1. адаптери
2. тестування
3. висновки

Так часто буває в комп'ютерній індустрії, що спочатку нові технології поширюються в корпоративному / комерційному секторі і лише після появи наступних, більш дешевих, продуктів, вони потрапляють в область SOHO. Так відбувається і з мережевими технологіями.

Зовсім недавно один з питань для системного адміністратора невеликого офісу стояв як "мати мережу чи ні", а про швидкість часто навіть не замислювалися. Але сьогодні, в зв'язку з різким зростанням мультимедійним трафіком і помітним падінням цін на 100Mbit обладнання, вже багато хто використовує саме технологію Fast Ethernet. Причому широке поширення вона набула не тільки в офісних умовах, але навіть і в домашніх і некомерційних мережах. Цьому сприяло і те, що при заздалегідь продуманої прокладці мережі для збільшення швидкості потрібно всього лише поміняти активне обладнання, а саму трудомістку частину - кабельну систему, - можна зберегти.

Звичайно, 100Mbit / sec - це помітно краще, ніж 10, проте, як завжди, хочеться щось ще більш швидке. І технологія Copper Gigabit, що забезпечує швидкість в 1Gbit / sec за звичайним мідному дроту (хоча і категорії 5E), дає нам цей шанс.

Грубу оцінку швидкості передачі можна зробити, просто перевівши мегабіта (тут використовуються справжні мільйони, а не як частіше буває в ПК індустрії 2 в 20 ступені) в секунду в мегабайти в секунду:

технологія максимальна швидкість передачі, MB / sec час передачі фільму DivX (700MB), хв 10Mbit 1,19 10 100Mbit 11,9 1 1Gbit 119 0,1

Тут, звичайно, наведені "ідеальні" цифри. Реально швидкість передачі по 10Mbit мережі з урахуванням службової інформації, міжкадрових інтервалів, при відсутності колізій і т.п. складає близько 930KB / sec.

Оскільки використовуються і протоколи високого рівня, також відбирають частину даних кадру під себе, то ця цифра ще трохи знижується, і насправді передача 700MB файлу по такій мережі може займати близько 40 хвилин. А якщо одночасно хтось ще цим займається :), то час збільшується ще більше. Досить правдоподібні цифри можна отримати вимірявши швидкість читання великого файлу з мережевого диска: 900KB / sec для 10Mbit мережі і до 9000KB / sec для 100Mbit мережі.

Для 1Gbit адаптера цифра в 119MB / sec ще більш завищена оскільки процес може упиратися і в шину PCI (молодший варіант - PCI32 / 33MHz = 133MB / sec, хоча є і PCI64 / 66MHz = 533MB / sec) так і в дискову підсистему сервера. Наприклад у Ultra160 SCSI пікова швидкість передачі - 160MB / sec, однак реально з одного диска можна отримати близько 40MB / sec, а з масиву RAID0 з чотирьох дисків до 120MB / sec, і це теж, до речі, не на PCI32 / 33MHz :).

На жаль, на відміну, наприклад, від процесорів і відеокарт, різні покоління мереж відрізняються за швидкістю на порядок. І не можна поступово переходити з 10Mbit наприклад на 20, потім на 50. Однак якщо врахувати сумісність Copper Gigabit адаптерів з проводкою п'ятої категорії і обладнанням стандарту 10 / 100BaseTX, то такі адаптери можуть легко інтегруватися в існуючі мережі. Відзначимо, що, незважаючи на вимогу проводки категорії 5E, тестовані адаптери працювали в режимі 1Gbit і на кабелі звичайної п'ятої категорії довгою 10м (природно в кабелі були розведені всі вісім жив, а не тільки необхідні для 10 / 100BaseTX чотири), хоча максимальна дальність в цих умовах може бути знижена.

адаптери

Поширенню гігабітних адаптерів сприяє і значне зниження ціни на них останнім часом. Однією з причин цього є випуск високоінтегрованих чіпів для цієї технології, що дозволило значно знизити ціни. Однак, великі виробники закладають в ціну не тільки вартість "заліза", а й свої програмні розробки і підтримку, тому вартість серверних варіантів карт залишається високою.

На даний момент вже багато великих виробників мережевого устаткування представили десктоп варіанти гігабітних мережевих карт. Часто вони просто є урізаними версіями серверних адаптерів, однак пропонуються за набагато нижчою ціною. При цьому зберігається найголовніше - висока швидкість роботи, а набір підтримуваних спеціальних серверних функцій обмежується.

Один з лідерів комунікаційного ринку, компанія Intel, слідом за серверними адаптерами на базі чіпів серії 82543 випустила і одночіпове рішення на базі мікросхеми 82544.

