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企业导入1Gbps乙太网路须知
10倍速时代、10倍速传输

【作者: 朱善存】2001年09月01日 星期六

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前言

目前公司与企业使用区域网路(Local Area Network, LAN)已经是非常普遍的事,甚至在中小企业与SOHO族、个人工作室中也都有使用,且绝大多数都是使用乙太网路(Ethernet),少数仍还在使用IBM的Token Ring区域网路,而且都是用100Mbps的乙太网路,仅有少数还在使用10Mbps的同轴电缆线,即便是使用10Mbps的网路,也不会是「网卡」、「线路」、「集线器」三者都属10Mbps,通常会有一者或两者已经采用100Mbps的规格,只要稍加调整,就可以升级至100Mbps的区域网路环境,总归一句话,这是一个100Mbps乙太网路普及的时代。


100Mbps的乙太网路不仅用于SOHO、SME(中小企业)、大型企业等,就连ISP(Internet Service Provider)、IDC(Internet DataCenter)等业者,其代管机房内也大是用100Mbps的乙太网路与各主机或相关设备连接。


100Mbps Ethernet虽然相当普及、好用,但在频宽需求不断提升的状况下,100Mbps也开始有不敷使用的情形,这样的情形以骨干网路最先发生,但逐渐的末端用户也渐感不够用,因此100Mbps升级至1Gbps,将是可以预见的事,事实上网路设备供应商,已经开始大力推广1Gbps乙太网路的相关设备与组件。


究竟企业需要在此时导入1Gbps区域网路吗?特别是在不景气时,升级预算更是有限,还是稍晚再导入呢?或者是部分导入而非全面汰换?以及在导入前应该注意哪些事项?以下我们简要​​讨论这些议题。


1Gbps环境所需的条件

要想达到1Gbps的区域网路环境,必须要所有网路配备都支援才行,其中最重要的三者分别是「集线器」、「网路线」、以及「网路卡」,三者必须同时支援1Gbps,才有可能得到1Gbps的传输,只要三者中有任一者仍为100Mbps,则整体传输环境就会维持在100Mbps,而非1Gbps,这样的道理在以往10Mbps、100Mbps的乙太网路上也是适用。相同的道理在「集线器Hub」所要求的条件,以及乙太网路用的「交换器Switch」也是等同的要求。


在三者的支援中,最为困扰的应该是已经布设好的乙太网路线,早期的1Gbps乙太网路使用的光纤线路,无法使用现有的CAT.5交绞铜线(一般为100Mbps乙太网路所使用),因此企业想将区域网路从既有100Mbps升级至1Gbps,非将已经布设好的线路拆除,重新改布设成光纤才行。


在布设完后,如果集线器、交换器集中安置于机房的话,则比较好更换,直接将机柜内的100Mbps网路设备换装成支援1Gbps的设备,并重新设定即可,如果散于数处,也只要至数处进行设备换装。


另一个较麻烦的是网路卡部分,网路卡不似USB、1394可以在机壳外热插拔,而是必须拆装个人电脑机壳来换装网路卡,必要时还要调设与排解电脑的硬体资源冲突等,如此的程序要在每一部用户端电脑上进行,公司有80部电脑就要做80次,有100部就要100次,无法省略任何一次。


1Gbps线路的选择

我们先来谈论1Gbps环境的线路问题,由于重换线路是企业升级成1Gbps区域网路环境中,最耗时且最耗钱的部分,耗时是线路的重拆与重布,耗钱是光纤线路相当昂贵,且无法如传统铜线般的弯曲,因此布线的困难度也较高,甚至要重新设计线路连接的路径等。


既然这是升级成1Gbps环境最大的问题,因此后来开始有厂商推出支援CAT.5线路的1Gbps网路卡与网路设备(集线器、交换器),如此可以直接使用现有企业内的的CAT.5线路来实现1Gbps网路环境,省去升级的最大时间与金钱成本。


不过这是对已经使用100Mbps Ethernet的企业有用,对于仍在使用CAT.4、CAT.3、或是同轴电缆的乙太网路(10Mbps)的公司,就绝对要面临重新布线的命运,既然一定要重新布设,光纤线路的未来传输潜力仍高于CAT.5铜线,如果预算允许的话,建议可直接换布光纤线路,跳过CAT.5的过渡,当然!企业仍须以整体花费来考量,除光纤线路外,网路卡与集线器等设备也会较高,这些都要仔细考量,而不可纯以线路购买与布设、以及重新设计铺设路径等成本来考量,一般而言,支援光纤的1Gbps网路设备与网路卡,比支援CAT.5的1Gbps设备贵些。


