Gigabit Ethernet :
la suite logique de l'évolution des normes
Ethernet 10 Mbps et Fast Ethernet 100 Mbps.

Le standard :
C'est sous le nom de IEEE802.3z qu'ont été ratifiées en Juin 1998, les règles qui régissent le standard gigaEthernet :

    • Operation en mode Half & Full-Duplex à 1000 Mbps
    • Utilisation des trames standard Ethernet 802.3 (comme Ethernet et Fast Ethernet)
    • Utilisation du mode CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acees/ Collision Detect) avec support d'un répéteur par domaine de collision.
    • Compatibilité avec les adressages Ethernet et Fast Ethernet

Les câblages :
Lors de la ratification des normes en Juin 1998 ont été définies 3 standards de câblage. Deux en fibre optique et un en câble cuivre blindé.

Un autre comité nommé IEEE802.3ab devraient prochainement ratifier un standard 1000Base-T pour paires torsadées. Enfin, un cinquième type de transmission nommé 1000Base-LH répond à des spécifications multi-constructeurs qui ont été précisées afin d'autoriser des distances supérieures à celles spécifiées dans la norme 1000Base-LX.

    • 1000BASE-SX : "S pour Short wavelength (onde courte)" spécifie les fibres et transmetteurs à utiliser. La fibre doit être de type multimode et avoir une longueur d'onde comprise entre 770 et 860 nm (habituellement appelée 850 nanomètres). Selon le diamètre de la fibre (50 ou 62.5 microns) et la bande passante au kilomètre), les distances maximales peuvent atteindre 220 à 550 mètres. Le tableau ci-dessous décrit ces variations :

      Type fibre

      Diamètre fibre
      (microns)

      Bande Passante
      (MHz * Km)

      Distance Maxi
      (mètres)
      Multimode
      62.5
      160
      220
      Multimode
      62.5
      200
      275
      Multimode
      50
      400
      500
      Multimode
      50
      500
      550

    • 1000Base-LX : "L pour Long wavelength (onde longue)". La fibre peut-être de type monomode our multimode. La longue d'onde doit être comprise entre 1270 et 1355 nanomètres. (habituellement 1350 nm). Il est à noter que plus la bande passante est importante et plus la distance de liaison peut être augmentée. Les spécifications du comité IEEE 802.3z sont particulièrement conservatrices face à des conditions d'environnement et d'utilisation normales, il n'est pas rare que des distances trois à quatre fois supérieures à celles définies sous dessous fonctionnent parfaitement.

      Type fibre

      Diamètre fibre
      (microns)

      Bande Passante
      (MHz * Km)

      Distance Maxi
      (mètres)
      Multimode
      62.5
      500
      550
      Multimode
      50
      400
      550
      Multimode
      50
      500
      550
      Monomode
      9
      ---
      5000



    • 1000Base-LH : "LH pour Long Haul (Longue distance). Mêmes si les spécifications 1000Base-LH ne sont pas couvertes par un standard IEEE, de nombreux constructeurs proposent des transmetteurs autorisant des distances plus étendues, mais qui restent compatibles avec le standard 1000Base-LX et utilisent le connecteur d'interfacage Gigabit (GBIC). Les architectes réseaux , s'ils doivent se préoccuper des niveaux d'atténuation des fibres utilisent, peuvent se servir de ces transmetteurs afin d'atteindre des distances de 10 à 40 Kilomètres .

    • 1000Base-CX : Cette norme précise l'usage de câbles de cuivre blindés dont l'utilisation serait limité aux jarretières et autres liaisons dans une armoire de brassage ou local technique de répartition. La distance est alors limitée à 25 mètres. Il est important de noter qu'aucun constructeur à ce jour, n'a annoncé de produits conformes à cette norme 1000Base-CX.

    • 1000Base-T : Ces spécifications toujours en phase d'établissement devraient autoriser la transmission de données à 1000 Mbps sur une distance maximale de 100 mètres et à l'aide de câbles paires torsadées non blindés de catégorie 5, déjà utilisé dans le câblage Fast Ethernet 100 Mbps.

Les produits :
GigaEthernet utilisant le même mode de transmission, les mêmes paquets s'intègrent très facilement dans un réseau existant Ethernet ou Fast Ethernet. On retrouve donc au niveau du matériel les mêmes éléments.

  1. Les Switchs sont les principaux équipements réseaux. Ils se divisent en deux séries :
    • Les Switchs 10/100 Mbps à autonégociation Nway disposant de 1 ou plusieurs ports Gigabit Ethernet, certains sont empilables.
    • Les Switchs 1000 Mbps sont architecturés autour de plusieurs ports Gigabit et disposent souvent soit d'un ou plusieurs slots, soit d'un ou plusieurs ports permettant la connexion de ports Fast Ethernet 100 Mbps.
  1. Une nouvelle gamme de produits semble également voir le jour . Il s'agit de répéteurs multiports Full-Duplex également appelés distributeurs bufferisés. Ces produits fonctionnent comme des Hubs. Ils envoient un paquet émis par un port vers l'ensemble des autres ports du répéteur partageant ainsi une bande passante de 1 Gbps. Equipés de buffers, ils peuvent stocker les paquets en attente autorisant ainsi les transmissions en mode full-duplex. En revanche, Ils ne peuvent pas sélectionner, comme le font les switchs, les ports vers lesquels ils doivent envoyer l'information, ne disposant pas de fonction de filtrage sur les adresses M.A.C.

