. Однако работа над стандартом далека от завершения - его подготовка займет еще полтора-два года. К тому времени должно получить широкое распространение беспроводное оборудование 802.11ac Wave 2. Как предполагается, скорость 2,5 Гбит/с будет поддерживаться кабельной проводкой Категории 5е, а 5 Гбит/с - Категории 6. Между тем на рынке уже появляются коммутаторы с поддержкой мультигигабитных скоростей. В первом полугодии этого года соответствующие модули для своих коммутаторов выпустили HP и Cisco. Впрочем, та же Cisco свои точки доступа пока предпочитает оснащать не мультигигабитными портами, а двумя обычными Gigabit Ethernet (см. рис. 4).

Как надеются аналитики, появление новых скоростей Ethernet послужит толчком к модернизации офисных сетей. «Для кампусных коммутаторов настало время модернизации, - считают в Dell’Oro. - Доступность точек доступа 802.11ac Wave 2 корпоративного класса порождает спрос на коммутаторы нового типа». Многогигабитные коммутаторы стоят дороже, чем традиционные с портами 1 Гбит/с, однако они позволяют использовать уже проложенную проводку, что является существенным аргументом в их пользу. «Первые поставки портов 2.5/5.0 GbE стартовали в начале июня, - сообщает Крис Де Пьюи, вице-президент Dell’Oro Group по выпуску оборудования для корпоративного сегмента. - В третьем квартале, с появлением новых предложений, мы ожидаем значительного роста продаж. Уже сейчас можно говорить о формировании совершенно нового сегмента рынка Ethernet». По прогнозам Dell’Oro, уже за первый год будет продано свыше миллиона мультигигабитных портов.

КАКАЯ ПРОВОДКА НУЖНА?

Какой должна быть кабельная инфраструктура для поддержки беспроводного доступа? Требования к такой проводке изложены в TIA TSB-162, где рекомендуется инсталляция кабельной системы Категории 6А или многомодовой оптики с волокнами OM3 (см. подробнее статью Степана Большакова и Романа Китаева «Инфраструктурное обеспечение беспроводных решений нового поколения» в апрельском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2015 год). Однако эти рекомендации составлялись, когда 2,5- и 5-гигабитного Ethernet не было даже в проекте. Впрочем, для новых инсталляций они остаются справедливы и сейчас, позволяя не беспокоиться о необходимости модернизации долгие годы: те, кто 20 лет назад не поскупился на установку только что появившихся систем Категории 5е, могут по-прежнему пользоваться своей проводкой, если только не исчерпался ее физический ресурс. До морального же устаревания пока далеко, к тому же теперь такая проводка способна поддерживать не только гигабитные, но и 2,5-гигабитные скорости.

Ожидаемое появление стандарта на 2,5 и 5 Гбит/с дало долгожданное приложение для кабельных систем Категории 6: если раньше, по сути, единственным аргументом в пользу ее установки был запас по характеристикам, то теперь он наконец-то пригодился - таким приложением может стать 5GBase-T. «О возросших требованиях рынка к поддерживаемым скоростям и пропускной способности мы, как поставщик кабельных решений, можем судить на основании увеличенного спроса на компоненты и системы СКС различных категорий, - говорит Дарюш Заенц, директор представительства RiT Technologies в России. - Объемы продаж компонентов Категории 6 значительно увеличились по сравнению с продажами компонентов Категории 5е».

Ответить на вопрос о выборе проводки достаточно непросто. Усилия IEEE направлены на то, чтобы подключение высокоскоростных точек доступа осуществлялось на базе уже проложенной проводки. Однако до сих пор неясно, будет ли обеспечена поддержка 5 Гбит/с по Категории 5е (а на нее все еще приходится большинство инсталлированных кабельных систем - см. рис. 5). Судя по последней информации из IEEE, рабочая группа все же решила ограничиться 2,5 Гбит/с. Вместе с тем Cisco, например, заявляет о поддержке 5 Гбит/с по проводке Категории 5е на расстоянии до 100 м.

Скорости 2,5 Гбит/с в принципе достаточно для подключения уже появившихся на рынке продуктов 802.11ac Wave 2 с поддержкой до четырех пространственных потоков. Если же заказчик хочет в перспективе использовать точки доступа с поддержкой восьми пространственных потоков, то ему придется либо переходить на Категорию 6 (если у него установлена Категория 5е), либо надеяться на нестандартное оборудование (в случае отсутствия спецификаций на 5Base-T для Категории 5е). (Строго говоря, не исключается и третий вариант - объединение двух соединений по 2,5 Гбит/с, при условии поддержки этой возможности оборудованием.)

Пропускной способности 5 Гбит/с, то есть Категории 6 в худшем случае, будет вполне достаточно для любого оборудования 802.11ac. Теоретическая максимальная пропускная способность для этого стандарта составляет 6,9 Гбит/с, но речь идет о скорости передачи битов на физическом уровне. Пропускная же способность на MAC-уровне существенно меньше - 4,49 Гбит/с (см. таблицу). Эффективность проводного Ethernet намного лучше, чем беспроводного, - например, для 10GbE при передаче кадров размером 1518 она составляет приблизительно 94% (для пользовательских данных). Иначе говоря, беспроводной поток 6,9 Гбит/с поместится в проводной канал 5 Гбит/с.