قرر ما إذا كانت شبكتك بحاجة إلى الترقية.

• إذا قمت أنت وأفراد عائلتك بتنزيل ملفات كبيرة بانتظام، أو بث الوسائط على الإنترنت، أو تنفيذ مهام أخرى تضع حملاً ثقيلًا على شبكتك، مثل خادم استضافة الملفات، أو ممارسة الألعاب عبر الإنترنت، فسيكون من دواعي سرورك الاستثمار في الترقية إلى جيجابت إيثرنت.
• تتطلب المؤسسات المتوسطة والكبيرة اتصال العديد من المستخدمين عبر الشبكة وزيادة إنتاجيتهم في نفس الوقت.
• قد لا يرى الأفراد الذين يستخدمون الإنترنت بمفردهم لمهام الشبكات غير كثيفة الموارد مثل البريد الإلكتروني أو المراسلة الفورية أو تصفح الويب فائدة ترقية الوصول إلى الشبكة إلى Gigabit Ethernet.

افحص منافذ الشبكة على أجهزتك.

• إذا قمت بشراء جهاز الكمبيوتر أو وحدة التحكم في الألعاب أو أي جهاز آخر يدعم الشبكة خلال العامين أو الثلاثة أعوام الماضية، فقد يكون به بالفعل منافذ شبكة Gigabit Ethernet جاهزة.
• على ويندوز: انقر على قائمة ابدأ، انقر على شريط البحث (أو انقر على "تشغيل..." وفقًا لإصدار Windows)، أدخل ncpa.cplواضغط على "أدخل". انقر بزر الماوس الأيمن على أيقونة محول الشبكة، ثم انقر بزر الماوس الأيسر على "الخصائص". في مربع الحوار الذي يفتح، انقر فوق الزر "تكوين...". في مربع الحوار الجديد، ابحث عن العنصر المطابق لـ "نوع الاتصال" أو "السرعة" وحدده. إذا رأيت "1.0 جيجابت في الثانية، دوبلكس كامل" أو شيء مشابه في القائمة المنسدلة، فهذا يعني أن جهاز الكمبيوتر الخاص بك جاهز لاتصال Gigabit Ethernet. إذا لم يكن الأمر كذلك، فقد تحتاج إلى تحديث أجهزتك كما هو موضح في الخطوة 6 أدناه.
• على أوبونتو 12.04: انقر بزر الماوس الأيمن على أيقونة الشبكات في اللوحة العلوية لسطح المكتب، ثم انقر بزر الماوس الأيسر على "معلومات الاتصال". في مربع الحوار الذي يظهر، انظر إلى قيمة "السرعة". تشير القيمة 1000 ميجابت/ثانية إلى جاهزية النظام لمعيار Gigabit Ethernet.
• بالنسبة للأجهزة الأخرى، قم بمراجعة تعليمات ومواصفات الجهاز. ابحث عن الكلمات الأساسية "gigabit" أو "1000 Mbit/s" في مواصفات محول الشبكة.

لا تنسى طابعات الشبكة.

• إذا كنت تستخدم طابعة شبكة بشكل متكرر، فقد ترغب في التحقق لمعرفة ما إذا كانت جاهزة لـ Gigabit Ethernet. تحقق من التعليمات، كما في الخطوة أعلاه.

تحقق من الكابلات الخاصة بك.

• انظر إلى الجديلة الموجودة على كبلات الشبكة الخاصة بك وانتبه إلى نوع الكبل المطبوع عليها. إذا تم تصنيفها على أنها "Cat5e"، فأنت جاهز. إذا لم يكن الأمر كذلك، يمكنك شراء كابلات جديدة، والتي عادة ما تكون غير مكلفة.
• في معظم الحالات، لا توفر كابلات Cat6 تحسينات كبيرة في الأداء مقارنةً بكابلات Cat5e. ومع ذلك، إذا كنت ترغب في تحسين شبكتك في المستقبل، فيمكنك استخدام كابلات Cat6.

تحقق من جهاز التوجيه / التبديل الخاص بك.

• حتى إذا تمت ترقية جميع أجزاء شبكتك إلى Gigabit Ethernet، ولا يزال جهاز التوجيه والمحول يعملان بـ FastEthernet، فسيصبحان عنق الزجاجة لشبكتك.
• بالنسبة للاستخدام المنزلي، يستخدم العديد من الأشخاص بالفعل مجموعة من جهاز التوجيه والمحول في جهاز واحد. جهاز توجيه/محول جيجابت المنزلي هو نفسه.

* بالنسبة للاستخدام المنزلي، يستخدم العديد من الأشخاص بالفعل مجموعة من جهاز التوجيه والمحول في جهاز واحد.جهاز توجيه/محول جيجابت المنزلي هو نفسه.

• تصف الخطوة 2 كيفية اختبار أجهزة الشبكة الخاصة بك للتأكد من توافقها مع معيار Gigabit Ethernet. إذا قررت أنه لا يوجد توافق، فلديك عدة خيارات.
• سيكون الخيار الاقتصادي هو شراء بطاقة شبكة جيجابت PCI. يتم وضع هذه البطاقة في الجزء الخلفي من جهاز الكمبيوتر الخاص بك مع بقية أجهزتك. ستكون عيوب هذا التكوين هي السرعات دون المستوى الأمثل، وستحتاج دائمًا إلى تذكر المنفذ المتصل ببطاقة شبكة جيجابت والمنفذ المتصل بـ FastEthernet القديم. لن يؤدي توصيل كابل Cat5e عن طريق الخطأ بمنفذ FastEthernet إلى توفير أي زيادة في الأداء.
• قد يكون الحل الأكثر تكلفة قليلاً ولكنه أكثر فعالية هو استبدال اللوحة الأم للكمبيوتر الخاص بك. تأكد من أن اللوحة الأم تحتوي على محول جيجابت مدمج. للحصول على أقصى سرعة، قم بشراء اللوحة الأم 64 بت، واثقًا من أن المعالج الخاص بك متوافق معها، أو ستتمكن من شراء واحدة. ستساعدك معظم متاجر الكمبيوتر الكبرى على اختيار المنتج المناسب وتثبيته لك لضمان توافق الأجهزة.

قم بتحديث برامج أجهزتك إلى الأحدث.

• الآن بعد أن قمت بترقية أجهزتك، أو حتى إذا لم تكن بحاجة إلى ترقيتها، فقد حان الوقت للتأكد من تحديث كافة البرامج وبرامج التشغيل لديك. وهذا ضروري لتحقيق أقصى قدر من السرعة والأداء والموثوقية. قد لا تكون التحديثات المضمنة في Windows Update كافية. قم بزيارة مواقع الويب الخاصة بالشركة المصنعة لجهازك وقم بتنزيل آخر التحديثات مباشرةً من المصادر.

تحسين تخزين الوسائط وذاكرة الوصول العشوائي.

• من الناحية المثالية، يمكن نقل الملفات بنفس سرعة نقل الوسائط، أي القرص الصلب الذي تم تخزينها عليه.
• تأكد من أن محرك (محركات) الأقراص الثابتة لديك يعمل بسرعة 7200 دورة في الدقيقة وفكر في RAID 1 لزيادة سرعات الوصول.
• قد يكون الحل البديل هو استخدام محرك أقراص الحالة الصلبة. إنه أكثر تكلفة من محرك الأقراص الثابتة العادي، لكنه يمكنه القراءة والكتابة على الفور تقريبًا، مما يزيل عنق الزجاجة في محركات الأقراص الثابتة التقليدية - سرعتها.
• ستؤدي زيادة حجم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في نظامك أيضًا إلى تحسين الأداء العام. يعد 8 جيجابايت حدًا أدنى جيدًا، ولكن قد لا تلاحظ تحسنًا كبيرًا يتجاوز 12 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي إلا إذا كنت تستخدم الكثير من المهام كثيفة الاستخدام للموارد مثل برامج العرض أو المحاكاة ثلاثية الأبعاد.

لقد تعلم العديد من الروس بالفعل متعة شبكة جيجابت إيثرنت، حيث يفضل المستخدمون المنزليون في الاتحاد الروسي بشكل متزايد الوصول إلى الإنترنت فائق السرعة.

– ليس لديك جيجابت إيثرنت حتى الآن؟ ثم نذهب إليك! سنخبرك بكيفية إنشاء شبكة منزلية بسرعات جيجابت بشكل صحيح، وأي جهاز توجيه تختاره، وما هي السرعة القصوى التي يمكن تحقيقها باستخدام المعدات المناسبة، وكم سيكلفك ذلك.

منذ بضع سنوات فقط، كانت تقنية Gigabit Ethernet تستخدم فقط من قبل مشغلي الاتصالات والشركات الكبيرة: في شبكات الشركات، والشبكات المحلية، لنقل حركة المرور عبر مسافات طويلة، وما إلى ذلك. المشتركون المنزليون لم يفكروا حتى في الحصول على مثل هذه السرعات. ولكن في الفترة 2012-2013، وبفضل التحسينات في البرامج والأجهزة، فضلاً عن الاستخدام الواسع النطاق لتقنيات الإنترنت، أصبحت سرعات الجيجابت أكثر سهولة وواقعية بالنسبة للمستخدمين الخاصين. اليوم، يتمتع كل سكان المدينة تقريبًا بفرصة بناء شبكة تدعم Gigabit Ethernet في المنزل.

سوف يتساءل الكثيرون: "لماذا يوجد إنترنت في المنزل بسرعة تبلغ حوالي 1 جيجابت/ثانية؟ هل الإنترنت ميجابت لا يكفي حقًا لتصفح مواقع الويب وتنزيل الأفلام والدردشة على الشبكات الاجتماعية؟

سنجيب بالتفصيل.

كيف يمكن للمستخدم المنزلي استخدام Gigabit Ethernet

يستخدم مستخدمو الإنترنت الروس، وكذلك مستهلكو الإنترنت المنزليون حول العالم، حركة المرور بنشاط كبير. يتزايد حجم حركة المرور المستهلكة في العالم كل شهر (ولا حتى سنة). قبل بضع سنوات كنا سعداء بمعدل 1 ميجابت/ثانية، وحتى قبل ذلك كنا مستعدين لتنزيل فيلم طوال الليل لمشاهدته لاحقًا. واليوم، يقوم عدد قليل من الأشخاص بتنزيل مقاطع الفيديو على الإطلاق، بينما يشاهدها معظمهم مباشرة عبر الإنترنت. بالإضافة إلى ذلك، يريد آلاف المستخدمين جودة HD وهم على استعداد لدفع ثمنها. ولمشاهدة وتنزيل مقاطع الفيديو بجودة عالية، تحتاج إلى إنترنت عالي السرعة وغير محدود.

