Inne
Artykuł
Łukasz Guziak, Niedziela, 8 października 2017, 10:00

Długo musieliśmy czekać na możliwość przesyłania danych w domu z wykorzystaniem standardu Ethernet 10 Gb/s. I wreszcie jest: karta sieciowa Asus XG-C100C i przełącznik Asus XG-U2008 pozwalają zbudować sieć komputerową w standardzie 10GBASE-T. Czy udało się zrealizować jego założenia? Na to pytanie odpowie nasz test.

Standard Ethernet – jak się zmieniał

Zanim przejdziemy do przedstawienia i omówienia wyników testów, cofnijmy się trochę w czasie.

Ethernet przebył długą drogę, by stać się czołowym standardem komunikacji sieciowej. Niewiele osób zdaje sobie sprawę, że jego początki sięgają lat 70. ubiegłego wieku. Inspiracją do stworzenia tego systemu sieciowego był eksperyment przeprowadzony przez Normana Abramsona, polegający na zbudowaniu sieci radiowej pozwalającej na komunikację pomiędzy wyspami Archipelagu Hawajskiego. Sieć ta przyjęła wdzięczną nazwę Aloha.

Założenia systemu były bardzo proste: stacja nadawcza mogła rozpocząć komunikację w dowolnym momencie, a po wysłaniu komunikatu oczekiwała na jego potwierdzenie. Jeśli potwierdzenie nie zostało wysłane, stacja zakładała, że ktoś inny w tym samym czasie nadaje, a brak potwierdzenia jest wynikiem kolizji równoległych transmisji, powodujących zniekształcenie sygnału radiowego. Ponowne nadawanie następowało po losowo określonym czasie.

Ojcem i pomysłodawcą Ethernetu jest dr Bob Metcalfe, który po zapoznaniu się z wynikami prac Abramsona stwierdził, że cały mechanizm można usprawnić. W roku 1973 powstał projekt oparty na założeniach sieci Aloha, lecz z pewnymi usprawnieniami. Poprawiono procedurę wykrywania wystąpienia kolizji (ang. collision detection), co w połączeniu z mechanizmem „słuchaj, zanim zaczniesz mówić” (ang. carrier sense) i dostępem do wspólnego kanału komunikacyjnego (ang. multiple access) pozwoliło stworzyć spójny protokół CSMA/CD.

Pierwsze eksperymenty pozwoliły zbudować sieć komputerową nazwaną Alto Aloha, która umożliwiła wzajemną komunikację pomiędzy komputerami Xerox Alto oraz drukarkami. Sieć ta pozwalała na transmisję danych z zawrotną, jak na owe czasy, prędkością 2,94 MB/s (patrz zdjęcie poniżej). W tym samym roku Metcalfe postanowił zmienić nazwę sieci na Ethernet. Zmiana była podyktowana chęcią podkreślenia tego, że założenia rodzącego się standardu można było zastosować do dowolnego systemu komputerowego.

Przełom w badaniach nad nową techniką nastąpił w roku 1976, w którym to Bob Metcalfe wraz ze współpracownikiem Davidem Boggsem opublikowali artykuł: „Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks”. Prace nad Ethernetem nabrały tempa, czego efektem było uzyskanie rok później patentu. System Ethernet stał się własnością firmy Xerox.

W latach 70. równolegle do pomysłu Metcalfe'a rozwijanych było wiele innych technik sieciowych. Wszystkie one były rozwiązaniami własnościowymi, stosowanymi tylko w połączeniu z urządzeniami danego producenta. Metcalfe zdał sobie sprawę, że jego rozwiązanie musi być dostępne dla każdego, by mogło stać się czołowym standardem. W roku 1979 wystąpił z bardzo radykalną, jak na owe czasy, inicjatywą, by standard będący do tej pory własnością Xeroxa udostępnić każdemu.

Rok 1980 rozpoczął erę wolnej komunikacji, której podwaliny stanowił nowo wprowadzony standard Ethernet 10 Mb/s. Od tej pory, po uiszczeniu symbolicznej opłaty w wysokości 1000 dol. na rzecz Xeroxa, mógł z niego korzystać każdy. Dwa lata później Xerox zrzekł się znaku towarowego o nazwie Ethernet i standard ten jako pierwszy na świecie stał się wolny.

Bob Metcalfe nie spoczął jednak na laurach. Żeby wypromować nowe rozwiązanie, założył firmę 3Com.

Lata 80. to ciągły rozwój techniki Ethernet. Zrodził się pomysł zastąpienia używanego do tej pory kabla koncentrycznego (ang. coaxial cable) kablem typu skrętka.