集线器与相关网路设备的配合

接着我们谈论机房内,由于1Gbps设备为高利润产品,初期各大资讯厂商都想以产品普及率来争取主流地位,甚至借此成为不成文、约定成俗的标准规格,所以不同厂牌的1Gbps网路设备,其不相容的小消息时而有之。


对企业主而言,为避免不相容的问题,选择1Gbps的机房网路设备时,最好能选择同一厂家的设备(甚至是同一型),即使不能同一厂牌,也最好能取得完整的相容测试列表( Compatible List ),以列表报告中适用的搭配方式来布建,再不然即是全权承包给系统整合商或解决方案提供商,不过缺点是由外部厂商负责整体搭配与规划,成本将会比企业自己的资讯部门主导来的昂贵。


除了集线器、交换器外,包括硬体防火墙(Firewall)、硬体代理主机(Proxy)、硬体快取(Cache)、硬体QoS(Quality of Service)频宽管理器、硬体负载平衡(Load Balance)等网路设备,也必须统统支援1Gbps才行。


网路卡的搭配

最后是末端的网路卡部分,1Gbps折合Bytes约为125MB/Sec,这样的传输规格已经逼近32-bit、33.33MHz的PCI介面之传输上限(约132MB/Sec),而这个132MB/Sec并非网路卡独占,还必须与USB介面、SCSI介面等共享频宽,如此1Gbps网路卡将难以发挥全速的传输效能。此外,原本EIDE介面也是共享PCI的132MB/Sec频宽,但在Ultra ATA/66介面的硬碟普及后,PCI逐渐不敷因应Ultra ATA/66硬碟的资料传输,为此Intel在i810晶片组中加入Hub-Link的设计,i810晶片组改用Hub-Link来连接EIDE介面,Hub-Link最高传输为266MB/Sec,可宽裕因应各I/O装置的资料传输。


所以目前大多数的,甚至可说是全部的1Gbps网路卡,都设计成64-bit的PCI介面,64-bit PCI介面最高可达266MB/Sec至528MB/Sec的传输率,如此才足够因应1Gbps网路卡的传输需要。


不过64-bit的PCI扩充槽,大多只能见于工作站(Workstation)或伺服主机(Server)上,一般桌上型(Desktop)个人电脑相当少见,为了让1Gbps网路卡能够普及,1Gbps网路卡也可适用于32-bit的PCI扩充槽上,只是传输效能无法全开,但无论如何,还是比100Mbps的网路卡快速,根据厂商的表示:「既使无法发挥10倍的传输,也有5、 6倍于100Mbps的表现。」另外最近正在普及的更高速PCI介面为PCI-X,传输率将可达1GB/Sec(1024MB/Sec),预计未来的1Gbps、甚至10Gbps的乙太网路卡将会支援此一介面。


预算有限下 如何换装升级成1Gbps

100Mbps的网路卡、集线器,与1Gbps的网路卡、集线器,在价格上有着极大的差距,以网路卡而言,目前1Gbps网路卡约台币4,700至6,500元左右,但100Mbps的网路卡,光华商场的杂牌低于200元,知名的国内厂牌也低于1,000元,集线器的差异也是相似。


因此要企业全面换用1Gbps,花费将相当可观,而且对一般企业的网路应用而言,并没有全面更换的需要,在此建议企业可以局部更换,并且以骨干网路优先,即是部门与部门间的网路先换装成1Gbps,其余末稍用户端仍可持续使用既有的100Mbps,如此有助于部门与部门间的资料传输。


或者企业可以请求资讯管理或网路维护部门,要求提供企业平日的频宽流量统计数据,从数据中找出经常传输满载的线路区段,改用与换装1Gbps网路环境。此外在频宽提升(100Mbps换装成1Gbps)后,若能搭配使用「频宽管理」与「负载平衡」之类的管理设备,则企业的整体区域网路将会更加顺畅与有效运用频宽。


哪些设备与应用 迫切需要1Gbps

如果公司内的网路使用仅是收发E-Mail、上上Web而已,那么使用1Gbps实在是大材小用,因此企业该在何种情况下才较为需要使用1Gbps的区域网路呢?


