Что такое 10gbe и для чего он нужен?

Сравнение 10GBASE-T и SFP+

Вообще, если вы приобретаете оборудование с установленными сетевыми контроллерами (серверы, системы хранения данных, современные рабочие станции и игровые компьютеры), то 10GBASE-T с подключением по витой паре выйдет дешевле. При длине кабеля до 5 метров, часто даже можно использовать самый дешёвый кабель 5-й категории — это прекрасная альтернатива твинаксиальным DAC-ам. В условиях абсолютной экономии можно и вовсе подключать NAS к рабочему компьютеру напрямую обычным сетевым кабелем без использования сетевых коммутаторов. В этом плане 10GBASE-T полностью оправдывает своё предназначение дешевого решения, но картина меняется, когда вместо двух 10-гигабитных портов вы имеете дело с двумя тысячами.

Сетевая карта Intel X520-DA2 Intel X710-DA2 Intel X540-T2 Intel X550-T2 Intel X710-DA4
Интерфейс SFP+ SFP+ 10GBASE-T 10GBASE-T SFP+
Кол-во портов 2 4
Энергопотребление Short Range, Вт 6.5 4.3 н/д 11.2 6.2
Энергопотребление Long Range, Вт 6.6 4.5 13.4 13 5.5
Энергопотребление, DAC, Вт 5.8 3.3 н/д н/д 3.6
Годовое энергопотребление 2000 портов Long Range, КВтЧ 57816 39420 117384 113880 24090

Стандарт PHY, описывающий кодирование сигнала при передаче данных по медному кабелю, определяет время задержки приёма-передачи на уровне 2.6 микросекунд. SFP+ не использует кодировку пакетов, поэтому типичная задержка приёма-передачи составляет 300 наносекунд, то есть в 8.6 раз ниже. Чем больше портов на одном контроллере будет задействовано, тем больше будет разница в латентности. Так, уже на двух сетевых портах SFP+ будет иметь латентность 0.2 мкс, а 10GBASE-T — 5.2 мкс, уже в 25 раз.

Эта задержка уже видна невооружённым глазом, когда ты подключаешься к All-Flash-СХД, такой как Synology FS3017. При доступе по протоколу iSCSI время отклика между интерфейсом 10G BASE-T и SFP+ может составлять до 30%. в пользу последнего. Поэтому системы хранения данных, рассчитанные на транзакционную нагрузку и быстрое время отклика должны подключаться через оптические кабели. Ниже приведены результаты тестов материнской платы ASRock Rack EPC612D4U-2T8R со встроенной сетевой картой Intel X540-T2 при подключении по iSCSI.

Ещё одно немаловажное преимущество оптического кабеля — его тяжелее прослушать. Он не создаёт магнитное поле, в него невозможно сделать «врезку», поэтому с точки зрения защиты от шпионажа, оптика вне конкуренции

10GBASE-T

1Четвертое поколение технологии передачи данных по медному каналу (10GB BASE-T) призвано осуществить лёгкий переход от 1-Гигабитной сети к 10-Гигабитной без прокладки новых кабелей, но при этом обеспечить обратную совместимость с существующим сетевым оборудованием. 10-гигабитные сетевые карты с портами RJ45 могут работать на скоростях 1 Гигабит, 100 Мегабит и 10 Мегабит в секунду, поэтому допускают поэтапную модернизацию существующих сетевых соединений, включая патч-панели, коммутаторы и собственно провода.

Преимущества 10GBASE-T

  • Дешёвые кабели
  • Простая прокладка кабелей под прямым углом
  • Возможность использования соединителей и патч-панелей

Недостатки 10GBASE-T

  • Относительно высокое энергопотребление контроллера
  • Существующие кабельные инфраструктуры с применением витой пары категории 5 и 5E могут быть не готовы к 10 Гигабитам
  • Ограниченная длина кабеля — до 100 метров, что заставляет использовать коммутаторы с SFP+ Uplink-разъемами для прокладки сети в больших зданиях.