وفي الآونة الأخيرة أيضًا، أصبح تلفزيون التورنت شائعًا، مما يسمح لك بمشاهدة التلفزيون عبر الإنترنت مجانًا تمامًا. بدأ بعض المستخدمين بالفعل في التخلي عن تلفزيون الكابل والقنوات الفضائية، ويستخدم البعض الآخر تلفزيون التورنت كخدمة جديدة مثيرة للاهتمام ويأملون في تعميمه بسرعة. ولكن على أي حال، يتطلب تلفزيون Torrent إنترنت سريع، وحتى غير محدود، وإلا فإن هذا المشروع سيكلف أكثر من الكابل العادي.

شريحة مهمة جدًا من مستهلكي الإنترنت واسع النطاق هم اللاعبون الذين يلعبون عبر الإنترنت. يوجد اليوم العديد من الألعاب عبر الإنترنت التي يقوم الشباب (وليس فقط) بترقية أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم والدفع مقابل إنترنت غير محدود بسرعات اتصال عالية. علاوة على ذلك، من المقرر إصدار لعبة Survarium الجديدة من مبدعي S.T.A.L.K.E.R في نهاية عام 2013. ستكون هذه لعبة على الإنترنت بحسابات مجانية. وبالنظر إلى عدد الروس الذين لعبوا لعبة S.T.A.L.K.E.R الأسطورية، يجب على مزودي خدمة الإنترنت الاستعداد لتدفق جديد من المشتركين المستعدين للدفع مقابل الوصول إلى الإنترنت بشكل أسرع وأكثر تكلفة. ويمكن للمستخدمين البدء في الاستعداد الآن - ويمكن أن تكون شبكة جيجابت إنترنت هي الخطوة الأولى في هذا الإعداد.

باختصار، يعد العثور على استخدام Gigabit Ethernet في شبكة منزلية أمرًا بسيطًا للغاية إذا كنت شخصًا متقدمًا في مجال تكنولوجيا المعلومات وتستخدم التقنيات الحديثة على أكمل وجه.

سرعة جيجابت إيثرنت الحقيقية - أين تكمن المشكلة؟

قد تبدو عبارة "Gigabit Internet" كبيرة، ولكن هل ستحصل حقًا على الحد الأدنى من السرعة وهو 1 جيجابت في الثانية؟ في الواقع، يتم تحقيق هذه السرعة فقط في الظروف المثالية؛ فمن المستحيل الحصول عليها في المنزل، حتى لو قمت بتثبيت جهاز يدعم Gigabit Ethernet، وقمت بتكوين كل شيء كما ينبغي، وطلب حزمة جيجابت من المزود الخاص بك. وبطبيعة الحال، سوف تحصل على سرعة أعلى بألف مرة من 1 ميجابت/ثانية، لأن نفس القيود تنطبق على إنترنت ميجابت. ولكن دعونا نحسب سرعة الوصول إلى الإنترنت لديك.

سنقوم بالحساب باستخدام الحساب العادي، وفقًا للمنهج "المعياري". بالإضافة إلى ذلك، للتبسيط، سنقوم بالتقريب لأعلى: 1 كيلوبت = 1000 بت، وليس 1024 بت. في هذه الحالة، 1 جيجابت يساوي 1000 ميغابت. ولكن على القرص الصلب، لا يتم تخزين المعلومات بالبت، بل بالبايت - وحدات أكبر. كما يعلم الجميع، 1 بايت = 8 بت. وللتسهيل، عادة ما يتم حساب حجم المعلومات وسرعة نقلها بوحدات مختلفة، وهذا غالبًا ما يربك المستخدم، مما يجعله يتوقع أكثر مما هو عليه في الواقع.

وبالتالي، فإن سرعة نقل الملفات الحقيقية ستكون أبطأ بمقدار 8 مرات مما يقوله مزود خدمة الإنترنت، حيث يقوم مزودو خدمة الإنترنت وبرامج اختبار السرعة بحساب البتات. تتحول 1 جيجابت في الثانية (1,000,000,000 بت في الثانية) إلى 125,000,000 بايت (مقسمة على 8). اتضح أن 1 جيجابت/ثانية = 125 ميجابايت/ثانية.

لكن المشكلة تكمن في أن المستخدم المنزلي، نظرًا لظروف مختلفة لا تعتمد عليه دائمًا، يتلقى في الواقع حوالي 30% فقط من السرعة المثالية البالغة 125 ميجابايت/ثانية. أي أننا حصلنا بالفعل على حوالي 37 ميجابايت/ثانية. هذا هو كل ما تبقى من 1 جيجابت/ثانية. ولكن إذا نظرنا إلى هذا الرقم بالمقارنة مع 1 ميجابت/ثانية، فسنظل نحصل على إنترنت أسرع بألف مرة.

معدات الشبكة المنزلية لشبكة جيجابت إيثرنت

من الممكن اليوم تهيئة الظروف لشبكة Gigabit Ethernet في المنزل. علاوة على ذلك، إذا كان لديك جهاز كمبيوتر حديث، فلن تحتاج إلى إعادة تجهيز كبيرة جدًا، ولن تكلف الكثير كما قد يبدو للوهلة الأولى. أهم شيء يجب عليك فعله هو التأكد من أن جميع أجهزتك الرئيسية تدعم Gigabit Ethernet. بعد كل شيء، إذا لم يتم تصميم واحدة منها على الأقل لهذه السرعات، فستحصل في النهاية على 100 ميجابت/ثانية كحد أقصى.

إذا كنت ترغب في تحقيق سرعات جيجابت، فستحتاج إلى المعدات التالية التي تدعم 1 جيجابت في الثانية:

• جهاز توجيه يدعم شبكة جيجابت إيثرنت؛
• بطاقة الشبكة (محول إيثرنت، محول الشبكة)؛
• تحكم الشبكة؛
• المحور/التبديل؛
• الأقراص الصلبة؛
• يجب أن يتم تصنيف الكابلات بـ 1 جيجابت في الثانية.

يعد كل جهاز من الأجهزة المدرجة رابطًا مهمًا في الشبكة، وتعتمد سرعة نقل البيانات النهائية على كل منها. لذلك دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل واحد منهم.

موزع انترنت. أنت بحاجة إلى جهاز توجيه جيجابت، أي. مع دعم جيجابت إيثرنت. تعد أجهزة التوجيه هذه أغلى قليلاً من أجهزة التوجيه ميجابت، لأنها مصممة للسرعات الأعلى. من حيث المبدأ، هناك عروض كافية في السوق تحت العلامات التجارية Asus وTP-LINK وD-Link وما إلى ذلك. لكن اعتمد اختيارك ليس فقط على قائمة الوظائف والخصائص والتصميم. تأكد من إلقاء نظرة على المنتديات (5 على الأقل) التي تحتوي على مراجعات من مستهلكين حقيقيين للتأكد من أن جهاز التوجيه سيعمل لفترة طويلة وبشكل موثوق.

بطاقة الشبكة المحلية. يمكن دمج هذا الجهاز في اللوحة الأم أو فصله. يجب أن يدعم محول الشبكة الخاص بشبكة جيجابت شبكة Gigabit Ethernet. إذا كان عمر جهاز الكمبيوتر الخاص بك أكثر من 2-3 سنوات، فمن المرجح أن تكون بطاقة الشبكة قديمة ولا تدعم هذه السرعات العالية. إذا قمت بشراء جهاز كمبيوتر مؤخرًا، فمن المحتمل أنك لن تضطر إلى ترقية محول الشبكة. ولكن على أية حال، تحقق من مواصفات بطاقة الشبكة الخاصة بك للتأكد من توافقها مع شبكة Gigabit Ethernet.

تحكم الشبكة. إذا كنت تقوم ببناء شبكة منزلية، فمن المهم أن يحتوي كل كمبيوتر على هذه الشبكة على وحدة تحكم جيجابت. وبخلاف ذلك، فإن أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على واحدة فقط هي التي ستحصل على سرعات كافية. مثل بطاقة الشبكة، يمكن فصل وحدة تحكم الشبكة أو دمجها في اللوحة الأم. عادةً ما تكون أجهزة الكمبيوتر الحديثة مجهزة بوحدات تحكم تدعم 1 جيجابت/ثانية بشكل افتراضي. لذلك من الممكن ألا تضطر إلى تعديل أي شيء لـ Gigabit Ethernet.

المحور/التبديل. يعد هذا أحد أغلى مكونات الشبكة المنزلية. غالبًا ما يكون موجودًا بالفعل في جهاز التوجيه. ولكن تحقق مما إذا كان يدعم سرعات جيجابت. مهم! يعد المحول أكثر كفاءة من المحور لأنه يقوم بتوجيه البيانات إلى منفذ واحد محدد فقط، بينما يقوم المحور بتوجيه البيانات إلى كل شيء مرة واحدة. باستخدام المحول، يمكنك توفير الموارد بشكل كبير دون إهدارها على المنافذ غير الضرورية.

الأقراص الصلبة. قد يبدو هذا غريبا للبعض، لكن القرص الصلب يؤثر بشكل خطير على سرعة الوصول إلى الإنترنت. الحقيقة هي أن القرص الصلب هو الذي يرسل البيانات إلى وحدة تحكم الشبكة، ومدى سرعة إرسال البيانات واستقبالها يعتمد على جودة اتصالها. من المستحسن أن تحتوي وحدة التحكم على واجهة PCI Express (PCIe) بدلاً من PCI. ويجب أن يحتوي القرص الصلب على موصل SATA، وليس موصل IDE، لأن الأخير يدعم سرعات منخفضة للغاية.

كابل الشبكة. وبطبيعة الحال، يعد الكابل جزءًا مهمًا من شبكة جيجابت المنزلية. يمكنك اختيار كبلات زوجية ملتوية من فئتي Cat 5 وCat 5e (تُستخدم لمد خطوط الهاتف والشبكات المحلية - فهي كافية لشبكة Gigabit Ethernet) أو ادفع مبلغًا إضافيًا قليلًا واحصل على كبل Cat 6 (مصمم خصيصًا لـ Gigabit Ethernet و إيثرنت سريع). يجب ألا يزيد طول الزوج الملتوي عن 100 متر، وإلا ستبدأ الإشارة في التلاشي ولا يمكن تحقيق سرعة الاتصال بالإنترنت المطلوبة. بالإضافة إلى ذلك، عند وضع الكابلات في الشقة، يرجى ملاحظة أنه ليس من المستحسن وضعها بجانب أسلاك إمداد الطاقة (اقرأ المزيد عن الأسباب).