Kabel koncentryczny był coraz bardziej kłopotliwy w użyciu. Sieć oparta na tym rozwiązaniu nazywa się magistralą, a jej topologia zakłada, że każdy z komputerów ma dostęp do wspólnego medium, którym jest właśnie przewód. Założenie to w miarę ciągłego wzrostu liczby hostów przysparzało coraz więcej problemów, gdyż awaria w dowolnym miejscu kabla uniemożliwiała działanie całego systemu sieciowego.

Rozwiązaniem problemu okazało się zastosowanie kabla typu skrętka. Pozwoliło to zbudować bardziej niezawodną topologię, opartą na układzie gwiazdy. Dotychczasowe problemy z działaniem sieci mogły być łatwiej diagnozowane i usuwane. Technika Ethernet została odkryta na nowo.

Przez długie lata komputery nie były zdolne wykorzystać dostępnej prędkości, 10 Mb/s. Postęp techniczny, zwłaszcza w dziedzinie informatyki, sprawił jednak, że na początku lat 90. zdano sobie sprawę z przyszłych ograniczeń obowiązującego standardu. W roku 1995 został przyjęty nowy, pozwalający na 10-krotny wzrost prędkości komunikacji, Fast Ethernet. Po raz pierwszy uwzględniono możliwość użycia światłowodu.

Ethernet

Kompatybilność z wcześniejszym standardem osiągnięto dzięki opracowaniu protokołu Auto-Negotiation. Pozwolił on na automatyczne uzgadnianie prędkości kanału transmisji danych. Oba standardy zyskały możliwość komunikowania się ze sobą.

O ile protokół Auto-Negotiation umożliwiał równoległe wykorzystanie standardów o różnej prędkości, to następne usprawnienie, technika full-duplex, sprawiło, że karty sieciowe mogły odbierać i wysyłać dane w tym samym czasie. Na przykład łącze 100 Mb/s mogło dzięki temu zapewnić przepustowość rzędu 200 Mb/s.

Z czasem protokół Auto-Negotiation został wzbogacony o możliwość wykrywania obsługi trybu full-duplex.

Rok 1998 przyniósł dalsze zmiany. Standard Ethernet znów przyspieszył: możliwe stało się przesyłanie plików z szybkością 1 Gb/s.

Prace nad wprowadzaniem nowych rozwiązań nie ustały; upowszechnił się tryb obsługi full-duplex i już tylko w nielicznych sieciach nie był stosowany. Tryb działania oparty na dostępie do wspólnego medium transmisyjnego CSMA/CD odszedł do lamusa – pojawiły się standardy Ethernet zdolne zapewnić szybkość 10 Gb/s, 40 Gb/s oraz 100 Gb/s.

Jako pierwsza, w 2003 roku, została opublikowana specyfikacja standardu Ethernet 10 Gb/s, na razie obejmująca tylko użycie nośnika światłowodowego. Osiągnięcie tej prędkości za pomocą połączenia opartego na skrętce kategorii 6a było możliwe 3 lata później. Przesyłanie plików z prędkością 10 miliardów bitów na sekundę miedzianym kablem stało się faktem.

Standardy Ethernet 40 Gb/s oraz 100 Gb/s zostały opublikowane w 2010 roku. Jako główne medium wskazano światłowód. Użycie kabla miedzianego zostało zarezerwowane tylko dla krótkich odcinków: w przypadku standardu 40 Gb/s maksymalna długość przewodu ma wynosić 30 m przy wykorzystaniu okablowania kategorii 8, na razie jednak nie ma żadnych planów dotyczących opracowania tego typu połączeń o prędkości 100 Gb/s.

Ewolucja Ethernetu obejmowała również nowe funkcje. O dwóch z nich: full-duplex oraz Auto-Negotiation, już wspominaliśmy. Inną jest możliwość wykorzystania kabla Ethernet do jednoczesnego prowadzenia komunikacji i zasilania urządzeń sieciowych. Ta technika przyjęła się pod nazwą Power over Ethernet (PoE) i należy do najczęściej stosowanych metod zasilania bezprzewodowych punktów dostępowych.

Wykorzystanie przewodów typu skrętka w połączeniach 10 Gb/s uważano kiedyś za nierealne, ale postęp techniczny pozwolił znieść te ograniczenia. W 2006 roku uzupełniono wytyczne standardu 10 Gb/s o nowy suplement, opisujący użycie kabli miedzianych jako medium transmisyjnego w połączeniach 10 Gb/s. Ten standard przyjął nazwę 10GBASE-T.

