شبكه گيگابايتي چيست؟

[آبجی]

شبكه هاي متصل با سيم نيز در كنار شبكه هاي بي سيم در حال پيشرفت اند. اين پيشرفت باعث شده تا كامپيوترهاي رو ميزي بتوانند با سرعت 1000 مگابايت بر ثانيه به يكديگر متصل شوند. چندي است كه نسل تازه اي از شبكه هاي متصل با سيم با نام Eethernet گيگا بيتي زير سايه و درهياهوي شبكه هاي بي سيم متولد شده. اين استاندارد كه كه طراحي آن از حدود 6 سال پيش آغاز شده بود سرانجام به بار نشست و سرعت آن چهار برابر پر سرعت ترين شبكه بي سيم كنوني است. كنترل كننده هاي Ethernet گيگا بايتي كم كم جاي خود را روي بردهاي اصلي بازكرده و جاي كنترل كننده هاي Fast Ethernet را با سرعت 100 مگا بيت بر ثانيه مي گيرند. آزمايش هاي نشان داده اند كه سرعت شبكه هاي Ethernet گيگا بيتي در عمل به 90 مگا بيت بر ثانيه مي رسد. اين ميزان برابر است با ده برابر سرعت Fast Ethernet. آهنگ انتقال در Ethernet گيگابيتي در حال حاضر از هر سخت ديسكي بيشتر است. بنا براين هنگام كار با فايل هاي ويدئويي يا CAD كه روي كامپيوتر هاي سرويس دهنده ذخيره شده اند، شبكه سرعت كار را كاهش نمي دهد. هر چه سريعتر، هر چه ارزانتر با گسترش كنترل كننده هاي گيگابيتي، در خواست براي سوئيچ هاي مناسب نيز رو به افزايش است. قيمت اين دستگاه ها هم به طور همزمان رو به كاهش است به طوري كه يك سوئيچ گيگا بيتي با 8 درگاه سال گذشته حدود 2000 يورو پايين آمده. Ethernet گيگا بيتي با سرعت زيادي كه دارد براي انتقال داده ها روي شبكه هاي محلي هم بسيار مناسب است. دستگاه هاي Ethernet گيگا بيتي اگر چه با گونه هاي پيشين يعني Fast Ethernet و Ethernet مگا بيتي سازگارند اما براي بهره مندي از بيشترين سرعت بايد از هر 4 زوج سيم استفاده كرد. افزون بر اين از يك مدولاسيون پنج سطحي نيز استفاده مي شود. همه اينها به اين معني است كه روي هر زوج سيم و در هر تپش با بسامد 100 مگا هرتز بيش از دو بيت منتقل مي شود. در نتيجه بيش از يك گيگابيت بر ثانيه فرستاده مي شود كه بخشي از اين پهناي باند اضافي براي رمز گذاري داده ها با شيوه Trellis به كار مي رود. داده هايي كه در اين شيوه به جريان داده هاي اضافه مي شود پايداري و ايمني اين شبكه ها را افزايش مي دهد. كابل ها يكسان نيستند براي بهره مندي از بيشترين سرعت، بايد كابل ها را كمي پيچيده تر ساخت. كابل هاي 4 رشته اي Cat5 كه در Fast Ethernet در فاصله هاي كوتاه به كار مي روند در Ethernet گيگا بيتي قابل استفاده نيستند و سرعت اين دستگاه ها را تا حد Fast Ethernet كاهش مي دهند. جالب است بدانيد كه در سخت افزار گيگا بيتي تفاوتي ميان درگاه هاي Uplink و Downlink وجود ندارند. هر دستگاه طرف مقابل را شناسايي كرده و بسته به اينكه در سمت ديگر يك كارت شبكه يا يك سوئيچ قرار داشته باشد خود را تنظيم مي كند. كابل هاي هشت رشته اي هم از نظر كيفيت با هم تفاوت دارند. قيمت كابل هاي Cat6 به طور نظري امكان استفاده از بسامد 300 مگا هرتز را فراهم مي كند و آهنگ انتقال آن در مقايسه با Cat5 روي هر جفت سيم سه برابر است. طول كابل Cat6 حداكثر 100 متر است كه در صورت استفاده از يك سوئيچ مي توان دو دستگاه كامپيوتر به فاصله 200 متر را به يكديگر متصل كرد. اما در اين كابل ها در مقايسه با Cat5 ويژگي آبشاري ( Cascading ) بسيار محدودتر شده به طوري كه به جاي امكان استفاده از پنج سوئيچ پشت سر هم ( كه فاصله را به 600 متر مي رسانند ) تنها مي توان از دو