والعامل الأخير المهم لتنظيم شبكة Gigabit Ethernet المنزلية هو البرنامج. يجب أن يكون نظام التشغيل الموجود على جهاز الكمبيوتر أحدث. إذا كان نظام التشغيل Windows، فلن يكون ذلك قبل نظام التشغيل Windows 2000 (وحتى ذلك الحين سيتعين عليك البحث في الإعدادات). تدعم إصدارات XP وVista وWindows 7 إنترنت جيجابت افتراضيًا، لذلك لن تكون هناك أية مشكلات. مع أنظمة التشغيل الأخرى، قد يكون من الضروري تكوين إضافي.

أفضل 5 أجهزة توجيه واي فاي منزلية،
دعم جيجابت إيثرنت، 2013

1. أسوس RT-N66U– نموذج ممتاز وقوي وموثوق. يعمل في وقت واحد في نطاقين تردد - 2.4 و5 جيجا هرتز. نحن سعداء بالسرعة العالية لنقل البيانات – 900 ميجابت/ثانية. مثالي لبناء شبكة جيجابت إيثرنت منزلية. لكنك تحتاج إلى إعادة تحميل ملفاته لتحسين الأداء والتخلص من عدد من المشكلات التي تنشأ مع البرامج الثابتة الأصلية. ومع ذلك، تتطلب معظم أجهزة التوجيه الوميض فورًا أو بعد وقت قصير من الشراء. التكلفة حوالي 4.5-5 ألف روبل.

2. دي لينك DIR-825 - ليس خيارا سيئا. هذا جهاز توجيه ثنائي النطاق، "محشو" تمامًا. ترددات التشغيل: 2.4 و5 جيجا هرتز؛ الاستخدام المتزامن لكليهما ممكن. يتمتع هذا الموجه بأفضل نسبة السعر إلى الجودة في السوق. من بين المزايا قناة توزيع Wi-Fi واسعة (يمكن أن تستوعب ما يصل إلى 50 مشتركًا). من وجهة نظر المستخدمين، فإن العيب الأكثر وضوحًا هو شاشة LED الساطعة للجهاز، ولكن هذه مسألة ذوق وليس جودة الجهاز. أما بالنسبة للبرامج الثابتة، فيمكنك ترك النسخة الأصلية، ولكن لتحسين الأداء، يوصى بإعادة تحميلها. سعر جهاز التوجيه: حوالي 3 آلاف روبل.

3. تي بي لينك TL-WDR4300 - جهاز توجيه سريع جدًا، مثالي للشبكات المنزلية. تدعي الشركة المصنعة أن الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات يبلغ 750 ميجابت / ثانية. إحدى المزايا المهمة لهذا النموذج مقارنة بالعديد من النماذج الأخرى هي القدرة على استخدام نطاقي تردد في وقت واحد: 2.4 و5 جيجا هرتز. بفضل هذا، يمكن للمستخدمين الاتصال بالإنترنت في نفس الوقت من الهواتف والهواتف الذكية ومن الكمبيوتر المحمول أو الكمبيوتر الشخصي أو الجهاز اللوحي. ميزة أخرى لهذا النموذج هي أنه يأتي مع هوائيات قوية إلى حد ما تسمح لك بتوزيع الإنترنت عبر شبكة Wi-Fi على مسافة تزيد عن 200 متر. ولكن لكي يعمل كل هذا بشكل طبيعي، من الأفضل تغيير البرامج الثابتة من المصنع. بفضل عدد من التلاعبات مع البرنامج، سيعمل الجهاز بشكل أفضل بكثير. سعر الموديل: حوالي 3 آلاف روبل.

4. زيكسيل كينيتيك جيجا هو جهاز توجيه جيد مع العديد من الميزات المفيدة. عيبه الرئيسي هو أن جهاز التوجيه يعمل فقط في نطاق تردد واحد – 2.4 جيجا هرتز. ولكن في الوقت نفسه، تكون السرعة كافية لمشاهدة تلفزيون IP، واستخدام شبكات التورنت (يوجد عميل تورنت مدمج) وغيرها من الخدمات "الشره". تم تجهيز Zyxel Keenetic Giga بهوائيات قوية تسمح لك بإنشاء شبكات Wi-Fi (بالمناسبة، يدعم الجهاز جميع معايير Wi-Fi) بنطاق واسع. من السهل جدًا إعداد جهاز التوجيه، ولكن يجب تغيير البرامج الثابتة، كما هو الحال مع معظم أجهزة التوجيه. ميزة أخرى هي أن الجهاز غير مكلف نسبيًا - من 3 إلى 4 آلاف روبل.

5. تي بي لينك TL-WR1043ND – جهاز توجيه جيجابت قوي ورخيص إلى حد ما. صحيح أن لها عدة عيوب. أولا، إنه يعمل فقط في نطاق 2.4 جيجا هرتز، وهو أمر غير مريح للغاية. ثانيًا، إنه أكثر ملاءمة للمستخدمين ذوي الخبرة، نظرًا لأن البرامج الثابتة الأصلية، كما هو الحال في كثير من الحالات، ليست جيدة جدًا، وقد يكون وميض هذا النموذج أمرًا صعبًا. ولكن كل هذا يتم تعويضه بموثوقية وقوة جهاز التوجيه هذا. الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات هو 300 ميجابت/ثانية. الجهاز يكسب أمواله، حيث أن سعر النموذج هو 2 ألف روبل فقط.

لم أكن في عجلة من أمري لترقية شبكتي المنزلية من 100 ميجابت في الثانية إلى 1 جيجابت في الثانية، وهو أمر غريب جدًا بالنسبة لي نظرًا لأنني أقوم بنقل الكثير من الملفات عبر الشبكة. ومع ذلك، عندما أنفق المال على جهاز كمبيوتر أو ترقية البنية التحتية، أعتقد أنني يجب أن أحصل على تعزيز فوري للأداء في التطبيقات والألعاب التي أقوم بتشغيلها. يحب العديد من المستخدمين الاستمتاع ببطاقة فيديو جديدة ومعالج مركزي وبعض الأدوات الذكية. ومع ذلك، لسبب ما، فإن معدات الشبكات لا تجتذب مثل هذا الحماس. في الواقع، من الصعب استثمار الأموال التي تكسبها في البنية التحتية للشبكة بدلاً من هدية عيد ميلاد تكنولوجية أخرى.

ومع ذلك، فإن متطلبات عرض النطاق الترددي الخاصة بي مرتفعة جدًا، وفي وقت ما أدركت أن البنية التحتية بسرعة 100 ميجابت/ثانية لم تعد كافية. تحتوي جميع أجهزة الكمبيوتر المنزلية الخاصة بي بالفعل على محولات مدمجة بسرعة 1 جيجابت في الثانية (على اللوحات الأم الخاصة بها)، لذلك قررت أن آخذ قائمة الأسعار الخاصة بأقرب شركة كمبيوتر وأرى ما سأحتاج إليه لتحويل البنية التحتية لشبكتي بالكامل إلى 1 جيجابت في الثانية.

لا، شبكة جيجابت المنزلية ليست معقدة على الإطلاق.

لقد اشتريت وتركيب جميع المعدات. أتذكر أن الأمر كان يستغرق حوالي دقيقة ونصف لنسخ ملف كبير عبر شبكة بسرعة 100 ميجابت في الثانية. وبعد الترقية إلى 1 جيجابت/ثانية، بدأ نسخ الملف نفسه خلال 40 ثانية. كانت الزيادة في الأداء أمرًا ممتعًا، لكنني لم أحصل على التحسن الذي يمكن توقعه بمقدار عشرة أضعاف من مقارنة إنتاجية 100 ميجابت في الثانية و1 جيجابت في الثانية للشبكات القديمة والجديدة.

ماهو السبب؟

بالنسبة لشبكة جيجابت، يجب أن تدعم جميع الأجزاء سرعة 1 جيجابت في الثانية. على سبيل المثال، إذا كان لديك بطاقات شبكة Gigabit والكابلات المرتبطة بها مثبتة، ولكن الموزع/المحول يدعم فقط 100 ميجابت في الثانية، فستعمل الشبكة بأكملها بسرعة 100 ميجابت في الثانية.

الشرط الأول هو وحدة تحكم الشبكة. من الأفضل أن يكون كل كمبيوتر على الشبكة مزودًا بمحول شبكة جيجابت (منفصل أو مدمج على اللوحة الأم). يعد هذا المطلب هو الأسهل من حيث تلبية الطلب، نظرًا لأن معظم الشركات المصنعة للوحات الأم قامت بدمج وحدات تحكم شبكة جيجابت على مدار العامين الماضيين.

الشرط الثاني هو أن بطاقة الشبكة يجب أن تدعم أيضًا 1 جيجابت/ثانية. هناك فكرة خاطئة مفادها أن شبكات جيجابت تتطلب كابل Cat 5e، ولكن في الواقع حتى كابل Cat 5 القديم يدعم 1 جيجابت في الثانية. ومع ذلك، تتميز كابلات Cat 5e بخصائص أفضل، لذا ستكون الحل الأمثل لشبكات جيجابت، خاصة إذا كانت الكابلات ذات طول مناسب. ومع ذلك، لا تزال كابلات Cat 5e هي الأرخص اليوم، نظرًا لأن معيار Cat 5 القديم أصبح قديمًا بالفعل. توفر كابلات Cat 6 الأحدث والأكثر تكلفة أداءً أفضل لشبكات جيجابت. سنقوم بمقارنة أداء كابلات Cat 5e وCat 6 لاحقًا في مقالتنا.

المكون الثالث وربما الأكثر تكلفة في شبكة جيجابت هو المحور/المحول بسرعة 1 جيجابت في الثانية. بالطبع، من الأفضل استخدام محول (ربما مقترنًا بجهاز توجيه)، نظرًا لأن المحور أو المحور ليس الجهاز الأكثر ذكاءً، فهو ببساطة يبث جميع بيانات الشبكة على جميع المنافذ المتاحة، مما يؤدي إلى عدد كبير من الاصطدامات والبطء انخفاض أداء الشبكة. إذا كنت بحاجة إلى أداء عالي، فلا يمكنك الاستغناء عن مفتاح جيجابت، لأنه يعيد توجيه بيانات الشبكة فقط إلى المنفذ المطلوب، مما يزيد بشكل فعال من سرعة الشبكة مقارنة بالمحور. يحتوي جهاز التوجيه عادةً على محول مدمج (مع منافذ LAN متعددة) ويسمح لك أيضًا بتوصيل شبكتك المنزلية بالإنترنت. يدرك معظم المستخدمين المنزليين فوائد جهاز التوجيه، لذا يعد جهاز توجيه جيجابت خيارًا جذابًا للغاية.