Карта Intel PRO / 1000 T Desktop Adapter виглядає просто "малятком". Вона використовує всього один чіп 82544GC, в якому поєднуються як контролер MAC, так і контролер фізичного рівня. Чіп виконаний в корпусі TFBGA з 364 контактами, а його параметри можуть задовольнити найвимогливіших користувачів:

• підтримка шини PCI 32 / 64bit, 33/66 MHz (в тому числі з PCI Hot Plug) а також PCI-X, rev.1.0a
• швидкість роботи 10/100/1000 Mbit / sec
• підтримка режиму Full Duplex на всіх швидкостях
• підтримка ACPI 1.1, WOL, WfM 2.0, DMI, PC2001, PXE, SNMP, RMON
• підтримка VLAN
• апаратна перевірка і обчислення контрольних сум IPv.4
• підтримка пакетів Jumbo до 16KB
• підтримка стандартів QoS
• два світлодіода індикації швидкості і стану

Незважаючи на трохи більшу ціну щодо інших виробників, рішення від Intel має і позитивні сторони. По-перше це, звичайно, ім'я :), по-друге - це найбільш широка підтримка драйверами:

• DOS
• FreeBSD
• Linux
• Novell NetWare
• Windows NT 4.0
• Windows 2000
• Windows 98 SE
• Windows Me
• Windows XP 64-Bit Edition
• Windows XP Professional

На жаль, підібрати точні дані про діалектах unix саме для цього адаптера виявилося складно - різні джерела дають різну інформацію, проте розмір списку все одно вражає. Також в деяких місцях затверджується, що для Desktop версії адаптера є тільки драйвера для Windows і DOS, проте на сайті Intel можна знайти і Linux драйвера для нього. Звичайно, таке розмаїття має і негативну сторону - все ПО поставляється не на дискеті, а на CD-ROM. Однак, в комплект входить програма створення дискет з драйверами під необхідні операційні системи.

Ну і, по-третє, це входить в поставку програма контролю і діагностики роботи адаптера PROSet II:

З її допомогою можна перевірити стан адаптера, провести його повну діагностику, налаштувати VLAN.

Інші компанії пішли іншим шляхом і налагодили випуск мережевих карт на базі готового набору чіпів, наприклад, від компанії National Semiconductor DP83821 (DP83820) і DP83861:

Цей набір розрахований на побудову 10/100/1000 Mbit адаптерів для шини PCI. Природно, карти на його основі мають дуже схожі характеристики:

• підтримка шини PCI32 / 33MHz (DP83821) і PCI64 / 66MHz (DP83820)
• швидкість роботи 10/100/1000 Mbit / sec
• підтримка режиму Full Duplex на всіх швидкостях
• підтримка ACPI 1.0, PC99, WOL
• підтримка VLAN
• апаратна перевірка і обчислення контрольних сум IPv.4
• підтримка пакетів Jumbo
• підтримка стандартів QoS
• індикація Gigabit, Link, Act

Часто карти випускаються парами - одна для шини PCI32 / 33MHz а друга PCI64 / 66MHz (наприклад Linksys EG1032 і EG1064). Природно, адаптери для високошвидкісної шини PCI можна встановити і на звичайну.

Що стосується програмної підтримки, то для більшості карт є драйвера для всього сімейства Microsoft Windows (95, 98, NT, ME, 2000) і Novell Netware 4.2 і 5.0. Іноді замість Netware поставляються драйвера для Linux (DLink), а іноді і ті, і інші (TRENDware).

До речі, оскільки швидкість в 1Gbit / sec - це вже серйозно, то іноді на чіпи встановлюються радіатори (TEG-PCITX), що зовсім не є зайвим - в наших тестах при максимальних навантаженнях чіпи на контролерах відчутно нагрівалися, так що проблеми їх охолодження необхідно приділити достатню увагу.

У наших тестах використовувалося два гігабітних адаптера - Intel PRO / 1000 T Desktop і Linksys Instant Gigabit EG1032. Установка адаптерів не викликало жодних проблем, драйвера інсталювалися легко, причому навіть не знадобилася перезавантаження (спасибі Windows 2000 :).

тестування

Для оцінки продуктивності мережі можна використовувати найпростіший спосіб: встановити на одному з ПК серверну частину ПО (наприклад, FTP сервер або просто створити папку із загальним доступом) і вимірювати швидкість роботи з нею клієнтів (тобто в нашому випадку швидкість читання даних з FTP сервера або із загальної папки). Однак найцікавішим є тестування конфігурації типу "один сервер - кілька клієнтів", а для вимірювання продуктивності таким способом необхідна автоматизація процесу (інакше доведеться за кожного клієнта садити людину з годинником і секундоміром :) або самому бігати між ними.

Перші тести носять не дуже точний характер і спрямовані в основному на виявлення відмінностей між 100 і 1000 Mbit адаптерами і пошуку максимальної швидкості передачі даних по мережі. Також в цих тестах немає порівняння саме двох гігабітних адаптерів, тому що вони показали приблизно однакову швидкість, а результати не відрізняються високою точністю і тому говорити про 1-2% перевагу кого або просто нечесно.

