Tại sao các Tiêu chuẩn Ethernet được viết dưới dạng 10/100/1000? Tại sao không chỉ 1000?

Tôi luôn thấy các Tiêu chuẩn Ethernet được viết dưới dạng " giá trị thấp / giá trị trung bình / giá trị tối đa " và luôn tự hỏi tại sao.

Không phải bộ định tuyến chỉ tái tạo tốc độ thấp hơn bất cứ thứ gì dưới mức tối đa của nó nếu nó được cấu hình như vậy, do đó làm cho "/" không cần thiết?

Chúng bao gồm điều này bởi vì không phải tất cả các cổng đều có thể chạy ở nhiều tốc độ hoặc tốc độ nhất định.

Chạy ở một tốc độ duy nhất có lẽ là phổ biến nhất khi 100BASE-TX lần đầu tiên xuất hiện và một số thiết bị chuyển mạch đã cố định các cổng 100BASE-TX như các cổng đường lên với cổng 10BASE-T để cung cấp quyền truy cập. Tuy nhiên, thông thường, nhiều cổng dựa trên GBIC / SFP chỉ chạy ở tốc độ được chỉ định nhất định (ví dụ 100 Mbps hoặc 1000 Mbps).

Tiến về phía trước, bạn sẽ bắt đầu thấy hỗ trợ cho một số tốc độ thấp hơn bị giảm. Cisco không còn cung cấp hỗ trợ cho 10BASE-T với các cổng "đa Gig" mới của họ. Tôi không chắc chắn liệu đây có phải là sự lựa chọn thiết kế của Cisco hay cũng là một phần của bản sửa đổi IEEE 802.3bz vẫn còn trong công việc.

Bạn cũng sẽ tìm thấy hầu hết các cổng (tất cả AFAIK, nhưng không chắc chắn 100%) trên nền tảng Cisco Nexus sẽ không còn hỗ trợ 10BASE-T và được chỉ định là cổng 100/1000 (hoặc 1000/10000 cổng không hỗ trợ 100BASE-TX ).

Và đó không chỉ là Cisco. Các nhà cung cấp khác cung cấp khả năng 10G thường giới hạn các cổng ở tốc độ 1 / 10G hoặc 100/1000/10000. Ví dụ, HP có một số sản phẩm tuân theo mô hình tốc độ kép và Extreme có xu hướng sử dụng mô hình ba tốc độ cho cổng đồng 10G của họ.

Câu hỏi hay. Để trả lời đầy đủ, nó sẽ bao gồm một cái nhìn khá sâu sắc về Ethernet Wires. Nhưng tôi sẽ cố gắng giải thích nó bằng ngôn ngữ đơn giản hơn.

Tất cả ba tốc độ (10, 100, 1000) đều chạy trên cùng một hệ thống dây vật lý: Cặp xoắn không được bảo vệ ( UTP ). UTP được tạo thành từ 4 cặp dây (8 dây tổng) - mỗi cặp được xoắn quanh nhau . Mỗi cặp dây làm việc cùng nhau để gửi tín hiệu qua đầu kia.

Điều cho phép cùng một hệ thống cáp vật lý mang các bit qua dây với tốc độ khác nhau lớn như vậy là những cách khác nhau trong mỗi 4 cặp dây được sử dụng. Chúng ta sẽ phải thảo luận về ba ý tưởng riêng biệt: Tiêu chuẩn và cách sử dụng dây, Truyền bit và Tần suất.

Tiêu chuẩn và sử dụng dây

Ví dụ: 100BASE-TX là tiêu chuẩn chiếm ưu thế chi phối tốc độ truyền 100mbps so với UTP. Nó thực hiện điều này bằng cách dành một cặp dây để truyền và cặp dây còn lại để nhận - hai cặp còn lại không được sử dụng.