محتوى

قبل أن يجف الحليب، كما يقولون، على شفاه معيار Ethernet السريع المولود حديثًا، بدأت لجنة 802 العمل على إصدار جديد (1995). وقد أطلق عليها على الفور تقريبًا اسم شبكة جيجابت إيثرنت، وفي عام 1998 تمت المصادقة على المعيار الجديد من قبل IEEE تحت الاسم الرسمي 802.3z. وهكذا، أكد المطورون أن هذا هو أحدث تطور في خط 802.3 (ما لم يأت شخص ما على وجه السرعة باسم للمعايير، على سبيل المثال، 802.3s. في وقت واحد، اقترح برنارد شو توسيع الأبجدية الإنجليزية وإدراجها فيها، في على وجه الخصوص، حرف "s"، لكنه لم يكن مقنعا.).

كانت المتطلبات الأساسية لإنشاء 802.3z هي نفسها التي كانت مطلوبة لإنشاء 802.3u - وهي زيادة السرعة بمقدار 10 مرات مع الحفاظ على التوافق مع الإصدارات السابقة مع شبكات Ethernet الأقدم. على وجه الخصوص، كان من المفترض أن توفر Gigabit Ethernet خدمة مخططات بيانات خالية من الإقرار لكل من عمليات الإرسال أحادية الاتجاه والبث المتعدد. في الوقت نفسه، كان من الضروري الحفاظ على نظام العنونة 48 بت وتنسيق الإطار دون تغيير، بما في ذلك الحدود الدنيا والعليا لحجمه. المعيار الجديد يلبي جميع هذه المتطلبات.

تم بناء شبكات Gigabit Ethernet على مبدأ نقطة إلى نقطة؛ فهي لا تستخدم قناة أحادية، كما هو الحال في شبكة Ethernet الأصلية بسرعة 10 ميجابت، والتي تسمى الآن شبكة Ethernet الكلاسيكية. تتكون أبسط شبكة جيجابت، الموضحة في الشكل أ، من جهازي كمبيوتر متصلين ببعضهما البعض بشكل مباشر. ومع ذلك، في حالة أكثر عمومية، يوجد محول أو لوحة وصل تتصل بها العديد من أجهزة الكمبيوتر؛ ومن الممكن أيضًا تثبيت محولات أو لوحات وصل إضافية (المخطط "ب"). ولكن على أي حال، يتم دائمًا توصيل جهازين بكابل Gigabit Ethernet واحد، لا أكثر ولا أقل.

يمكن أن تعمل Gigabit Ethernet في وضعين: مزدوج كامل ونصف مزدوج. يعتبر "عادي" ازدواجًا كاملاً، ويمكن أن تتدفق حركة المرور في وقت واحد في كلا الاتجاهين. يتم استخدام هذا الوضع عندما يكون هناك مفتاح مركزي متصل بأجهزة الكمبيوتر الطرفية أو المحولات. في هذا التكوين، يتم تخزين الإشارات الموجودة على جميع الخطوط مؤقتًا، بحيث يمكن للمشتركين إرسال البيانات وقتما يريدون. المرسل لا يستمع للقناة لأنه ليس لديه من ينافسه. على الخط بين الكمبيوتر والمحول، يكون الكمبيوتر هو المرسل المحتمل الوحيد؛ سيتم النقل بنجاح حتى لو كان هناك في نفس الوقت نقل من جانب التبديل (الخط مزدوج الاتجاه بالكامل). نظرًا لعدم وجود منافسة في هذه الحالة، لا يتم استخدام بروتوكول CSMA/CD، لذلك يتم تحديد الحد الأقصى لطول الكابل فقط من خلال قوة الإشارة، ولا تظهر هنا مشكلات وقت انتشار انفجار الضوضاء. يمكن أن تعمل المفاتيح بسرعات مختلطة؛ علاوة على ذلك، فإنها تقوم تلقائيًا بتحديد السرعة المثالية. يتم دعم التوصيل والتشغيل بنفس الطريقة كما هو الحال في Fast Ethernet.

يتم استخدام عملية الإرسال أحادي الاتجاه عندما لا تكون أجهزة الكمبيوتر متصلة بمحول، بل بلوحة وصل. لا يقوم المحور بتخزين الإطارات الواردة. وبدلاً من ذلك، يقوم بتوصيل جميع الخطوط كهربائيًا، لمحاكاة ارتباط أحادي بشبكة إيثرنت عادية. في هذا الوضع، تكون الاصطدامات ممكنة، لذلك يتم استخدام CSMA/CD. نظرًا لأنه يمكن إرسال الحد الأدنى لحجم الإطار (أي 64 بايت) أسرع 100 مرة من شبكة Ethernet الكلاسيكية، فيجب تقليل الحد الأقصى لطول المقطع بعامل 100 وفقًا لذلك. تبلغ مساحتها 25 مترًا - عند هذه المسافة بين المحطات يتم ضمان وصول انفجار الضوضاء إلى المرسل قبل نهاية إرساله. إذا كان طول الكابل 2500 متر، فسيكون لدى مرسل إطار 64 بايت بسرعة 1 جيجابت/ثانية الوقت الكافي لفعل الكثير حتى عندما يكون إطاره قد قطع عُشر الطريق فقط في اتجاه واحد، ناهيك عن الحقيقة أن الإشارة يجب أن تعود أيضًا.

لاحظت لجنة تطوير معايير 802.3z بحق أن 25 مترًا هو طول قصير غير مقبول، وقدمت ميزتين جديدتين أتاحتا توسيع نصف قطر القطاعات. الأول يسمى امتداد الوسائط. يتكون هذا الامتداد ببساطة من حقيقة أن الجهاز يقوم بإدخال حقل الحشو الخاص به، مما يؤدي إلى تمديد الإطار العادي إلى 512 بايت. وبما أن هذا الحقل يضيفه المرسل ويزيله المتلقي، فإن البرنامج لا يهتم به. وبطبيعة الحال، فإن إنفاق 512 بايت لنقل 46 بايت يعد إهدارًا بعض الشيء من حيث كفاءة عرض النطاق الترددي. كفاءة هذا الإرسال هي 9٪ فقط.

الخاصية الثانية التي تسمح لك بزيادة طول المقطع المسموح به هي إرسال إطار الحزمة. وهذا يعني أن المرسل لا يمكنه إرسال إطار واحد، بل حزمة تجمع بين العديد من الإطارات في وقت واحد. إذا كان الطول الإجمالي للحزمة أقل من 512 بايت، كما في الحالة السابقة، يتم إجراء تعبئة الأجهزة بالبيانات الوهمية. إذا كان هناك ما يكفي من الإطارات في انتظار الإرسال لملء مثل هذه الحزمة الكبيرة، فهذا يعني أن النظام فعال للغاية. وهذا المخطط بالطبع أفضل من التوسع الإعلامي. جعلت هذه الأساليب من الممكن زيادة الحد الأقصى لطول المقطع إلى 200 متر، وهو أمر ربما يكون مقبولًا تمامًا للمؤسسات.

من الصعب تخيل مؤسسة تقضي الكثير من الجهد والمال في تركيب البطاقات لشبكة جيجابت إيثرنت عالية الأداء، ثم توصيل أجهزة الكمبيوتر بمحاور تحاكي عمل شبكة إيثرنت الكلاسيكية بكل تصادماتها ومشاكلها الأخرى. تعد لوحات الوصل، بالطبع، أرخص من المحولات، لكن بطاقات واجهة Gigabit Ethernet لا تزال باهظة الثمن نسبيًا، لذا لا يستحق توفير المال عند شراء لوحة وصل بدلاً من المحول. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقلل بشكل حاد من الأداء، ويصبح من غير الواضح تماما سبب الحاجة إلى إنفاق الأموال على لوحات جيجابت. ومع ذلك، يعد التوافق مع الإصدارات السابقة أمرًا مقدسًا في صناعة الكمبيوتر، لذا، بغض النظر عن الأمر، يوفر 802.3z مثل هذه الميزة.

تدعم Gigabit Ethernet كلا من كابلات النحاس والألياف الضوئية. التشغيل بسرعة 1 جيجابت في الثانية يعني أن مصدر الضوء يجب أن يتم تشغيله وإيقاف تشغيله مرة واحدة تقريبًا كل نانو ثانية. مصابيح LED ببساطة لا يمكنها العمل بهذه السرعة، ولهذا السبب هناك حاجة إلى الليزر. يوفر المعيار طولين موجيين تشغيليين: 0.85 ميكرومتر (موجات قصيرة) و1.3 ميكرومتر (موجات طويلة). تعد أجهزة الليزر التي تبلغ طاقتها 0.85 ميكرون أرخص، ولكنها لا تعمل مع الكابلات أحادية الوضع.

كابلات جيجابت إيثرنت
اسم	يكتب	طول المقطع	مزايا
1000بيس-SX	الألياف البصرية	550 م	ألياف متعددة الأوضاع (50، 62.5 ميكرومتر)
1000Base-LX	الألياف البصرية	5000 م	ألياف أحادية الوضع (10 ميكرومتر) أو ألياف متعددة الأوضاع (50، 62.5 ميكرومتر)
1000Base-CX	2 أزواج ملتوية محمية	25 م	زوج الملتوية محمية
1000Base-T	4 أزواج ملتوية غير محمية	100 م	الفئة القياسية 5 زوج ملتوي

رسميًا، يُسمح بثلاثة أقطار من الألياف: 10 و50 و62.5 ميكرون. الأول مخصص للإرسال أحادي الوضع، والآخران مخصصان للإرسال متعدد الأوضاع. لا يُسمح بجميع المجموعات الست، ويعتمد الحد الأقصى لطول المقطع على المجموعة المحددة. الأرقام الواردة في الجدول هي أفضل حالة. على وجه الخصوص، لا يمكن استخدام الكابل الذي يبلغ طوله خمسة كيلومترات إلا مع ليزر مصمم لطول موجي يبلغ 1.3 ميكرون ويعمل مع ألياف أحادية الوضع بطول 10 ميكرومتر. يبدو أن هذا الخيار هو الأفضل للطرق السريعة في مختلف أنواع الحرم الجامعي والمناطق الصناعية. ومن المتوقع أن يكون الأكثر شعبية على الرغم من كونه أغلى.