Połączenie typu 10GBASE-T, żeby zagwarantować założoną prędkość przesyłu informacji, wykorzystuje cztery pary przewodów zapewniające prędkość do 2,5 Gb/s w obu kierunkach. Wykrywaniem typu użytego przewodu i ewentualnym korygowaniem zamienionych par przewodów zarządza system MDI/MDIX. Standard określa użycie okablowania kategorii 6a i 6. Pozwala osiągnąć transmisję między urządzeniami na odległość: 6a – do 100 m, 6 – do 55 m.

Obecnie standard 10 Gb/s wkracza do domów. Zaczynają się pojawiać płyty główne wyposażone w karty sieciowe obsługujące tę prędkość połączenia, kompatybilny sprzęt udostępniają również niezależni producenci sprzętu, na przykład Asus. I to właśnie karty i przełącznik Asusa będą bohaterami tego artykułu. Na ich podstawie ocenimy, na co stać 10GBASE-T.

 

Asus XG-C100C oraz ASUS XG-U2008 – specyfikacja, konstrukcja

Testowane urządzenia Asusa spełniają wszystkie założenia standardu Ethernet 10 Gb/s, a dodatkowo mogą prowadzić komunikację z szybkością 2,5 Gb/s (2.5GBASE-T) oraz 5 Gb/s (5GBASE-T) po użyciu kabli niższej kategorii. Dostarczone nam produkty: karta sieciowa Asus XG-C100C oraz przełącznik Asus XG-U2008, to kompleksowe rozwiązanie pozwalające zbudować sieć 10GBASE-T.

Karta sieciowa Asus XG-C100C

Asus XG-C100C – dane techniczne

Cechy złączy

 

RJ-45 dla 1 × 100 Mb/s; 1 Gb/s;
2,5 Gb/s; 5 Gb/s; 10 Gb/s
Automatyczna negocjacja: prędkość
Standard

IEEE 802.3an 10GBASE-T
IEEE 802.3u 100Base-TX Fast Ethernet
IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet
IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet
IEEE 802.1p Priority Queuing

Wskaźnik LED dwukolorowa dioda LED wskazująca prędkość
jednokolorowa dioda LED Link/Activity
Interfejs PCI-E ×4
Waga 89 g
Cena ok. 500 zł

W zestawie z kartą sieciową dołączono skróconą instrukcję obsługi oraz dodatkowy śledź, który posłuży do zainstalowania karty w obudowie typu low-profile.

Czerwony radiator odprowadza ciepło z chipsetu firmy Aquantia, AQtion AQC107, który jest sercem urządzenia.

AQtion AQC107 to kontroler sieci Ethernet, obsługujący standardy: 10GBASE-T, 5GBASE-T oraz 2,5GBASE-T przy użyciu interfejsu PCI Express. Kontroler AQtion obsługuje technikę AQrate, która zapewnia połączenie o prędkości do 10 Gb/s z wykorzystaniem kabla kategorii 6a o długości do 100 m.

Ponieważ marka Asus kojarzy się ze sprzętem dla graczy, także tym razem nie mogło zabraknąć odpowiedniego udogodnienia. Zintegrowana w karcie technika Quality-of-Service (QoS) zapewnia automatyczną priorytetyzację pakietów wysyłanych przez gry, co gwarantuje płynną rozgrywkę bez opóźnień.

Przełącznik Asus XG-U2008

Asus XG-U2008 – dane techniczne

Cechy gniazd

 

RJ-45 dla 8 × 100/1000 Mb/s Ethernet
RJ-45 dla 2 × 10GBASE-T ports
Standard

IEEE 802.3an 10GBASE-T
IEEE 802.3u 100Base-TX Fast Ethernet
IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet

Wskaźnik LED Power LED oraz Link/Activity
Prędkość transmisji Fast Ethernet: 100 Mb/s (half-duplex)
Fast Ethernet: 200 Mb/s (full-duplex)
Gigabit Ethernet: 2000 Mb/s
(full-duplex)
10GBASE-T: 20 Gb/s (full-duplex)
Wymiary 239 mm × 125 mm × 26,9 mm
Waga 1,38 kg
Cena ok. 1200 zł

Przełącznik XG-U2008 udostępnia osiem interfejsów wykorzystujących standard Ethernet 100/1000 Mb/s oraz dwa obsługujące łączność 10 Gb/s. Sumaryczna prędkość magistrali wynosi 56 Gb/s.

Na froncie znajduje się 11 diod informujących o stanie przełącznika (dioda zasilania plus 10 diod od poszczególnych interfejsów). Prędkość połączenia jest sygnalizowana określonym kolorem: 1 Gb/s – białym, 10 Gb/s – niebieskim.

