Gigabit Ethernet

DEI/FCTUC, Licenciatura em Engenharia Informtica, Comunicao e Profisso, 2003/2004

Ficha de Caracterizao do TrabalhoTtulo: Gigabit EthernetResumo: Neste trabalho, apresentam-se as principais caractersticas da tecnologia Gigabit Ethernet, suas vantagens e inconvenientes. tambm feita uma breve referncia tecnologia 10 Gigabit Ethernet, sucessora da tecnologia alvo deste artigo. Espera-se que o presente trabalho seja til aos interessados no tema.Data: 17 Novembro 2003

Esforo: 8 hMotivao: vem do meu interesse pelas redes de computadores e tecnologias subjacentes.Contedos: como funciona a tecnologia Gigabit Ethernet. Quais a diferenas em relao s tecnologias anteriores.Futuro: Melhorar o trabalho, tendo em conta eventuais comentrios.Gigabit Ethernetpor

Srgio Miguel Oliveira Cruz

Departamento de Engenharia Informtica

Universidade de Coimbra

3030 Coimbra, Portugal

scruz@student.dei.uc.pt

Resumo: Neste trabalho, apresentam-se as principais caractersticas da tecnologia Gigabit Ethernet, suas vantagens e inconvenientes. tambm feita uma breve referncia tecnologia 10 Gigabit Ethernet, sucessora da tecnologia alvo deste artigo. Espera-se que o presente trabalho seja til aos interessados no tema.

Palavras-chave: Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, redes de computadores.

1. Introduo

A tecnologia Ethernet comeou a ser desenvolvida h mais de 20 anos, sendo hoje a mais utilizada para ligar milhes e milhes de computadores nas redes locais (LANs).

O desenvolvimento da tecnologia, e o consequente aumento da quantidade de dados e necessidade de taxas de transferncia mais elevadas, levaram tambm a que a tecnologia Ethernet fosse desenvolvida de forma a proporcionar maior largura de banda, permitindo melhor desempenho nas redes.Embora a tecnologia alvo deste artigo (Gigabit Ethernet) no seja a tecnologia mais actual (a ltima a ser desenvolvida e oficializada a 10 Gigabit Ethernet), a grande maioria dos utilizadores ainda no deu o salto para esta, sendo por isso do interesse do autor dar a conhec-la.

2. Gigabit Ethernet para qu?

A tecnologia Gigabit Ethernet surgiu da necessidade criada pelo aumento de largura de banda nas redes de computadores (como servidores e estaes de trabalho) e tambm pela reduo constante dos custos das tecnologias, juntamente com as exigncias das aplicaes actuais. Assim, o Gigabit Ethernet, tem a seu favor o facto de poder oferecer a soluo para o congestionamento de backbones, por atender de forma razovel s exigncias cada vez maiores das aplicaes (multimdia, videoconferncia, etc.) e por ser uma tecnologia familiar e compatvel com o padro Ethernet o que traz grandes benefcios, tais como a economia na formao de profissionais e a proteco do investimento j feito - est a atrair, cada vez mais, a ateno da indstria e dos profissionais da rea de redes.Esta tecnologia, tal como a tecnologia ATM, foi desenvolvida para fornecer uma largura de banda maior na rede, descongestionando os backbones. Contudo, h uma vasta gama de tarefas e situaes nas quais esta tecnologia pode ser aplicada:- na posio de ponto central (core) de comutao de pacotes entre redes Ethernet e Fast-Ethernet num backbone corporativo;

- em backbones acadmicos (universidades);

- nos provedores Internet (ISPs);

- em servidores de alto-desempenho.

2.1. Como funciona?

O ponto fulcral no Gigabit Ethernet reside no facto de, na verdade, no ser por si s uma nova tecnologia. antes a evoluo das tecnologias predecessoras: 10 Mbps e 100Mbps Ethernet, tendo por esse facto naturais semelhanas. As trs velocidades Ethernet referidas usam o mesmo formato nos quadros de informao (IEEE 802.3), operao em full-duplex, e mtodo de controlo de fluxo. No modo half-duplex, a tecnologia Gigabit Ethernet usa o fundamental mtodo de acesso ao meio para proteger os dados de colises (CSMA/CD), embora com algumas alteraes relativamente ao usado nas tecnologias anteriores. Resumindo, a Gigabit Ethernet Ethernet, apenas com maior velocidade.

A tecnologia Gigabit Ethernet, comeou a ser desenvolvida pelo IEEE em 1997, tendo-se ramificado em quatro padres diferentes: 1000BaseLX, 1000BaseSX, 1000BaseCX e 1000BaseT.