يستخدم 1000Base-CX كبلًا نحاسيًا قصيرًا محميًا. المشكلة هي أنه يتم الضغط عليها من قبل المنافسين من الأعلى (1000Base-LX) ومن الأسفل (1000Base-T). ونتيجة لذلك، فمن المشكوك فيه أن تحظى بقبول شعبي واسع النطاق.

أخيرًا، خيار الكابل الآخر هو حزمة من أربعة أزواج ملتوية غير محمية. نظرًا لوجود مثل هذه الأسلاك في كل مكان تقريبًا، يبدو أن هذا سيكون شبكة جيجابت إيثرنت الأكثر شيوعًا.

يستخدم المعيار الجديد قواعد جديدة لتشفير الإشارات المنقولة عبر الألياف الضوئية. سيتطلب كود مانشستر بمعدل بيانات قدره 1 جيجابت/ثانية معدل إشارة قدره 2 جيجاود. إنها معقدة للغاية وتستهلك الكثير من النطاق الترددي. بدلاً من ترميز مانشستر، يتم استخدام مخطط يسمى 8V/10V. كما يمكنك التخمين من الاسم، يتم تشفير كل بايت، يتكون من 8 بتات، للإرسال عبر الألياف بعشر بتات. نظرًا لوجود 1024 كلمة تشفير محتملة لكل بايت وارد، فإن هذه الطريقة تتيح بعض الحرية في اختيار كلمات التشفير. وتؤخذ في الاعتبار القواعد التالية:

لا ينبغي أن تحتوي أي كلمة مشفرة على أكثر من أربع بتات متطابقة على التوالي؛

لا ينبغي أن تحتوي أي كلمة رمزية على أكثر من ستة أصفار أو ستة آحاد.

لماذا بالضبط هذه القواعد؟

أولاً، توفر تغييرات كافية في الحالة في تدفق البيانات لإبقاء جهاز الاستقبال متزامنًا مع جهاز الإرسال.

ثانيًا، يحاولون مساواة عدد الأصفار والواحدات تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي العديد من وحدات البايت الواردة على كلمتين مشفرة محتملتين مرتبطتين بهما. عندما يكون لدى برنامج التشفير خيار لكلمات التشفير، فمن المرجح أن يختار كلمة تساوي عدد الأصفار والآحاد.

يُعطى العدد المتوازن من الأصفار والواحدات هذه الأهمية لأنه من الضروري إبقاء مكون التيار المستمر للإشارة منخفضًا قدر الإمكان. بعد ذلك سيكون قادرًا على المرور عبر المحولات دون تغييرات. الأشخاص المشاركون في علوم الكمبيوتر ليسوا سعداء بحقيقة أن أجهزة المحول تملي قواعد معينة لتشفير الإشارات، ولكن الحياة هي الحياة.

تستخدم Gigabit Ethernet، المبنية على 1000Base-T، نظام تشفير مختلف، حيث أنه من الصعب تغيير حالة الإشارة خلال 1 نانوثانية للكابل النحاسي. يستخدم 4 أزواج ملتوية من الفئة 5، مما يجعل من الممكن إرسال 4 أحرف بالتوازي. يتم ترميز كل حرف في أحد مستويات الجهد الخمسة. وبالتالي، يمكن أن تعني إشارة واحدة 00 أو 01.10 أو 11. وهناك أيضًا قيمة جهد خدمة خاصة. هناك 2 بت من البيانات لكل زوج ملتوي، لذلك في فترة زمنية واحدة ينقل النظام 8 بتات عبر 4 أزواج ملتوية. تردد الساعة هو 125 ميجا هرتز، مما يسمح بالتشغيل بسرعة 1 جيجابت/ثانية. تمت إضافة مستوى جهد خامس لأغراض خاصة - التأطير والتحكم.

1 جيجابت في الثانية كثير جدًا. على سبيل المثال، إذا كان جهاز الاستقبال مشتتًا بشيء ما لمدة 1 مللي ثانية ونسي أو لم يكن لديه الوقت لتحرير المخزن المؤقت، فهذا يعني أنه سوف "ينام" لحوالي 1953 إطارًا. قد يكون هناك موقف آخر: يقوم أحد أجهزة الكمبيوتر بإخراج البيانات عبر شبكة جيجابت، ويستقبلها الآخر عبر إيثرنت الكلاسيكي. من المحتمل أن يطغى الأول بسرعة على الثاني بالبيانات. بادئ ذي بدء، سوف تصبح الحافظة ممتلئة. وبناءً على ذلك، تم اتخاذ القرار بإدخال التحكم في التدفق في النظام (كان هذا هو الحال أيضًا مع شبكة Ethernet السريعة، على الرغم من اختلاف هذه الأنظمة تمامًا).

لتنفيذ التحكم في التدفق، يرسل أحد الطرفين إطار خدمة يشير إلى أن الطرف الآخر بحاجة إلى التوقف مؤقتًا لفترة من الوقت. إطارات الخدمة هي، في الواقع، إطارات إيثرنت عادية، ونوعها مكتوب 0x8808. أول بايتين من حقل البيانات عبارة عن بايتات أوامر، وتحتوي البايتات اللاحقة، إذا لزم الأمر، على معلمات الأمر. للتحكم في التدفق، يتم استخدام إطارات من النوع PAUSE، ويتم تحديد مدة الإيقاف المؤقت كمعلمة بوحدات الحد الأدنى لوقت إرسال الإطار. بالنسبة لشبكة Gigabit Ethernet، تبلغ سرعة هذه الوحدة 512 ns، ويمكن أن تستمر فترات التوقف المؤقت لمدة تصل إلى 33.6 مللي ثانية.

تم توحيد شبكة Gigabit Ethernet وشعرت لجنة 802 بالملل. ثم دعاه IEEE لبدء العمل على شبكة 10 جيجابت إيثرنت. بدأت المحاولات الطويلة للعثور على بعض الحروف بعد z في الأبجدية الإنجليزية. وعندما أصبح من الواضح أن مثل هذا الحرف غير موجود في الطبيعة، تقرر التخلي عن النهج القديم والانتقال إلى الفهارس المكونة من حرفين. هكذا ظهر معيار 802.3ae في عام 2002. ومن الواضح أن ظهور شبكة 100-Gigabit Ethernet أصبح قاب قوسين أو أدنى.

أصبح العالم الحديث يعتمد بشكل متزايد على أحجام وتدفقات المعلومات المتدفقة في اتجاهات مختلفة عبر الأسلاك وبدونها. لقد بدأ كل شيء منذ زمن طويل وبوسائل أكثر بدائية من إنجازات العالم الرقمي اليوم. لكننا لا ننوي وصف جميع الأنواع والأساليب التي ينقل بها شخص ما المعلومات الضرورية إلى وعي شخص آخر. في هذه المقالة أود أن أقدم للقارئ قصة حول معيار نقل المعلومات الرقمية الذي تم إنشاؤه مؤخرًا والذي تم تطويره بنجاح والذي يسمى Ethernet.

حدثت ولادة فكرة وتقنية الإيثرنت داخل أسوار شركة Xerox PARC، جنبًا إلى جنب مع التطورات الأولى الأخرى في نفس الاتجاه. التاريخ الرسمي لاختراع إيثرنت كان 22 مايو 1973، عندما كتب روبرت ميتكالف مذكرة إلى رئيس PARC حول إمكانات تقنية إيثرنت. ومع ذلك، تم تسجيل براءة اختراعه بعد بضع سنوات فقط.

في عام 1979، ترك ميتكالف شركة زيروكس وأسس شركة 3Com، التي كانت مهمتها الرئيسية هي الترويج لأجهزة الكمبيوتر والشبكات المحلية (LAN). وبدعم من شركات بارزة مثل DEC وIntel وXerox، تم تطوير معيار Ethernet (DIX). بعد نشرها رسميًا في 30 سبتمبر 1980، بدأت المنافسة مع اثنتين من التقنيات الحاصلة على براءة اختراع، Token Ring وARCNET، والتي تم استبدالها بالكامل لاحقًا بسبب كفاءتها المنخفضة وارتفاع تكلفتها مقارنة بمنتجات Ethernet.

في البداية، وفقًا للمعايير المقترحة (Ethernet v1.0 وEthernet v2.0)، كانوا سيستخدمون الكابل المحوري كوسيلة نقل، ولكن لاحقًا اضطروا إلى التخلي عن هذه التكنولوجيا والتحول إلى استخدام الكابلات الضوئية والزوج الملتوي.

كانت الميزة الرئيسية في التطوير المبكر لتقنية Ethernet هي طريقة التحكم في الوصول. يتضمن اتصالات متعددة مع استشعار الناقل واكتشاف الاصطدام (CSMA/CD، الوصول المتعدد لتحسس الناقل مع اكتشاف التصادم)، ومعدل نقل البيانات هو 10 ميجابت/ثانية، وحجم الحزمة من 72 إلى 1526 بايت، كما أنه يصف ترميز البيانات طُرق . يقتصر الحد الأقصى لمحطات العمل في مقطع شبكة مشترك واحد على 1024، ولكن من الممكن وجود قيم أصغر أخرى عند وضع قيود أكثر صرامة على المقطع المحوري الرفيع. لكن هذا البناء سرعان ما أصبح غير فعال وتم استبداله في عام 1995 بمعيار IEEE 802.3u Fast Ethernet بسرعة 100 ميجابت/ثانية، وبعد ذلك تم اعتماد معيار IEEE 802.3z Gigabit Ethernet بسرعة 1000 ميجابت/ثانية. في الوقت الحالي، 10 جيجابت إيثرنت IEEE 802.3ae، بسرعة 10000 ميجابت/ثانية، قيد الاستخدام الكامل بالفعل. بالإضافة إلى ذلك، لدينا بالفعل تطورات تهدف إلى تحقيق سرعات تصل إلى 100000 ميجابت/ثانية 100 جيجابت إيثرنت، ولكن الأشياء الأولى أولاً.

هناك نقطة مهمة جدًا يقوم عليها معيار Ethernet وهي تنسيق الإطار الخاص به. ومع ذلك، هناك عدد غير قليل من الخيارات. وهنا بعض منها:

البديل الأول هو البكر وغير صالح للاستخدام بالفعل.

يعد إصدار Ethernet 2 أو Ethernet Frame II، ويُسمى أيضًا DIX (اختصار للأحرف الأولى من شركات التطوير DEC وIntel وXerox) هو الأكثر شيوعًا ويستخدم حتى يومنا هذا. كثيرا ما تستخدم مباشرة عن طريق بروتوكول الإنترنت.