سوئيچ استفاده كرد كه حداكثر فاصله را به 300 متر محدود مي كند. بنا براين در ساختمان هاي بزرگ براي استفاده از كابل هاي Cat6 وجود Router لازم است. در صورت افزايش فاصله ( براي نمونه ميان دو ساختمان ) بايد به جاي كابل هاي مسي، كابل هاي فيبر نوري را به كار برد. در اين كابل هاي فيبر نوري Single Mode، فاصله مي تواند تا پنج كيلومتر افزايش يابد. اين را هم بگوييم كه تجهيزات استفاده از فيبر نوري بيش از ده برابر تجهيزات كابل Cat5 قيمت دارند. سرعت بسيار بالا براي كامپيوترهاي شخصي بد نيست فاصله هاي زياد را به حال خود گذاشته و كمي كاربرد شبكه هاي گيگابيتي را در كامپيوترهاي شخصي بررسي كنيم. پهناي باندي كه اين شبكه ها فراهم مي كنند برخي تغييرات را در سخت افزار كامپيوترهاي شخصي ايجاب مي كند. كارت شبكه گيگا بيتي در حالت دو طرفه كامل ( Full Duplex ) كار مي كند. يعني مي تواند همزمان داده را فرستاده و دريافت كند كه اين آهنگ انتقال 180 مگابايت در ثانيه را به دست مي دهد در حالي كه پهناي باند گذرگاه PCI تنها 133 مگابايت برثانيه است. البته اگر در سيستم كارت PCI ديگري مانند كارت صوتي يا كنترل كننده RAID وجود داشته باشد اين پهناي باند 133 مگابايتي باز هم كاهش يافته و باقيمانده آن دراختيار كارت شبكه قرار مي گيرد. بنابراين بي دليل نيست كه كارت هاي شبكه ويژه كامپيوتر هاي سرويس دهنده كه با معماري 64 بيتي ساخته مي شوند پهناي باند 533 يا حتي 1066 مگابيتي دارند. در مقابل، بيشتر كارت هاي شبكه يك پارچه با برد اصلي از نظر آهنگ انتقال داده با كارت هاي شبكه PCI تفاوتي ندارند چون آنها نيز به درگاه PCI كند متصل اند. تنها راه حل اينتل در سري تراشه هاي i865 و i875 با نام Communications Streaming Architecture (CSA) است كه اين گلوگاه را تقريبا برطرف كرده. در اين شيوه، كنترل كننده شبكه از طريق يك مسير اختصاصي با آهنگ انتقال 266 مگابايت بر ثانيه به سري تراشه متصل مي شود. در نتيجه، بخش هاي ديگر نمي توانند سرعت آن را پايين بياورند. بد نيست در اينجا اشاره كنيم كه اين كنترل كننده هاي اينتل در عمل به سرعت 150 مگا بايت بر ثانيه دست پيدا مي كنند در حالي كه كنترل كننده هاي يكپارچه با برد اصلي مانند 3Com، Broadcom يا VIA آن هم بدون وجود كارت هاي PCI ديگري حتي تا نصف پايين مي آيد. آنچه كه در اين ميان بسيار عجيب است اينست كه برخي شركت هاي سازنده برد اصلي هيچ تمايلي به بهره برداري از اين فناوري اينتل ندارند و با وجود تراشه هاي سري تراشه هاي i865، i875 روي محصولاتسان باز هم آنها را با كنترل كننده هاي Broadcom مجهز مي كنند. استانداردسازي سري تراشه سري تراشه هاي كه در آينده به بازار مي آيند اين مشكل را برطرف مي كنند چون نه تنها گذرگاه پر سرعت PCI Experss را با خود دارند بلكه كنترل كننده شبكه گيگابايتي نيز با آنها يكپارچه شده. به نظر نمي رسد كه Ethernet بتواند در بخش كامپيوترهاي شخصي به سرعت هاي بالاتر دست پيدا كند. اگر چه همين حالا نيز استاندارد Ethernet 10 گيگابايتي تعريف شده و دستگاه هاي سخت افزاري آن در دست ساخت هستند اما براي بهره مندي از سرعت بالاي آن چاره به جز رفتن به سراغ كابل هاي فيبر نوري نيست. اگر روش هاي تشخيص خطا يا اندازه Packet در پروتكل Ethernet تغيير نكنند در شبكه هاي Ethernet 10 گيگابايتي حداكثر مي توان از كابل هاي مسي به طول 10 متر استفاده كرد كه براي پياده سازي عملي شبكه ها بسيار كوتاه است.