Thứ Hai, 20 tháng 5, 2013

Tìm hiểu về Công nghệ Ethernet và Gigabit Ethernet


Công nghệ Ethernet đã được xây dựng và chuẩn hoá để thực hiện các chức năng mạng lớp đường dữ liệu và lớp vật lý. Công nghệ này hỗ trợ cung cấp rất tốt các dịch vụ kết nối điểm - điểm với cấu trúc tô-pô mạng phổ biến theo kiểu ring và hub and spoke.

Với cấu hình hub and spoke, trong các mạng cơ quan, khu văn phòng thường triển khai các nút mạng là các thiết bị Switch/ Chuyển mạch. Nút mạng đóng vai trò là Gateway/ cổng kết nối kép (dual home) với nút mạng thực hiện chức năng POP (Point Of Present) của nhà cung cấp dịch vụ để tạo nên cấu trúc mạng. Cách tổ chức mạng này xét về khía cạnh kinh tế là tương đối đắt, bù lại mạng có độ duy trì mạng cao và có khả năng mở rộng, nâng cấp dung lượng.

Mạng tổ chức theo cấu trúc tô-pô ring được áp dụng nhiều vì có tính hiệu quả về mặt tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng mạng ban đầu. Tuy nhiên, một trong những yếu điểm của cấu trúc mạng kiểu này là không hiệu quả khi triển khai thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây (Spanning-Tree-Algorithm); là một trong những thuật toán định tuyến quan trọng áp dụng trong mạng Ethernet do những hạn chế của cơ chế bảo vệ và dung lượng băng thông hữu hạn của vòng ring. Cụ thể là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây trong nhiều trường hợp sẽ thực hiện chặn một vài phân đoạn tuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm dung lượng băng thông làm việc của vòng ring. Một điểm nữa là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây có thời gian hội tụ dài hơn nhiều so với thời gian hồi phục đối với cơ chế bảo vệ của vòng ring (tiêu chuẩn là 50 ms).

Gigabit Ethernet là bước phát triển tiếp theo của công nghệ Ethernet, một công nghệ mạng đã được áp dụng phổ biến cho LAN- Local Area Network/ Mạng cục bộ hơn hai thập kỷ qua. Ngoài đặc điểm công nghệ Ethernet truyền thống, công nghệ Gigabit Ethernet phát triển và bổ sung rất nhiều các chức năng và các tiện ích mới nhằm đáp ứng yêu cầu đa dạng về loại hình dịch vụ, tốc độ truyền tải, phương tiện truyền dẫn. Hiện tại các giao thức Gigabit Ethernet đã được chuẩn hoá trong các tiêu chuẩn IEEE 802.3z, 802.3ae, 802.1w. Gigabit Ethernet cung cấp các kết nối có tốc độ 100 Mbít/s, 1Gbít/s hoặc vài chục Gbít/s và hỗ trợ rất nhiều các tiện ích truyền dẫn vật lý khác nhau như cáp đồng, cáp quang với phương thức truyền tải đơn công (half-duplex) hoặc song công (full-duplex). Công nghệ Gigabit Ethernet hỗ trợ triển khai nhiều loại hình dịch vụ khác nhau cho nhu cầu kết nối kết nối điểm - điểm, điểm - đa điểm, kết nối đa điểm... điển hình là các dịch vụ đường kết nối Ethernet ELS (Ethernet Line Service), dịch vụ chuyển tiếp Ethernet ERS (Ethernet Relay Service), dịch vụ kết nối đa điểm Ethernet EMS (Ethernet Multipoint Service). Một trong những ứng dụng quan trọng tập hợp chức năng của nhiều loại hình dịch vụ kết nối là dịch vụ VLAN- Virtual LAN/ Mạng LAN ảo, dịch vụ này cho phép các cơ quan, doanh nghiệp, các tổ chức kết nối mạng từ ở các phạm vi địa lý tách rời thành một mạng thống nhất.