1000BASE-T là tiêu chuẩn chiếm ưu thế chi phối tốc độ truyền 1000mbps so với UTP. Nó thực hiện điều này bằng cách sử dụng tất cả bốn cặp dây, cùng một lúc, theo cả hai hướng. Mỗi cặp có trách nhiệm mang khoảng 250Mbps lưu lượng truy cập cùng một lúc, cung cấp tổng thông lượng 1000Mbps hoặc 1Gbps.

Truyền bit

Một trong những khác biệt khác giữa 100BASE-TX và 1000BASE-T là mỗi bit truyền qua dây khác nhau.

Về cơ bản, tại bất kỳ thời điểm nào, một tín hiệu điện áp nhất định trên dây đại diện cho một giá trị nhất định. Trong 100BASE-TX, chỉ có hai giá trị có thể tồn tại: giá trị 0hoặc giá trị của 1. Bạn có thể nói rằng tại bất kỳ trường hợp cụ thể nào, một bit đơn có thể được truyền qua dây .

Trong 1000BASE-T, có bốn giá trị điện áp có thể tồn tại trên dây : 00 01 10 11. Hay nói khác đi, mỗi trường hợp tín hiệu được áp dụng cho UTP trong tiêu chuẩn 1000BASE-T chuyển hai bit cùng một lúc.

Tần số

100BASE-TX gọi cho tần số 100Mhz , có nghĩa là mỗi tín hiệu có thể được áp dụng và đọc bởi phía bên kia 100 triệu lần mỗi giây. Điều này kết thúc là tốc độ mà mỗi cặp dây có thể truyền một 1hoặc a 0. Đây là những gì nhận được 100BASE-TX tốc độ 100Mbps của nó, bởi vì mỗi 'thể hiện' tín hiệu được áp dụng tương đương với một bit được truyền đi. Và vì có hai cặp được sử dụng (một theo mỗi hướng), tương đương với 100Mbps theo một hướng và 100Mbps theo hướng khác, hoặc tổng cộng 100Mbps song công hoàn toàn.

1000BASE-T yêu cầu sử dụng tần số 125Mhz, có nghĩa là tín hiệu có thể được đọc ra khỏi (cặp) dây 125 triệu lần mỗi giây. Vì mỗi trường hợp tín hiệu được áp dụng trong 1000BASE-T gửi hai bit qua dây, điều này có nghĩa là mỗi cặp có thể truyền 250 triệu bit qua dây mỗi giây, hoặc 250Mbps. Vì có bốn cặp đang được sử dụng, điều này cấp tổng cộng 1000Mbps, hoặc tốc độ 1gbps.

Tóm lược

Đây là một số phương pháp mà một đặc điểm kỹ thuật cáp vật lý (UTP) có thể truyền dữ liệu ở các tốc độ khác nhau lớn như vậy (10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps - hoặc 10/100/1000). Hãy nghĩ về nó từ các điều khoản của sự phát triển công nghệ - các kỹ sư đã tìm ra những cách mới để truyền dữ liệu qua cùng một dây. Như vậy, dây đơn có thể thực hiện nhiều tốc độ cùng một lúc. Một dây UTP có thể thực hiện 10, 100 hoặc 1000 triệu bit mỗi giây, do đó các dây và giao diện được gắn nhãn 10/100/1000.

^{Tôi sợ rằng tôi không biết chi tiết cụ thể về cách các bit 10BASE-T truyền qua dây, vì vậy tôi không thể mô tả cách thức hoạt động như tôi đã làm với hai tiêu chuẩn khác}

Nó thực sự sôi sục khi cần hỗ trợ các thiết bị cũ và hệ thống cáp. Cisco có một tài liệu khá tốt, Ethernet Technologies , giải thích rất nhiều về chiều sâu.

Ethernet đã có từ rất lâu. Nó được thương mại hóa vào năm 1981 với tốc độ 10 Mb / giây. Lúc đầu, nó khá đắt.