Z tyłu umieszczono porty RJ-45, wyłącznik oraz gniazdo zasilania. Listwa interfejsów została też zaopatrzona w diody stanu portów.

Wymiary urządzenia to 239 mm × 125 mm × 26,9 mm, a waga to 1380 g.

Na spodzie znajdują się mocowania pozwalające zamontować przełącznik w standardowej szafie typu rack w rozmiarze 19" (zestaw montażowy jest opcjonalny i nie został dołączony w zestawie).

Asus zamknął podzespoły w estetycznej aluminiowej obudowie. Sprzęt stojący w pokoju albo biurze na pewno będzie przykuwał uwagę.  

Po odkręceniu pięciu śrubek zyskujemy dostęp do wnętrza.

Działaniem przełącznika sterują dwa układy. Pierwszy z nich, Marvell 88X3220, zarządza interfejsami standardu Ethernet 10 Gb/s, drugi zaś, Marvell 88E6190X, obsługuje porty 1 Gb/s.

Przełącznik nie ma wentylatora – jest chłodzony pasywnie i całkowicie bezgłośny. Radiator został połączony z metalową obudową urządzenia, co zapewnia lepsze rozpraszanie wydzielającego się ciepła. Dodatkowo wycięte boczne maskownice umożliwiają swobodną wymianę ciepłego powietrza.

Konstrukcja urządzenia jest bardzo solidna, a jakość wykonania – bardzo wysoka. Poszczególne elementy spasowano precyzyjnie.

Ocena artykułu:
Ocen: 21
Zaloguj się, by móc oceniać
czolgista778 (2017.10.08, 10:22)
Ocena: 14

0%
Przelacznik, chodzi po prostu o.....switch?? 10Gbit moze daloby sie taniej zrobic biorac starszy, przemyslowy hardware i puscic to po SFP+.

p.s
Karty 10Gbit z chipsetem Aquantia sa juz na X299.
Edytowane przez autora (2017.10.08, 10:25)
BeCoolMen (2017.10.08, 10:27)
Ocena: 16

0%
500zł za kartę sieciową? Bez rewelacji. Za granicą dawno można już wyrwać nówki sztuki za <500zł i to dwuportowe, a używki to już w ogóle taniej wychodzą. A jak ktoś chce łączność 10Gb w domu, to nie bawi się w dwa porty w switchu 10Gb tylko, tylko w większe switche i za niewiele więcej jest model UBNT ES‑16‑XG (~2-2,2k zł) który ma już tych portów dużo więcej (większość to światłowodowe).
mefisto777 (2017.10.08, 10:32)
Ocena: 8

0%
Bez sensu, po 1 primo trzeba by budować całą infrastrukturę od nowa. Po drugie Primo, znaleźć router z WAN portem 1000mbps w domu to jak 3 w totka.

Jak będą takie integry na płytach to pogadamy o zastosowaniu do domu i biura :D
Szczota (2017.10.08, 11:00)
Ocena: 19

0%
Plus za to że wkoncu ktoś się zajął testowaniem sieci. Pochwalić trzeba testy iperfa co dla sieciowcow to jedyne narzędzie.
Porównanie linuksa do Windowsa też fajne. Podejrzewam że Linuks wypadł słabiej z powodu sterowników.
Już nie raz pisałem że stawianie serwera na linuksie jest problematyczne i bardzo niebezpieczne przez co wiecznie minusy dostawałem.
Dalej powtórzę. Linuks jest tak mało bezpieczny w domyślnych ustawieniach jak Win XP. Windows w domyślnych ustawieniach jest o wiele bardziej bezpieczny a prawda jest taka że 99% stawiajacych serwery na linuksie nie ma wiedzy a robi to wierząc w mit bezpieczeństwa.

Test chyba sponsorowany :) imho 10Gbit dalej nie wchodzi do domu bo te 2 porty w switcha to...
D-link w podobnej cenie ma switche z podobnymi parametrami ale zarzadzalny.
Przy 2 portach 10gbit to switch powinien być zarzadzalny żeby móc sobie uplinki vlanami podzielić.