Ưu điểm của công nghệ:
Công nghệ Ethernet và Gigabit Ethernet có những ưu điểm nổi bật là:
Công nghệ Ethernet có khả năng hỗ trợ rất tốt cho ứng dụng truyền tải dữ liệu ở tốc độ cao và có đặc tính lưu lượng mạng tính đột biến và tính “bùng nổ”.
Cơ cấu truy nhập CSMA/CD công nghệ Ethernet cho phép truyền tải lưu lượng với hiệu xuất băng thông và thông lượng truyền tải lớn.
Thuận lợi trong việc kết nối cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Không đòi hỏi khách hàng phải thay đổi công nghệ, thay đổi hoặc nâng cấp mạng nội bộ, giao diện kết nối.
Theo thống kê, có tới 95% lưu lượng phát sinh bởi các ứng dụng truyền tải dữ liệu là lưu lượng Etheret. Điều này xuất phát từ thực tế là hấu hết các mạng truyền dữ liệu của các cơ quan, tổ chức (mạng LAN, MAN, mạng Intranet) hiện tại đều được xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet.
Sự phổ biến của công nghệ Ethernet tại lớp truy nhập sẽ tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc kết nối hệ thống với độ tương thích cao nếu như xây dựng một mạng dựa trên cơ sở công nghệ Ethernet. Điều này sẽ dẫn tới việc giảm đáng kể chi phí đầu tư xây dựng mạng.
Mạng xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet có khả năng mở rộng và nâng cấp dễ dàng do đặc tính của công nghệ này là chia sẻ chung tiện ích băng thôngtruyền dẫn và không thực hiện cơ cấu ghép kênh phân cấp.
Hầu hết các giao thức, giao diện truyền tải ứng dụng trong công nghệ Ethernet đã được chuẩn hoá (họ giao thức IEEE.802.3). Phần lớn các thiết bị mạng Ethernet của các nhà sản xuất đều tuân theo các tiêu chuẩn trong họ tiêu chuẩn nói trên. Việc chuẩn hoá này tạo điều kiện kết nối dễ dàng, độ tương thích kết nối cao giữa các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau.
Quản lý mạng đơn giản

Nhược điểm của công nghệ:
Nếu chỉ xét công nghệ Ethernet một cách độc lập, bản thân công nghệ này tồn tại một số nhược điểm sau đây:
Công nghệ Ethernet phù hợp với cấu trúc mạng theu kiểu cấu trúc tô - pô hình cây mà không phù hợp với cấu trúc mạng ring (dạng vòng). Điều này xuất phát từ việc công nghệ Ethernet thực hiện chức năng định tuyến trên cơ sở thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây (Spanning-Tree-Algorithm); là một trong những thuật toán định tuyến quan trọng áp dụng trong mạng Ethernet. Cụ thể là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây trong nhiều trường hợp sẽ thực hiện chặn một vài phân đoạn tuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm dung lượng băng thông làm việc của vòng ring.
Thời gian thực hiện bảo vệ phục hồi lớn. Điều này cũng xuất phát từ nguyên nhân là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây có thời gian hội tụ dài hơn nhiều so với thời gian hồi phục đối với cơ chế bảo vệ của vòng ring (tiêu chuẩn là 50 ms).
Không phù hợp cho việc truyền tải loại hình ứng dụng có đặc tính lưu lượng nhạy cảm với sự thay đổi về trễ truyền tải (jitter) và có độ ì (latency) lớn.
Chưa thực hiện chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho những dịch vụ cần truyền tải có yêu cầu về QoS

Khả năng áp dụng
Công nghệ Ethernet có thể phù hợp triển khai cho việc xây dựng lớp mạng lõi truy nhập, đảm bảo thực hiện chức năng “thu gom” dịch vụ, tích hợp dịch vụ tại phân lớp truy nhập của mạng. Điều này tính khả thi do do tính tương thích cao về giao diện kết nối và công nghệ đối với khách hàng vì như đã nói ở trên, mạng Ethernet được triển khai hầu hết đối với các mạng nội bộ. Việc áp dụng công nghệ Ethernet ở phân lớp mạng nào còn phụ thuộc vào qui mô, phạm vi của mạng cần xây dựng và còn phụ thuôc vào cấu trúc tô-pô mạng được lựa chọn phù hợp với mạng cần xây dựng.

Kết luận
Với các yêu cầu dịch vụ điển hình như là dịch vụ truyền số liệu, dịch vụ truy cập Intrernet, dịch vụ kết nối mạng, liên kết cơ sở dữ liệu, dịch vụ lưu trữ dữ liệu, thương mại điện tử và các dịch vụ giá trị gia tăng khác trên mạng. Cơ sở hạ tầng mạng viễn thông và công nghệ hiện tại khó có khả năng đáp ứng những yêu cầu nói trên kể cả về loại hình dịch vụ và khả năng truyền tải lưu lượng. Do vậy, đã nhiều công nghệ mạng đa dịch vụ được phát triển. Tuy nhiên mỗi công nghệ lại có những mặt tích cực và hạn chế riêng của nó. Việc lựa chọn công nghệ nào phụ thuộc nhiều vào tính kinh tế cho cả hai phía nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng.
Thanks

0 nhận xét:

Đăng nhận xét