Tôi nhớ thẻ ethernet có giá 750 đô la vào thời điểm đó là rất nhiều tiền. Phải mất nhiều năm và rất nhiều tranh luận để nó đạt được 100 Mbps, và một lát nữa để tiêu chuẩn 100BASE-TX hiện tại nổi lên như người chiến thắng. Vào thời điểm đó, nó khá đắt so với 10BASE-T, vì vậy nó đã bị rớt xuống các trung tâm dữ liệu và nhu cầu tốc độ cao trong một thời gian dài. Các cổng được xây dựng với khả năng tương thích ngược với 10BASE-T vì đó là cổng phổ biến nhất ngoài đó và bạn có thể cần kết nối với cổng đó từ bộ chuyển mạch, bộ định tuyến, v.v.

Giá 100 Mbps cuối cùng đã giảm khi 1000Base-T được phát hành. Một lần nữa, nó khá đắt so với 100Base-TX, và nó vẫn ở trong trung tâm dữ liệu một máy chủ lớn trong một thời gian dài trước khi giá giảm. Và nó cần phải tương thích với tốc độ chậm phổ biến hơn.

10GBASE-T hiện đang ở vị trí cao cấp, được sử dụng chủ yếu trong các trung tâm dữ liệu và trên các máy chủ. Nó, cuối cùng cũng sẽ trở thành xu hướng, được tích hợp vào hầu hết các thiết bị mới, nhưng nó sẽ cần duy trì khả năng tương thích ngược trong nhiều năm.

Ethernet 40 và 100 Gbps hiện đang có một vị trí thích hợp trên thị trường và các lực lượng thị trường sẽ xác định tiêu chuẩn nào và tiêu chuẩn nào của mỗi loại trở thành phổ biến nhất. Khi chúng trở nên phổ biến hơn, giá cho 10GBASE-T sẽ giảm xuống.

R & D đã được thực hiện cho tốc độ chậm hơn và ethernet về cơ bản được xây dựng trên một con chip, vì vậy nó thực sự không tốn thêm chi phí nào để cung cấp tốc độ chậm hơn vì vẫn còn các thiết bị kế thừa cần tốc độ chậm hơn.

Tài liệu của Cisco trong liên kết ở trên đã được viết từ lâu, nhưng các nguyên tắc vẫn còn hiệu lực và câu hỏi đầu tiên về cơ bản là điều bạn đang hỏi.

Câu hỏi ôn tập

H - Không phải tất cả các mạng 10Base-T chỉ được nâng cấp lên 100 Mbps sao? Tại sao hay tại sao không?

Trả lời - Không nhất thiết - nếu mạng 10Base-T hiện tại dựa trên bộ lặp, việc thay thế các bộ lặp bằng các công tắc không bão hòa 10/100 sẽ dẫn đến tăng tự động n lần trong băng thông trung bình khả dụng cho mỗi trạm cuối.

Q - Phiên bản 100Base nào được khuyến nghị? Tại sao?

A - 100Base-TX được khuyến nghị nếu hệ thống dây ngang là Category5 hoặc UTP tốt hơn. Nếu hệ thống cáp ngang là Loại 3, 100BaseT4 có thể được sử dụng, nhưng có thể khó lấy được (một số báo cáo chỉ ra rằng vì 100Base-TX đã có sẵn hơn một năm trước T4, nó đã chiếm tới 95% thị trường). 100Base-T2 không có sẵn.

Q - Phiên bản 1000Base nào được khuyến nghị? Chúng sẽ được sử dụng ở đâu?

A - 1000Base-T, được khuyến nghị nếu cáp ngang là Loại 5 hoặc UTP tốt hơn. 1000Base-SX có thể được sử dụng nếu hệ thống cáp ngang là cáp quang đa chế độ, cũng như đối với một số xương sống đa chế độ. 1000Base-LX có thể được sử dụng cho cáp quang đơn mode hoặc đa mode (xem Bảng 7-5). 1000Base-CX có thể được sử dụng cho những người nhảy trong phòng thiết bị đường ngắn tới 25 mét.