1000BaseLX - o padro mais caro, que suporta apenas cabos de fibra ptica e utiliza a tecnologia long-wave laser. Tem, contudo a vantagem de suportar distncias at 5Km. 1000BaseSX utiliza igualmente cabos de fibra ptica, mas a tecnologia de transmisso subjacente mais barata, pelo facto de j ser usada noutros dispositivos (CD-ROM, etc). Tem a desvantagem de o sinal poder atingir distncias menores.

1000BaseCX usa uma derivao de cabo coaxial com dois fios, que sendo mais barato que as duas anteriores em fibra ptica, tem um alcance muito reduzido. Usado quase exclusivamente para ligar servidores em data centers que estejam no mesmo rack.

1000BaseT- Este o padro que cresceu e continua a crescer mais rapidamente, quase condenando ao fracasso os trs anteriores. Usa os mesmo cabos de cobre de par entranado de Categoria 5, que as redes de 100Mbps. Isto representa uma enorme economia, no apenas por eliminar a necessidade de trocar os cabos actuais por cabos muito mais caros, mas tambm nas prprias placas de rede, que passam a ser uma evoluo das actuais e no uma tecnologia nova.3. Prs e contras

Como em qualquer tecnologia, nem tudo so vantagens, e h, por isso, que analisar com alguma ateno os prs e contras da Ethernet a1Gbps.

3.1 Vantagens

A tecnologia Gigabit Ethernet tem como principais vantagens a popularidade da tecnologia Ethernet e o seu custo. Basicamente, ela oferece um aumento de 10 vezes em relao ao desempenho da tecnologia mais popular actualmente para ligao entre computadores: o Fast Ethernet (100Mbps). Trata-se de uma tecnologia conhecida, protegendo o investimento feito em recursos humanos e em equipamento. No h nenhuma nova camada de protocolo para ser estudada, tendo consequentemente, uma pequena curva de tempo de aprendizagem em relao actualizao dos profissionais. H tambm a enorme vantagem j referida de se poder usar a cablagem de suporte tecnologia anterior: 100Mbps Ethernet.3.2 Desvantagens

Apesar da alta velocidade, o padro Gigabit Ethernet no suporta QoS (Quality of Service), que um dos pontos mais fortes da tecnologia ATM. Desta forma, ele no pode garantir o cumprimento das exigncias de aplicaes, como a videoconferncia com grande nmero de participantes, ou mesmo uma transmisso de vdeo em tempo-real de um ponto para muitos pontos.

A contrapor ao facto apresentado como uma vantagem, de esta tecnologia poder usar cablagem de suporte a tecnologia anterior, h um seno que importa referir. No caso dessa cablagem no se apresentar a cem por cento, esse facto ir inevitavelmente impedir o bom funcionamento da tecnologia Gigabit Ethernet, que por permitir taxas de transferncia mais elevadas, mais permevel a interferncias e defeitos na cablagem.4. O que vem a seguir?

Tal como na informtica em geral, tambm no mundo Ethernet a evoluo no pra. O senhor que se segue, d pelo nome 10 Gigabit Ethernet, fazendo jus regra da multiplicao da velocidade da tecnologia anterior por 10.O primeiro padro de redes 10 Gigabit Ethernet chama-se 10GBaseX. Parece ser bastante interessante do ponto de vista tcnico, pois alm da velocidade, o alcance mximo de nada menos que 40 Km, utilizando cabos de fibra ptica monomodo. Existe ainda uma opo de baixo custo, utilizando cabos multimodo, mas que em compensao tem um alcance de apenas 300 metros. O 10 Gigabit Ethernet tambm representa o fim dos hubs. Este padro permite apenas o modo de operao full-duplex, onde ambas as estaes podem enviar e receber dados simultaneamente, o que s possvel atravs do uso de switchs. Isto encarece mais ainda esta tecnologia, mas traz ganhos de desempenho considerveis, j que alm de permitir o uso do modo full-duplex, o uso de um switch acaba com as colises de pacotes de dados.

5. Concluses

Alm da grande largura de banda, esta tecnologia tem a vantagem de no ser mais do que a natural evoluo das tecnologias anteriores. Aliado a este facto, est tambm o de ser a tecnologia de alta velocidade com custo mais baixo, ao nvel da implementao, manuteno e suporte. tambm de esperar que os utilizadores domsticos comecem a utilizar esta tecnologia, prevendo-se que seja usada para ligar em rede ainda mais computadores que as anteriores.6. Referncias

MONTEIRO, Edmundo e Fernando Boavida, Engenharia de redes informticas, 4 edio, 2000, FCAhttp://www.10gea.org/GEA_copper_0999_rev-wp.pdfhttp://downloads-guiadohardware.net/curso/redes_guia_completo/20.asphttp://www.rnp.br/newsgen/9802/gbernpng.pdfhttp://www.gigabit-ethernet.org