Novell - التعديل الداخلي لـ IEEE 802.3 بدون LLC (التحكم المنطقي في الارتباط).

الإطار IEEE 802.2 LLC.

IEEE 802.2 LLC/إطار SNAP.

بالإضافة إلى ذلك، قد يحتوي إطار Ethernet على علامة IEEE 802.1Q لتحديد شبكة VLAN التي يتم توجيهها إليها، وعلامة IEEE 802.1p للإشارة إلى الأولوية.

تستخدم بعض بطاقات شبكة Ethernet التي تصنعها شركة Hewlett-Packard تنسيق إطار IEEE 802.12 الذي يتوافق مع معيار 100VG-AnyLAN.

أنواع الإطارات المختلفة لها تنسيقات وقيم MTU مختلفة.

العناصر الوظيفية للتكنولوجيازجيجابت إيثرنت

لاحظ أن الشركات المصنعة لبطاقات Ethernet والأجهزة الأخرى تتضمن بشكل عام دعمًا للعديد من معايير معدل البيانات السابقة في منتجاتها. افتراضيًا، باستخدام الاكتشاف التلقائي للسرعة والازدواج، تحدد برامج تشغيل البطاقة نفسها الوضع الأمثل لتشغيل الاتصال بين جهازين، ولكن عادةً ما يكون هناك أيضًا اختيار يدوي. لذلك، من خلال شراء جهاز مزود بمنفذ إيثرنت 10/100/1000، نحصل على فرصة العمل باستخدام تقنيات 10BASE-T و100BASE-TX و1000BASE-T.

هنا هو التسلسل الزمني للتعديلات إيثرنتوتقسيمها على سرعات الإرسال.

الحلول الأولى:

Xerox Ethernet - التقنية الأصلية، السرعة 3 ميجابت/ثانية، موجودة في نسختين، الإصدار 1 والإصدار 2، ولا يزال تنسيق الإطار الخاص بالإصدار الأخير مستخدمًا على نطاق واسع.

10BROAD36 - غير مستخدم على نطاق واسع. أحد المعايير الأولى التي تسمح بالتشغيل لمسافات طويلة. تستخدم تقنية تعديل النطاق العريض المشابهة لتلك المستخدمة في أجهزة المودم الكبلية. تم استخدام الكابل المحوري كوسيلة لنقل البيانات.

1BASE5 - المعروف أيضًا باسم StarLAN، كان أول تعديل لتقنية Ethernet لاستخدام كبلات زوجية ملتوية. كان يعمل بسرعة 1 ميجابت/ثانية، لكنه لم يجد استخدامًا تجاريًا.

أكثر شيوعًا وتحسينًا لتعديلات وقتهم لشبكة إيثرنت بسرعة 10 ميجابت/ثانية:

10BASE5، IEEE 802.3 (وتسمى أيضًا "Thick Ethernet") - التطوير الأولي للتكنولوجيا بمعدل نقل بيانات يبلغ 10 ميجابت في الثانية. يستخدم IEEE كبلًا متحد المحور بمقاومة 50 أوم (RG-8)، ويبلغ الحد الأقصى لطول المقطع 500 متر.

10BASE2، IEEE 802.3a (يسمى "Thin Ethernet") - يستخدم كبل RG-58، بحد أقصى لطول المقطع يبلغ 200 متر. لتوصيل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض وتوصيل الكابل ببطاقة الشبكة، تحتاج إلى موصل T، ويجب أن يحتوي الكابل على موصل BNC. يتطلب الإنهاء في كل نهاية. لسنوات عديدة كان هذا المعيار هو المعيار الرئيسي لتقنية Ethernet.

StarLAN 10 - أول تطوير يستخدم كبلات زوجية ملتوية لنقل البيانات بسرعة 10 ميجابت/ثانية. وفي وقت لاحق، تطورت إلى معيار 10BASE-T.

10BASE-T، IEEE 802.3i - يتم استخدام 4 أسلاك من كبل زوج ملتوي (زوجين ملتويين) من الفئة 3 أو الفئة 5 لنقل البيانات، ويبلغ الحد الأقصى لطول المقطع 100 متر.

FIORL - (اختصار لرابط مكرر الألياف الضوئية). المعيار الأساسي لتقنية الإيثرنت، هو استخدام الكابلات الضوئية لنقل البيانات. الحد الأقصى لمسافة نقل البيانات بدون مكرر هو 1 كم.

10BASE-F، IEEE 802.3j - المصطلح الرئيسي لمجموعة من معايير Ethernet بسرعة 10 ميجابت/ثانية تستخدم كابلات الألياف الضوئية لمسافات تصل إلى 2 كيلومتر: 10BASE-FL، و10BASE-FB، و10BASE-FP. من بين ما سبق، تم توزيع 10BASE-FL فقط.

10BASE-FL (رابط الألياف) - نسخة محسنة من معيار FIORL. يتعلق التحسين بزيادة طول المقطع إلى 2 كم.

10BASE-FB (العمود الفقري للألياف) - معيار غير مستخدم حاليًا، مخصص لدمج أجهزة إعادة الإرسال في العمود الفقري.

• 10BASE-FP (الألياف السلبية) - طوبولوجيا نجمية سلبية لا تتطلب مكررات - تم تطويرها ولكن لم يتم استخدامها مطلقًا.

الخيار الأكثر شيوعًا وغير المكلف في وقت كتابة Fast Ethernet (100 ميجابت/ثانية) ( إيثرنت سريع):

100BASE-T - المصطلح الأساسي لأحد معايير Ethernet بسرعة 100 ميجابت/ثانية الثلاثة، باستخدام كبل مزدوج مجدول كوسيلة لنقل البيانات. طول القطعة يصل إلى 100 متر. تتضمن 100BASE-TX، و100BASE-T4، و100BASE-T2.

100BASE-TX، IEEE 802.3u - تطوير تقنية 10BASE-T، يتم استخدام طوبولوجيا النجمة، ويتم استخدام كبل زوج مجدول من الفئة 5، والذي يستخدم في الواقع زوجين من الموصلات، والحد الأقصى لمعدل نقل البيانات هو 100 ميجابت/ثانية.

100BASE-T4 - يتم استخدام كابل إيثرنت بسرعة 100 ميجابت في الثانية عبر كابل الفئة 3. الآن لا يتم استخدامه عمليا. يحدث نقل البيانات في وضع أحادي الاتجاه.

100BASE-T2 - غير مستخدم. يتم استخدام كابل إيثرنت بسرعة 100 ميجابت في الثانية عبر كابل الفئة 3. يتم دعم وضع الإرسال المزدوج الكامل، عندما تنتشر الإشارات في اتجاهين متعاكسين على كل زوج. سرعة الإرسال في اتجاه واحد هي 50 ميجابت/ثانية.

100BASE-FX - إيثرنت بسرعة 100 ميجابت في الثانية عبر كابل الألياف الضوئية. الحد الأقصى لطول المقطع هو 400 متر في وضع الإرسال أحادي الاتجاه (للكشف المضمون عن الاصطدام) أو 2 كيلومتر في وضع الإرسال المزدوج الكامل عبر الألياف الضوئية متعددة الأوضاع.

100BASE-LX - إيثرنت بسرعة 100 ميجابت في الثانية عبر كابل الألياف الضوئية. يبلغ الحد الأقصى لطول المقطع 15 كيلومترًا في وضع الازدواج الكامل على زوج من الألياف الضوئية أحادية الوضع بطول موجة يبلغ 1310 نانومتر.

100BASE-LX WDM - إيثرنت بسرعة 100 ميجابت في الثانية عبر كابل الألياف الضوئية. الحد الأقصى لطول المقطع هو 15 كيلومترًا في وضع الازدواج الكامل عبر ألياف ضوئية أحادية الوضع بطول موجة 1310 نانومتر و1550 نانومتر. تأتي الواجهات في نوعين، تختلف في الطول الموجي لجهاز الإرسال ويتم تمييزها إما بالأرقام (الطول الموجي) أو بحرف لاتيني واحد A (1310) أو B (1550). يمكن فقط للواجهات المقترنة أن تعمل في أزواج، مع جهاز إرسال عند 1310 نانومتر على جانب واحد وجهاز إرسال عند 1550 نانومتر على الجانب الآخر.

جيجابت إيثرنت

1000BASE-T، IEEE 802.3ab - معيار إيثرنت بسرعة 1 جيجابت في الثانية. يتم استخدام كبل الزوج الملتوي من الفئة 5e أو الفئة 6. وتشارك جميع الأزواج الأربعة في نقل البيانات. سرعة نقل البيانات - 250 ميجابت/ثانية على زوج واحد.

1000BASE-TX، - معيار إيثرنت بسرعة 1 جيجابت في الثانية باستخدام كبل مزدوج مجدول من الفئة 6 فقط، ويتم فصل أزواج الإرسال والاستقبال ماديًا بواسطة زوجين في كل اتجاه، مما يبسط إلى حد كبير تصميم أجهزة الإرسال والاستقبال. سرعة نقل البيانات - 500 ميجابت/ثانية على زوج واحد. عمليا لا تستخدم.

1000Base-X هو مصطلح عام لتقنية Gigabit Ethernet مع أجهزة إرسال واستقبال GBIC أو SFP القابلة للتوصيل.

1000BASE-SX، IEEE 802.3z - تستخدم تقنية Ethernet بسرعة 1 جيجابت/ثانية أشعة ليزر ذات طول إشعاع مقبول ضمن نطاق 770-860 نانومتر، وتتراوح طاقة إشعاع جهاز الإرسال من -10 إلى 0 ديسيبل مللي واط مع نسبة تشغيل/إيقاف (إشارة/لا) إشارة) لا تقل عن 9 ديسيبل. حساسية جهاز الاستقبال 17 ديسيبل مللي واط، تشبع جهاز الاستقبال 0 ديسيبل مللي واط. باستخدام الألياف متعددة الأوضاع، يصل نطاق نقل الإشارة بدون مكرر إلى 550 مترًا.