Q - Loại cáp nào nên được sử dụng cho các mạng mới? Để nâng cấp mạng hiện có? Tại sao?

A - Liên kết UTP mới hoặc thay thế có thể là Loại 5E hoặc tốt hơn để cho phép tăng tốc độ dữ liệu lên 1000 Mbps. Sợi đa chế độ có thể được sử dụng như được chỉ ra trong Bảng 7-5 cho 1000Base-SX, hoặc như được lưu ý trong đoạn sau Bảng 7-5 cho 1000Base-LX. (Các sợi này cũng sẽ cung cấp hỗ trợ trong tương lai cho các khoảng cách ngắn hơn [trong khoảng từ 100 đến 300 mét, tùy thuộc vào bước sóng] ở mức 10.000 Mbps.) sợi đơn mode.

Q - Làm thế nào để bạn biết khi nào cần nâng cấp mạng? Bạn bắt đầu từ đâu

A - Có một số cách:

• Người dùng của bạn sẽ cho bạn biết (nhưng thường chỉ sau khi họ vượt qua ngưỡng thất vọng).
• Hệ thống quản lý mạng của bạn phải có khả năng chỉ ra các đặc điểm tải cho mỗi cổng DCE.
• Tổ chức của bạn đang xem xét việc thêm các ứng dụng mới (như đa phương tiện) sẽ yêu cầu nhiều băng thông truyền thông hơn.
• Tổ chức của bạn đang phát triển và không có đủ cổng DCE ở đúng vị trí để phù hợp với người dùng bổ sung.

Sau khi bạn đã xác định được nhu cầu, bạn có thể xem xét các lựa chọn. Hãy nhớ rằng các thành phần mạng có tuổi thọ hữu ích lâu nhất (phương tiện liên kết, theo sau là các máy chủ mạng và bộ chuyển mạch mạng) cũng có thể đắt nhất để thay thế. Chọn để theo dõi sự phát triển trong tương lai và xem xét sử dụng lại các yếu tố này bất cứ khi nào có thể.

Các trung tâm Ethernet thuần túy được sử dụng để chỉ chạy một tốc độ - bạn không thể kết nối thiết bị 10 mbit (hoặc trung tâm khác, chuyển đổi, bộ định tuyến ở tốc độ đó) với một trung tâm 100 mbit. Điều đó cực kỳ bất tiện, vì vậy các trung tâm tốc độ kép (về cơ bản là một công tắc hai cổng) đã được xây dựng. Đó là những bước đột phá cho Ethernet 100mbit trong thị trường gia đình / SOHO. Tất nhiên tương tự cho các thiết bị chuyển mạch với cổng dualspeed sau này. Thuật ngữ tiếp thị để phân biệt với các công cụ đơn tốc độ cũ là '10 / 100 'và nó được tiếp thị rất nhiều mà bạn không thể tưởng tượng được.

Các cổng được gắn nhãn "10/100/1000" để hiển thị khả năng tương thích của chúng - một cổng như thế này sẽ liên kết với một cổng khác ở tốc độ cao nhất. Đây là một cách tốt để nâng cấp mạng của bạn khi bạn đi. Nhiều người bắt đầu với 100 Mbit / s, hoặc thậm chí 10 Mbit / s và bằng cách thay thế các thiết bị theo thời gian, những thiết bị này bắt đầu liên kết ở tốc độ cao hơn.

Tuy nhiên, các tiêu chuẩn PHY chỉ có tốc độ duy nhất: 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, 10GBASE-SR, ... Không có khả năng tương thích bắt buộc đối với cổng 100BASE-TX để hỗ trợ 10BASE-T, nhưng nó là tùy chọn và cực kỳ phổ biến. Vì vậy, một cổng có nhiều tốc độ tương thích với một số PHY khác nhau.

Khả năng tương thích hoàn hảo xuống thường kết thúc với cổng 10G, thông thường cũng chỉ hỗ trợ 1G và không có tốc độ chậm hơn.