Gigabit Ethernet på koppar billigast

(3-99-02) Nya standarden tillåter gigabitfart på vanliga fastighetsnät. Tillsammans med billiga kort ger tekniken flest bitar per krona.

Standarden för Gigabit Ethernet på partrådskabel 802.3ab (1000BaseT) fastställdes i somras.

Den nya standarden gör det möjligt att till låg kostnad ansluta servrar och krävande arbetsstationer till centrala växlar med två gigabit (full duplex, en gigabit i vardera riktningen).

I de flesta fall kan vanlig kategori 5 partrådskabel användas. Max längd är 100 meter, precis som för 100 Mbit/s. Observera dock att gigabitfart kräver avsevärt mer av kabeln så kontrollmätningar rekommenderas. Dessutom används alla fyra trådparen, till skillnad från »vanlig» Ethernet som bara utnyttjar två par. Vissa har av kostnadsskäl använt överflödiga par till exempelvis telefoni och då måste nätet byggas om innan gigabitutrustning kan anslutas.

Fiber kan såklart också användas. Tekniken är dock mycket beroende av fiberkvalitetet. Avstånden angivna i rutan på sidan 59 gäller för fiber med lägsta dämpning och högsta bandbredd. Singelmodfiber och 1000BaseLX är alltid att föredra framför multimod, men är avsevärt dyrare beroende på mer krävande kontaktdon och skarvning.

Den stora fördelen med Gigabit Ethernet jämfört med konkurrerande teknik som SDH och ATM är paketformatet, samma som för 10 och 100 Mbit Ethernet. Det gör det lätt att koppla ihop utrustning med olika mediahastighet eftersom växlar effektivt kan skicka paket oförändrade mellan olika portar.

Processorn storknar

Gigabit-tekniken passar också perfekt för att bygga kluster: Ett rack standarddatorer sammankopplade med Gigabit Ethernet ger superdatorprestanda till budgetpris.

Det finns få om ens någon Intelbaserad server som klarar av att dra full nytta av en Gigabit Ethernetkoppling. Anledningen är att TCP/IP är ett beräkningskrävande protokoll. Serverns processorer storknar helt enkelt. Uppskattningar finns på att det tar cirka 300 instruktioner per UDP IP-paket. TCP/IP-paket tar flera tusen instruktioner. Till det kommer all »nyttig» beräkning som en server ska utföra för exempelvis filhantering eller webbsidor.

Även om processorerna blir snabbare lär lösningen på sikt bli att flytta ut mer av TCP/IP-beräkningarna till själva nätverkskortet.

Nackdelen med Gigabit Ethernet är också paketformatet. Paketstorleken på 1,5 kbyte är för liten för dagens tillämpningar: Dels försvinner onödigt mycket bandbredd för paketadministration och dels belastas servrar och nätverksutrustning hårt. Det går åt ungefär lika mycket processortid för att ta hand om ett paket på 16 kbyte som ett på 1,5 kbyte.

Tillverkarna tillhandahåller ogärna opartiska prestandamätningar. Allmänt kan dock sägas att en modern Intelbaserad server med Windows NT har svårt att utnyttja mer än hälften av kapaciteten på en simplex gigabit-förbindelse eftersom processorn storknar av paketadministrationen.

Jobbet måste ligga på kortet

Att tänka på är också PCI-bussen begränsningar. Ett kort i duplexläge kan skyffla två gigabit data per sekund. Det är ungefär dubbelt så mycket som enklaste PCI-bussen klarar. Som tur är har de flesta moderna servrar och arbetsstationer den snabbare 64-bitars PCI-bussen.

Om flaskhalsen i nätverket är bandbredden mellan server och växel är det alltså inte säkert att det hjälper att stoppa in ett gigabit-kort i servern: Motsvarande prestanda kan fås med flera 100 megabit-kort.

Lösningen på lång sikt är att byta datorarkitektur. På kort sikt har flera tillverkare utlovat »intelligentare» nätverkskort där en stor del av pakethanteringen och TCP/IP sköts av en processor på själva kortet. Men tekniken kräver nära koppling mellan kort och nätverksoperativet för att bli effektiv, och några prestandamätningar finns inte tillgängliga i skrivande stund.

Installeras nya servrar är däremot Gigabit Ethernet att rekommendera: Nätverkskorten är hyfsat billiga och ger bandbredd att växa i. 9

Text : Ola Sigurdson