تستخدم تقنية 1000BASE-LX، IEEE 802.3z - 1 Gbit/s Ethernet أشعة ليزر ذات طول إشعاع مقبول ضمن نطاق 1270-1355 نانومتر، وتتراوح طاقة إشعاع جهاز الإرسال من 13.5 إلى 3 ديسيبل ميلي واط، مع نسبة تشغيل/إيقاف (يوجد إشارة / لا توجد إشارة) لا تقل عن 9 ديسيبل. حساسية جهاز الاستقبال 19 ديسيبل مللي واط، تشبع جهاز الاستقبال 3 ديسيبل مللي واط. عند استخدام الألياف متعددة الأوضاع، يصل نطاق إرسال الإشارة بدون مكرر إلى 550 مترًا. مُحسّن للمسافات الطويلة باستخدام الألياف أحادية الوضع (حتى 40 كم).

1000BASE-CX - تقنية Gigabit Ethernet للمسافات القصيرة (حتى 25 مترًا)، تستخدم كبلًا نحاسيًا خاصًا (Shielded Twisted Pair (STP)) بمقاومة مميزة تبلغ 150 أوم. تم استبداله بمعيار 1000BASE-T ولم يعد مستخدمًا.

1000BASE-LH (طويل المدى) - تقنية إيثرنت بسرعة 1 جيجابت/ثانية، تستخدم كبلًا ضوئيًا أحادي الوضع، ويصل نطاق نقل الإشارة بدون مكرر إلى 100 كيلومتر.

معيار	نوع الكابل	عرض النطاق الترددي (ليس أسوأ)، ميغاهيرتز*كم	الأعلى. المسافة م *
1000BASE-LX (1300 نانومتر ليزر ديود)	ألياف أحادية الوضع (9 ميكرومتر)
	الألياف المتعددة الوسائط (50 ميكرومتر)
	الألياف المتعددة الوسائط (62.5 ميكرومتر)
1000BASE-SX (صمام ليزر 850 نانومتر)	الألياف المتعددة الوسائط (50 ميكرومتر)
	الألياف المتعددة الوسائط (62.5 ميكرومتر)
	الألياف المتعددة الوسائط (62.5 ميكرومتر)
	زوج ملتوي محمي STP (150 أوم)
* تتطلب معايير 1000BASE-SX و1000BASE-LX وضع الإرسال المزدوج الكامل ** يمكن أن توفر المعدات من بعض الشركات المصنعة مسافات أطول؛ يمكن أن تصل المسافة بدون أجهزة إعادة الإرسال/مكبرات الصوت المتوسطة إلى 100 كيلومتر.

مواصفات معايير 1000Base-X

10 جيجابت إيثرنت

لا يزال معيار 10 Gigabit Ethernet الجديد باهظ الثمن ولكنه شائع جدًا، ويتضمن سبعة معايير للوسائط المادية لشبكات LAN وMAN وWAN. وهو مغطى حاليًا بتعديل IEEE 802.3a ويجب تضمينه في المراجعة التالية لمعيار IEEE 802.3.

10GBASE-CX4 - تقنية 10 جيجابت إيثرنت للمسافات القصيرة (حتى 15 مترًا)، تستخدم كابل CX4 النحاسي وموصلات InfiniBand.

10GBASE-SR - تستخدم تقنية 10 Gigabit Ethernet للمسافات القصيرة (حتى 26 أو 82 مترًا، حسب نوع الكابل)، أليافًا متعددة الأوضاع. كما أنه يدعم مسافات تصل إلى 300 متر باستخدام ألياف جديدة متعددة الأوضاع (2000 ميجاهرتز/كم).

10GBASE-LX4 - يستخدم تعدد إرسال الطول الموجي لدعم مسافات تتراوح من 240 إلى 300 متر عبر الألياف متعددة الأوضاع. يدعم أيضًا مسافات تصل إلى 10 كيلومترات باستخدام الألياف أحادية الوضع.

10GBASE-LR و10GBASE-ER - تدعم هذه المعايير مسافات تصل إلى 10 و40 كيلومترًا على التوالي.

10GBASE-SW، و10GBASE-LW، و10GBASE-EW - تستخدم هذه المعايير واجهة فعلية متوافقة من حيث السرعة وتنسيق البيانات مع واجهة OC-192 / STM-64 SONET/SDH. وهي تشبه معايير 10GBASE-SR، و10GBASE-LR، و10GBASE-ER، على التوالي، لأنها تستخدم نفس أنواع الكابلات ومسافات الإرسال.

10GBASE-T، IEEE 802.3an-2006 - تم اعتماده في يونيو 2006 بعد 4 سنوات من التطوير. يستخدم كبل زوج ملتوي محمي. المسافات - ما يصل إلى 100 متر.

وأخيرا، ماذا نعرف عنه 100 جيجابت إيثرنت(100-GE)، لا تزال تقنية خام جدًا، ولكنها مطلوبة جدًا.

في أبريل 2007، بعد اجتماع لجنة IEEE 802.3 في أوتاوا، وافقت مجموعة دراسة السرعة العالية (HSSG) على الأساليب الفنية لتشكيل وصلات بصرية ونحاسية 100-GE. في هذا الوقت، تم الانتهاء من مجموعة عمل 802.3ba لتطوير مواصفات 100-GE.

وكما هو الحال في التطورات السابقة، فإن معيار 100-GE سيأخذ في الاعتبار ليس فقط الجدوى الاقتصادية والتقنية لتنفيذه، ولكن أيضًا توافقه مع الأنظمة الحالية. في هذا الوقت، أثبتت الشركات الرائدة بشكل لا يقبل الجدل الحاجة إلى مثل هذه السرعات. كميات متزايدة باستمرار من المحتوى المخصص، بما في ذلك تسليم مقاطع الفيديو من بوابات مثل YouTube والموارد الأخرى باستخدام تقنيات IPTV وHDTV. يجب أن نذكر أيضًا الفيديو حسب الطلب. كل هذا يحدد الحاجة إلى 100 مشغل ومقدم خدمة Gigabit Ethernet.

ولكن على خلفية مجموعة كبيرة من الأساليب التكنولوجية القديمة والواعدة الجديدة ضمن مجموعة Ethernet، نريد أن نتناول بمزيد من التفصيل التكنولوجيا التي أصبحت اليوم منتشرة على نطاق واسع في الاستخدام بسبب انخفاض تكلفة مكوناتها. يمكن لـ Gigabit Ethernet أن تدعم بشكل كامل تطبيقات مثل بث الفيديو ومؤتمرات الفيديو ونقل الصور المعقدة التي تضع متطلبات متزايدة على النطاق الترددي للقناة. أصبحت فوائد زيادة سرعات النقل على شبكات الشركات والشبكات المنزلية واضحة بشكل متزايد مع انخفاض أسعار هذه الفئة من المعدات.

الآن اكتسب معيار IEEE أقصى قدر من الشعبية. تم اعتماده في يونيو 1998، وتمت الموافقة عليه باعتباره IEEE 802.3z. ولكن في البداية، تم استخدام الكابل الضوئي فقط كوسيلة نقل. مع الموافقة على معيار 802.3ab خلال العام التالي، أصبح وسيط النقل كبلًا مزدوجًا ملتويًا غير محمي من الفئة 5.

تعد شبكة Gigabit Ethernet سليلًا مباشرًا لشبكة Ethernet وFast Ethernet، والتي أثبتت نفسها على مدار ما يقرب من عشرين عامًا من التاريخ، مع الحفاظ على موثوقيتها وآفاق استخدامها. إلى جانب التوافق مع الحلول السابقة (يظل هيكل الكابل دون تغيير)، فهو يوفر إنتاجية نظرية تبلغ 1000 ميجابت في الثانية، أي حوالي 120 ميجابايت في الثانية. تجدر الإشارة إلى أن هذه القدرات تساوي تقريبًا سرعة ناقل PCI 33 ميجا هرتز 32 بت. ولهذا السبب تتوفر محولات جيجابت لكل من PCI 32 بت (33 و66 ميجاهرتز) وناقل 64 بت. إلى جانب هذه الزيادة في السرعة، ترث Gigabit Ethernet جميع الميزات السابقة لشبكة Ethernet، مثل تنسيق الإطار، وتقنية CSMA/CD (الوصول المتعدد الحساس للإرسال مع اكتشاف التصادم)، والازدواج الكامل، وما إلى ذلك. على الرغم من أن السرعات العالية قد أدخلت ابتكاراتها الخاصة، إلا أنها بالتحديد في وراثة المعايير القديمة تكمن الميزة الهائلة وشعبية Gigabit Ethernet. وبطبيعة الحال، يتم الآن اقتراح حلول أخرى، مثل أجهزة الصراف الآلي والقناة الليفية، ولكن هنا يتم فقدان الميزة الرئيسية للمستهلك النهائي على الفور. يؤدي الانتقال إلى تقنية أخرى إلى إعادة صياغة وإعادة تجهيز شبكات المؤسسات على نطاق واسع، في حين ستسمح لك Gigabit Ethernet بزيادة السرعة بسلاسة وعدم تغيير إدارة الكابلات. وقد سمح هذا النهج لتكنولوجيا Ethernet بأخذ مكانة مهيمنة في مجال تقنيات الشبكات والاستحواذ على أكثر من 80 بالمائة من سوق نقل المعلومات العالمية.

هيكل بناء شبكة إيثرنت مع انتقالات سلسة إلى معدلات نقل بيانات أعلى.

في البداية، تم تطوير جميع معايير Ethernet باستخدام الكابلات الضوئية فقط كوسيلة نقل - وهذه هي الطريقة التي استقبلت بها Gigabit Ethernet واجهة 1000BASE-X. يعتمد على معيار الطبقة المادية للقناة الليفية (هذه تقنية لربط محطات العمل وأجهزة التخزين والعقد الطرفية). وبما أن هذه التقنية تمت الموافقة عليها مسبقًا، فقد أدى هذا الاقتراض إلى تقليل الوقت المستغرق لتطوير معيار Gigabit Ethernet بشكل كبير. 1000BASE-X

نحن، مثل الشخص العادي، كنا مهتمين أكثر بـ 1000Base-CX بسبب تشغيله على الزوج الملتوي المحمي (STP "twinax") على مسافات قصيرة و1000BASE-T للزوج الملتوي غير المحمي من الفئة 5. الفرق الرئيسي بين 1000BASE-T و أصبح Fast Ethernet 100BASE-TX أنه تم استخدام جميع الأزواج الأربعة (في 100BASE-TX تم استخدام اثنين فقط). يمكن لكل زوج نقل البيانات بسرعة 250 ميجابت/ثانية. يوفر المعيار إرسالًا مزدوجًا كاملاً، مع توفير التدفق على كل زوج في اتجاهين في وقت واحد. نظرًا للتداخل القوي أثناء هذا الإرسال، كان تنفيذ إرسال جيجابت عبر زوج مجدول أكثر صعوبة من الناحية الفنية مقارنةً بـ 100BASE-TX، الأمر الذي يتطلب تطوير إرسال خاص مقاوم للضوضاء، بالإضافة إلى عقدة ذكية للتعرف على و استعادة الإشارة في الاستقبال. تم استخدام تشفير سعة النبض PAM-5 ذو 5 مستويات كطريقة تشفير في معيار 1000BASE-T.