眼前比较可见的,莫过于公司内的视讯会议(Video Conference),视讯会议除了需要大量的频宽外,还需要对称的传输特性,亦即非对称的Cable Modem、ADSL也不见得适用于视讯会议,以厂商的实机示范而言,100Mbps的网路环境下,开启两个VCD播放画面,就开始会有画面延迟的现象,而1Gbps则是到四个VCD画面播放都还是相当顺畅,声音也同样顺畅,没有声音断断续续、画面跳格的情形出现。


另外近阵子相当走红的NAS储存设备,也是以乙太网路为主介面,而NAS在企业区域网路中所扮演的角色是一部专属的File Server(档案存取应用的伺服主机),提供给用户端电脑存取资料与档案用,或者是伺服主机用来做资料备份用。


正因为NAS如此的角色,所以资料存取量的庞大可想而知,目前高档的NAS储存设备都全面支援1Gbps乙太网路,甚至有厂商渴望与迫切需要更快的乙太网路介面,已经预计在今年2001年底就抢先支援10Gbps的乙太网路,而10Gbps的乙太网路就非用光纤线路不可了,CAT.5将很难达到10Gbps的传输水准。


另外对于ISP或IDC业者而言,换用1Gbps的比例、比重将会比一般企业来的高,理由无他,因为ISP、IDC业者的客户除了企业用户外,还有一般居家的拨接用户,企业用户大多用专线(64Kbps至1.544Mbps),拨接用户大多用公众电话交换线路(56Kbps),如今用户端宽频当道,用户用的ADSL、Cable Modem,其资料传输量甚至大于许多企业的专线,为了因应大量拨接用户的频宽升级,ISP/IDC机房的频宽全面提升,将是不可避免的,并且比一般企业来的更迫切。


至于家庭方面会需要1Gbps网路环境吗?短时间而言将不需要,家庭需要的是容易布设的网路环境,如HomePNA运用电话线RJ-11的插座就可布设,或是HomeRF/Bluetooth/IEEE 802.11等无线传输(Wireless),可让家人在院子、阳台无线存取网路,反而比1Gbps快速的网路更加重要,而HomePNA 1.0的传输率仅1Mbps,2.0才有10Mbps。另外从娱乐角度看,播放MP3音乐仅需192Kbps,播放VCD、Audio CD也仅需1.5Mbps,播放DVD-Video也只有6Mbps而已,完全不需要1Gbps,甚至可说是10Mbps网路环境就相当足够。


另外近阵子热门的网路咖啡厅(Internet Coffee),也是可建议率先采行1Gbps网路环境的地方,因为除一般上网与线上游戏(On-Line Game)外,一般的网路游戏对战都是属同一店面内的相互传输、对打,如果采用1Gbps网卡将有助于对战传输的流畅,游戏亦会跟着流畅,特别是现在Microsoft的DirectX 8.0支援用麦克风、耳机于游戏中通讯后(即是DirectPlay功能),频宽的进一步需求将是可遇见的,而对于网路咖啡厅业者而言,一万多元的LCD TFT液晶显示器都采购了,数千元的1Gbps网路卡,应当无须太吝啬。


结语

从历史的角度看,美国资讯厂商将无利润的产品交给台湾厂商持续经营,而自身持续维持高获利的产品与业务,这样的情形在以往的10Mbps、100Mbps的乙太网路上就已经是如此,至今仍未改变,以1Gbps的网路设备、线路、网路卡(正确而言应该是网路控制晶片)来说也是如此,目前都还是由美国大厂主导,国内厂商仍难介入,唯目前瑞昱(Realtek)公司可以推出1Gbps的网路卡晶片,是较为振奋之处,至于1Gbps的网路设备,则仍未有太大斩获。而瑞昱公司的网路卡晶片,其封装外都有「螃蟹」的注册商标打印图案,使用该晶片制造出来的网路卡,经常被人俗称成「螃蟹卡」,这也是现今光华商场经常有的惯用语。


展望未来,以IP为基础的装置、设备将愈来愈多,因此更需要1Gbps网路环境,如果企业能在不景气的时候打下企业网路基础建设的地基,将区域网路的频宽升级,则未来企业在竞争与复苏上将更为快速,发展也更加不可限量。


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