Для початку я просто з'єднав два ПК з 100Mbit адаптерами крос-кабелем. Після цього була виміряна швидкість передачі файлів Для цієї пари вона склала приблизно 9000 KB / sec, що, в принципі, досить близько до теоретичної межі в 12,5MB / sec.

Після цього я використовував аналогічне підключення гігабітних карт Intel PRO / 1000 T Desktop і Linksys Instant Gigabit EG1032. Індикатори адаптерів показували, що встановлено з'єднання на 1Gbit. А ось вимірювання швидкості показали "всього" 24000 KB / sec. Це звичайно не 128, як у теорії, але і не 9 як у 100Mbit адаптерів. Щось тут не так, подумав я і встановив програму RamDiskNT (для створення віртуального диска в пам'яті ПК) і тест читання з цього диска склав уже 43000KB / sec! Так, це вже набагато цікавіше.

Наступний тест був спрямований на дослідження швидкості одночасного доступу до сервера декількома клієнтами.

Для підключення гігабітних адаптерів використовувався комутатор компанії Linksys EG0801W має 8 портів 10/100 Mbit і один порт на 1000 Mbit. Три клієнтських ПК одночасно читали великі файли з мережевого диска. На жаль, тут вже не вдалося запустити RamDiskNT, оскільки для отримання адекватних результатів довелося б збільшити його розмір хоча б до 256Mb, а ресурс пам'яті на сервері не дозволяв цього зробити. Для 100 Mbit мережі сумарна швидкість передачі даних від сервера склала 12 MB / sec, а при використанні 1000 Mbit адаптера на сервері вона піднялася до 21 MB / sec.

Після проведених тестів можна сказати, що використання навіть недорогого гигабитного адаптера на сервері мережі в поєднанні з простим комутатором з одним високошвидкісним портом може помітно поліпшити роботу клієнтів. Природно, швидкість роботи зросте тільки якщо вона не обмежується іншими факторами - жорстким диском або процесором.

Ну а для повноти картини і більш точних цифр я використовував програму NetBench 6.0 з популярного набору тестів компанії Ziff Davis Media Inc . Вона як раз і займається автоматизацією процесу тестування для декількох клієнтів. Відзначимо, що входять до складу програми готові шаблони налаштовані на роботу з 60 клієнтами, але можна довести їх кількість і до 1000.

Власне програма складається з двох частин - ПО контролера тесту і клієнтське ПЗ. Відзначимо, що тут немає спеціальної серверної частини і тестом можна перевірити будь-який пристрій, яке може працювати, як файловий сервер (наприклад NAS сервер Snap Server). Для чистоти проведення тесту рекомендується не поєднувати контролер і клієнт на одному ПК, хоча це і можливо технічно.

Як і більшість синтетичних тестів, вона має можливість настройки шаблонів для емуляції різних варіантів роботи мережі. Як параметри шаблону виступають:

• кількість клієнтів
• тип операції з файлами (послідовне / випадкове читання / запис, суміш дискових операцій (diskmix), тест мережевої карти (nic))
• розмір читаного / записуваного блоку
• розмір файлу
• тип файлу (текстовий, бінарний)
• час виконання тесту

Для тестування використовувалося 6 ПК. Сервер був побудований на базі AMD Athlon 1200 с диском Seagate Cheetah 36ES. Чотири клієнтських ПК різних конфігурацій :) (від Celeron 733 до Pentium 4), а для контролера підійшов старенький Intel Pentium MMX 200 під керуванням Windows 98SE. Мережеві карти в клієнтах - на базі чіпа Realtek 8139 зі стандартними драйверами Windows 2000. У сервер встановлює 1000 Mbit адаптери компаній Intel і Linksys.

Стандартні шаблони були адаптовані для конфігурацій 1-4 клієнтами. З результатів наведемо тут тільки цифри шаблонів Disk Mix і NIC:

Як видно з результатів, швидкості практично збігаються. На тесті DiskMix ми бачимо невелику перевагу продукту від Intel. Ну а в цілому мабуть чотирьох клієнтів мало для того що б повністю завантажити наш сервер :)

В принципі, швидкість можна підняти ще, якщо додатково налаштувати адаптери (наприклад використовувати Jubmo frames), однак для цього часто необхідний спеціальний комутатор з підтримкою відповідних технологій.

висновки

Завдяки відносно низькій ціні представлені адаптери можна рекомендувати для установки в нові ПК. Звичайно, за умови, що у вас вже використовується ця технологія і дійсно необхідна така швидкість на кожному робочому місці, або ви впевнені в тому, що найближчим часом вона буде потрібна. Другим застосуванням може стати об'єднання двох ПК високошвидкісною мережею. Нагадаємо, що швидкість передачі по Gigabit Ethernet в наших тестах обмежувалася вже жорстким диском, а не мережею. Ну і третім варіантом може стати застосування в невеликих офісних мережах з яскраво вираженим файловим сервером.

Адаптер Intel PRO / 1000 T Desktop надано компанією ASBIS