Zróbcie test w 2,5 i 5Gbit. Ogólnie to chyba tylko jeden switch widziałem z obsługą tego i był cisco. Cena... Chyba lepiej w 10gbit iść nie wiele drożej :)

Mefisto głodny byłeś i zero zjadłeś. Routery z WAN 1000mbit to norma ale 10000mbit to faktycznie powodzenia
Randall_Memphis (2017.10.08, 11:24)
Ocena: 14

0%
Cholera, mam w domu stary switch Netgear prosafe M5300-52g-poe+ktory ma 10Gb porty, kilka kart intela e69818, nawet qnapa mam podlaczonego 10Gb. od blisko dwoch lat jak mysle. Troche pozno to wasze 'Nareszcie jest'?
barwniak (2017.10.08, 11:28)
Ocena: 14

0%
mefisto777 @ 2017.10.08 10:32  Post: 1100102
Bez sensu, po 1 primo trzeba by budować całą infrastrukturę od nowa. Po drugie Primo, znaleźć router z WAN portem 1000mbps w domu to jak 3 w totka.

Jak będą takie integry na płytach to pogadamy o zastosowaniu do domu i biura :D

1Gb WAN/LAN router mam od 7 lat. Ale sama naklejka WAN/LAN 1Gb/s to za mało. Liczy się jeszcze to jaka jest przepustowość między portem WAN, a LAN. W moim 7 latku 250mbps. Ale w tanich routerkach 1Gb też nie dostaniesz 1Gb/s WAN-LAN.
cichy45 (2017.10.08, 11:36)
Ocena: 11

0%
W komentarzach widzę wytykanie że technologia SFP jest już dawno dostępna.

Jednak, SFP to przede wszystkim zastosowanie przemysłowe/serwerowe, standard ten nie jest optymalny do domu. Po drugie, karty są bardzo drogie, chyba że mówimy o używkach. Używkach które często są stare i producent nie zapewnia sterowników do nowych systemów operacyjnych. Po trzecie, SFP jest totalnie niekompatybilne z domowym sprzętem. Wyobrażacie sobie podłączyć telewizor albo konsolę pod SFP? No właśnie.

Ethernet na skrętce jest po to, żeby można było wymienić sprzęt i mieć 10Gbps na urządzeniach które potrzebują tyle (komputer-nas-cokolwiek) a jednocześnie bez problemów podłączyć inne urządzenia po kablu jak telewizor, konsola, accespoint.
MichagM (2017.10.08, 11:38)
Ocena: 10

0%
Dobry sprzęt tylko do przenoszenia dużych plików. Wiadomo że k.sieciowa grzeje i dobrze dali radiator.

Dzisiejsze czasy wystarczające 100Mb/s albo 1Gb/s do
Multiplayer/Download/MediaPlayer/Office.
Chyba będę musiał przeprowadzić do Japonii żeby wykorzystać pełny potencjał 10Gb/s ale nie w Polsce. Większość serwerów w Polsce są za wolne czyli standard 100Mb-1Gbs/s.

Z Onet.pl [jak wygląda w Polsce]
http://biznes.onet.pl/wiadomosci/teleinfor...nternetu/z7ts87
Na samym końcu jest napisane:
W Polsce nadal blisko 80 proc. aktywnych łączy nie jest w stanie obsłużyć prędkości szybszych niż 10 Mb/s, a zaledwie 4 proc. gwarantuje połączenie szybsze niż 30 Mb/s. Dlatego przed nami trudne zadanie, aby przez najbliższe trzy lata znacznie zwiększyć transfer.
Edytowane przez autora (2017.10.08, 11:50): Dodatkowo
kamilord (2017.10.08, 12:22)
Ocena: 8

0%
z tym 100mbps to troche przesadziles, za malo na dzisiejsze standardy
ale za to gigabit jak najbardziej jest teraz qool, i tak przynajmniej 1gbit powinien byc standardem wszedzie a ten test to taka ot ciekawostka, zeby to wykorzystac trzeba albo pracowac w sieci na ssd miedzy pecetami ew wsadzic ssd do nasa co aktualnie jest calkowicie nieoplacalne
1minuser (2017.10.08, 13:18)
Ocena: 30

0%
Bardzo podoba mi się ten artykuł.
Użyto kabli różnych kategorii, różnych długości, sprawdzono wydajność na windowsie i linuksie, opisano standardy ethernet...
Pokazano, że już 1Gbit przekracza wydajnościowo przeciętne dyski twarde, i dopiero transfer z i na SSD wysyca to łącze, a do zaspokojenia 10GbE potrzeba porządnego m.2 lub ramdysku.

Dawno nie widziałem tak porządnego testu, i dodatkowo nie jest to kolejna płyta główna, ale coś 'świeżego'. Zakładam, że jest to przedsmak testowania sieciówek w płytach głównych? Jak jeszcze w takich testach pojawi się, chociaż skrótowo, linuks, to mi od tego dobrobytu w głowie się poprzewraca :D
Zaloguj się, by móc komentować
Artykuły spokrewnione
Facebook
Ostatnio komentowane