  2. Enfin les cartes Gigabit Ethernet sont disponibles pour différents slots S-BUS (pour Sun MicroSystems), PCI (pour PC et Apple PowerMac). Les plus performantes s'adaptent au bus PCI en mode 32 ou 64 Bits afin d'optimiser les performances. Un bus 32 bits PCI limitant le taux de transmission des paquets.


Les services :
Depuis plusieurs mois, la demande de services associés à la transmission de données se fait croissante. Et si le standard GigaEthernet n'intègre pas des fonctions de Qualité de services (QoS), réservation de bande passante, de gestion de redondance de liens, de sécurité, il se repose sur les standards de l'industrie pour effectuer ces opérations.

GigaEthernet comme ses prédécesseurs Ethernet et Fast Ethernet repose sur les couches ISO. Ainsi les protocoles tels que RSVP, protocole de réservation de services (niveau 3 ISO), les standards IEEE802.1p et IEEE802.1q sont parfaitement compatibles et utilisables dans un environnement GigaEthernet.

Couche ISO
Nom ISO
Exemple
Niveau 4
Transport Layer
TCP
Niveau 3
Network Layer
IP, RSVP, ...
Niveau 2
DataLink Layer
Ethernet MAC, 802.1p, 802.1q
Niveau 1
Physical Layer
10BaseT, 100BaseTX

Informations : Les standards IEEE802.1p et IEEE802.1q, dont certains sont encore en cours de ratification par leurs comités, autorisent la définition de classes de services et de niveaux de priorité dans les transmissions de paquets. Ainsi les paquets de voix peuvent t'ils être transmis prioritairement par rapport à des paquets de données. Il est également possible de définir des priorités entre les paquets de même type. Ainsi un accès à une base de données peut avoir une bande passante réservée (via RSVP) et être prioritaire par rapport aux échanges de la messagerie.

Les routeurs et switchs de niveau 3 qui commutent les paquets en fonction du protocole (essentiellement IP) sont également utilisables. La plupart des switchs disposent désormais de ports GigaEthernet. Seuls les routeurs de grande puissance (Souvent en chassis) offrent des ports GigaEthernet.

Les performances :
Les tests que nous avons effectué montrent que la très grande majorité des switchs permettent d'utiliser presque la totalité de la bande passante GigaEthernet (99% mini) tant avec des paquets de longueur 64 octets qu'avec ceux de 1518 octets.

  • Paquets de 64 octets :
    - Transmission théorique 1.488.095 paquets
    - Transmission pratique (1.488.095 * (64+12+8)) = 1 Gbps
  • Paquets de 1518 octets
    - Transmission théorique 81.274 paquets
    - Transmission pratique (81.274 * (1518+12+8)) = 999,995 Mbps


    Les 12 octets rajoutés figurent le délai inter-trame
    Les 8 octets correspondant au préambule.

Gigabit Ethernet et ATM :
Il est bien difficile de parler Gigabit Ethernet sans aborder sa coexistence avec ATM. Originellement développé par l'industrie téléphonique, ATM s'est essentiellement déployé sur les grands réseaux de type campus et sur les interconnexions WAN. ATM offre aujourd'hui des vitesses de transmissions de 155 Mbps et 622 Mbps et devraient prochainement atteindre 2.4 Gbps. Son objectif premier étant l'intégration des traffics données, voix et vidéo, ATM dipose de fonctionnalités bout en bout de qualité de services (QoS) et contrôle des temps de transmissions. ATM et Ethernet 10 Mbps, Fast Ethernet 100 Mbps et GigaEthernet 1000 Mbps coexistent parfaitement dans un réseau.

La migration Gigabit Ethernet.
Dans un réseau de petite taille, là où vous utilisez un switch Fast Ethernet, si vous souhaitez augmenter les performances de votre réseau, il convient de connecter votre ou vos serveurs sur des liens Gigabit Ethernet.

Dans le cas de réseau plus important utilisant plusieurs liens Fast Ethernet entre Switchs (Port Trunking ou Power-Link) vous pouvez remplacer les multiples liens Fast Ethernet par un lien GigaEthernet.

Dans un réseau local où vous utilisez un switch Fast Ethernet en backbone pour y connecter vos serveurs et en cascade d`autres hubs ou switchs, La solution la plus aisée peut être de remplacer votre switch Fast Ethernet par un Switch GigaEthernet. Votre switch Fast Ethernet peut alors être inséré en cascade afin d'optimiser les transmissions. L'idéal étant de remplacer tous les hubs 100 Mbps ainsi que les switchs 10 Mbps par des switchs 10/100 Nway disposant d'un port GigaEthernet assurant la liaison vers le switch GigaEthernet central.

 

 

  quelques sites de références à visiter :