أصبحت معايير اختيار الكابلات أكثر صرامة أيضًا. لتقليل التداخل، والنقل أحادي الاتجاه، وخسارة العودة، والتأخير، وتحول الطور، تم اعتماد الفئة 5e للكابلات الزوجية الملتوية غير المحمية.

يتم تنفيذ تجعيد الكابلات لـ 1000BASE-T وفقًا لأحد المخططات التالية:

مباشرة من خلال كابل.

كابل كروس.

مخططات تجعيد الكابلات لـ 1000BASE-T

أثرت الابتكارات أيضًا على مستوى معيار 1000BASE-T MAC. في شبكات Ethernet، يتم تحديد الحد الأقصى للمسافة بين المحطات (مجال التصادم) بناءً على الحد الأدنى لحجم الإطار (في معيار Ethernet IEEE 802.3 كان 64 بايت). يجب أن يكون الحد الأقصى لطول المقطع بحيث تتمكن محطة الإرسال من اكتشاف الاصطدام قبل نهاية إرسال الإطار (يجب أن يتوفر للإشارة وقت للانتقال إلى الطرف الآخر من المقطع والعودة مرة أخرى). وبناء على ذلك، عندما تزيد سرعة الإرسال، من الضروري إما زيادة حجم الإطار، وبالتالي زيادة الحد الأدنى من الوقت لإرسال الإطار، أو تقليل قطر مجال الاصطدام.

عند الانتقال إلى Fast Ethernet، استخدمنا الخيار الثاني وقمنا بتقليل قطر المقطع. لم يكن هذا مقبولاً في شبكة جيجابت إيثرنت. في الواقع، في هذه الحالة، سيكون المعيار، الذي ورث مكونات Fast Ethernet مثل الحد الأدنى لحجم الإطار وCSMA/CD ووقت اكتشاف التصادم (الفتحة الزمنية)، قادرًا على العمل في مجالات التصادم التي لا يزيد قطرها عن 20 مترًا . ولذلك، اقترح زيادة الوقت اللازم لنقل الحد الأدنى من الإطار. مع الأخذ في الاعتبار أنه من أجل التوافق مع شبكة Ethernet السابقة، تم ترك الحد الأدنى لحجم الإطار كما هو - 64 بايت، وتم إضافة حقل تمديد حامل إضافي إلى الإطار، مما يؤدي إلى توسيع الإطار إلى 512 بايت، ولكن لا تتم إضافة الحقل عند حجم الإطار أكبر من 512 بايت. وبالتالي، كان الحد الأدنى لحجم الإطار الناتج يساوي 512 بايت، وزاد وقت اكتشاف الاصطدام، وزاد قطر المقطع إلى نفس 200 متر (في حالة 1000BASE-T). لا تحمل الأحرف الموجودة في حقل امتداد الناقل أي معنى؛ ولا يتم حساب المجموع الاختباري لها. عند استلام إطار، يتم تجاهل هذا الحقل في طبقة MAC، بحيث تستمر الطبقات الأعلى في العمل مع الحد الأدنى من الإطارات التي يبلغ طولها 64 بايت.

ولكن حتى هنا كانت هناك مطبات. على الرغم من أن امتداد الوسائط حافظ على التوافق مع المعايير السابقة، إلا أنه كان مضيعة لعرض النطاق الترددي. يمكن أن تصل الخسائر إلى 448 بايت (512-64) لكل إطار في حالة الإطارات القصيرة. لذلك، تم تحديث معيار 1000BASE-T - وتم تقديم مفهوم Packet Bursting. يسمح لك باستخدام مجال التوسع بشكل أكثر فعالية. ويعمل على النحو التالي: إذا كان المحول أو المحول يحتوي على عدة إطارات صغيرة تتطلب الإرسال، فسيتم إرسال أولها بالطريقة القياسية، مع إضافة حقل امتداد يصل إلى 512 بايت. ويتم إرسال كافة العناصر اللاحقة في شكلها الأصلي (بدون حقل الامتداد)، مع الحد الأدنى للفاصل الزمني بينها 96 بت. والأهم من ذلك، أن هذا الفاصل الزمني بين الإطارات مملوء برموز امتداد الوسائط. يحدث هذا حتى يصل الحجم الإجمالي للإطارات المرسلة إلى الحد الأقصى وهو 1518 بايت. وبالتالي، لا يصبح الوسيط صامتًا طوال فترة إرسال الإطارات الصغيرة، لذلك لا يمكن أن يحدث الاصطدام إلا في المرحلة الأولى، عند إرسال أول إطار صغير صحيح مع مجال امتداد الوسائط (حجمه 512 بايت). يمكن لهذه الآلية تحسين أداء الشبكة بشكل كبير، خاصة في ظل الأحمال الثقيلة، عن طريق تقليل احتمالية الاصطدامات.

ولكن تبين أن هذا ليس كافيا. في البداية، كانت Gigabit Ethernet تدعم فقط أحجام إطارات Ethernet القياسية، والتي تتراوح من 64 بايت على الأقل (قابلة للتوسيع إلى 512) إلى 1518 بايت كحد أقصى. من بينها، يشغل رأس الخدمة القياسي 18 بايت، وبالنسبة للبيانات تبقى من 46 إلى 1500 بايت، على التوالي. ولكن حتى حزمة البيانات التي يبلغ حجمها 1500 بايت تعتبر صغيرة جدًا في حالة شبكة جيجابت. خاصة بالنسبة للخوادم التي تنقل كميات كبيرة من البيانات. دعونا نفعل بعض الرياضيات. لنقل ملف بحجم 1 جيجابايت عبر شبكة Fast Ethernet غير محملة، يقوم الخادم بمعالجة 8200 حزمة/ثانية ويستغرق 11 ثانية على الأقل. في هذه الحالة، ستستغرق معالجة المقاطعة وحدها حوالي 10 بالمائة من وقت كمبيوتر 200 MIPS. بعد كل شيء، يجب على المعالج المركزي معالجة (حساب المجموع الاختباري، ونقل البيانات إلى الذاكرة) لكل حزمة واردة.

سرعة	10 ميجابت/ثانية		100 ميجابت/ثانية		1000 ميجابت/ثانية
حجم الاطار
إطارات/ثانية
معدل نقل البيانات، ميجابت/ثانية
الفاصل الزمني بين الإطارات، μs

خصائص نقل شبكات إيثرنت.

في شبكات جيجابت، يكون الوضع أكثر حزنًا - يزداد الحمل على المعالج بمقدار أمر من حيث الحجم تقريبًا بسبب تقليل الفاصل الزمني بين الإطارات، وبالتالي طلبات المقاطعة للمعالج. ويتبين من الجدول 1 أنه حتى في ظل أفضل الظروف (باستخدام الإطارات ذات الحجم الأقصى)، يتم فصل الإطارات عن بعضها البعض بفاصل زمني لا يتجاوز 12 ميكروثانية. إذا تم استخدام أحجام إطارات أصغر، فإن هذا الفاصل الزمني ينخفض ​​فقط. لذلك، في شبكات جيجابت، كان عنق الزجاجة، بشكل غريب بما فيه الكفاية، هو على وجه التحديد مرحلة معالجة الإطار للمعالج. لذلك، في فجر Gigabit Ethernet، كانت سرعات النقل الفعلية بعيدة عن الحد الأقصى النظري - لم تتمكن المعالجات ببساطة من التعامل مع الحمل.

والطريق الواضح للخروج من هذا الوضع هو ما يلي:

زيادة الفاصل الزمني بين الإطارات.

نقل جزء من حمل معالجة الإطار من المعالج المركزي إلى محول الشبكة نفسه.

يتم تنفيذ كلا الطريقتين حاليا. في عام 1999 تم اقتراح زيادة حجم الحزمة. كانت تسمى هذه الحزم إطارات جيجا (إطارات جامبو)، ويمكن أن يتراوح حجمها من 1518 إلى 9018 بايت (حاليًا، تدعم المعدات من بعض الشركات المصنعة أحجام إطارات جيجا أكبر). لقد أدت إطارات Jumbo Frames إلى تقليل حمل وحدة المعالجة المركزية بما يصل إلى 6 مرات (بما يتناسب مع حجمها) وبالتالي زيادة الأداء بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، يحتوي الحد الأقصى لإطار Jumbo الذي يبلغ 9018 بايت، بالإضافة إلى الرأس 18 بايت، على 9000 بايت من البيانات، وهو ما يتوافق مع ستة إطارات Ethernet كحد أقصى قياسية. لا يتم تحقيق مكاسب الأداء بسبب التخلص من العديد من الرؤوس العلوية (لا تتجاوز حركة المرور من إرسالها عدة بالمائة من إجمالي الإنتاجية)، ولكن عن طريق تقليل وقت معالجة مثل هذا الإطار. بتعبير أدق، يظل وقت معالجة الإطار كما هو، ولكن بدلاً من عدة إطارات صغيرة، يتطلب كل منها دورات معالج N ومقاطعة واحدة، فإننا نعالج إطارًا واحدًا أكبر فقط.

يوفر عالم سرعة معالجة المعلومات سريع التطور إلى حد ما حلولاً أسرع وغير مكلفة بشكل متزايد لاستخدام أجهزة خاصة لإزالة جزء من حمل معالجة حركة المرور من المعالج المركزي. يتم أيضًا استخدام تقنية التخزين المؤقت، والتي تضمن مقاطعة المعالج لمعالجة عدة إطارات في وقت واحد. في هذا الوقت، أصبحت تقنية Gigabit Ethernet متاحة بشكل متزايد للاستخدام في المنزل، الأمر الذي سيثير اهتمام المستخدم العادي بشكل مباشر. سيوفر الوصول الأسرع إلى الموارد المنزلية عرضًا عالي الجودة للفيديو عالي الدقة، ويستغرق وقتًا أقل لإعادة توزيع المعلومات، وأخيرًا، السماح بالتشفير المباشر لتدفقات الفيديو على محركات أقراص الشبكة.

تم استخدام المواد المرجعية في إعداد المقال http://www.ixbt.com/ وhttp://www.wikipedia.org/.

تمت قراءة المقال 15510 مرة

اشترك في قنواتنا