Основной недостаток медных сетевых кабелей — это их малая помехозащищённость и зависимость паразитных наводок от длины проводника. Чтобы бороться с помехами в медных кабелях, производители сетевого оборудования рекомендуют использовать кабели категории 6 и 6E с дополнительным экранированием и более плотным скручиванием. Обычно длина витка у кабеля категории Cat-5(e) 1.5-2 витка на сантиметр, а у категории Cat-6 — больше двух. Внутри одного кабеля каждая цветная пара также обладает различной длиной витка, основанной на простых числах. Длины витков подобраны таким образом, чтобы два различных витка никогда не совпадали. Если использовать самые дорогие экранированные SSTP-кабели, то такая сеть станет гораздо дороже оптической.

Снижение скорости интернета или сети

Если кабель дешевый и очень длинный, то как правило поднять скорость на таком варианте на практике редко когда можно более чем в 10 мегабит — сама система понизит её перейдя на единственно возможно стабильный вариант работы. Еще низкая скорость возможна потому, что коннекторы были плохо обжаты — контактные пластинки не четко пробили оплетку провода.

Здравствуйте Друзья! В этой статье рассмотрим схему обжима витой пары
. Того самого кабеля по которому многие из нас получают доступ в интернет. С помощью витой пары соединяются компьютеры в сеть в одном здании. Есть еще куча вещей которые можно сделать с помощью сетевого кабеля, но мы остановимся на основной его задаче. Обеспечивать сеть между компьютерами. Итак, если у вас происходят частые разрывы связи или вы хотите еще один компьютер подключить к роутеру (маршрутизатору) в этом случае вам необходимо обжать сетевой кабель
. Это не единственное решение. Можно пойти в ближайший магазин и купить уже готовый кабель — патч-корд нужной длинны. Если же вы хотите научиться самим обжимать витую пару. Эта статья для вас. В конце можете посмотреть видео как обжать сетевой кабель с помощью отвертки)

Для обжима сетевого кабеля
нам понадобится:

  • Обжимка
  • Коннектор RJ-45 (он же джек)
  • Устройство для снятия изоляции

На рисунке ниже можно посмотреть как это выглядит

Как вы понимаете если вам необходимо обжать витую пару один раз, то проще купить готовый патч-корд и не морочить себе голову. Если же вы хотите попробовать сами то вам понадобится:

  • Кусачки
  • Отвертка
  • Джек RJ-45

В этом случае коннекторов можно и нужно брать больше. Тем более если вы раньше никогда не имели дело с сетевым кабелем. Огромная вероятность, что с первого раза не получится

С инструментами разобрались переходим к процессу

Как создать сеть 10 Гбит/с?

Чтобы построить сеть со скоростью 10 Гбит/с, вам потребуется сетевой шлюз с поддержкой 10G, соответствующие клиенты и кабели.

В первую очередь необходим сетевой шлюз, который поддерживает подключение всех устройств со скоростью 10 Гбит/с. Чтобы получить максимальную эффективность, вы можете добавить к существующей сети коммутатор 10G. Если вы хотите максимизировать производительность, например, позволить беспроводным устройствам использовать широкую полосу пропускания, вы можете выбрать маршрутизатор 10G WiFi 6.

Категории

Модели

Сетевые шлюзы 10G 

WiFi роутеры

Archer AX206

Коммутаторы

Второе — это клиенты. Mac Pro, iMac Pro, Mac Mini (2018, 2019, версия 10GbE) и некоторые высокопроизводительные ПК-системы имеют встроенные порты 10 Gigabit Ethernet. Когда вашим клиентам не хватает возможности подключения 10 GbE, вы можете оборудовать их сетевыми картами (NIC) 10 GbE – в основном с разъемом PCI-E или Thunderbolt. Перед покупкой не забудьте проверить, есть ли в ваших текущих системах эти свободные порты. Конечно, в качестве резервной копии 2.5GbE может быть вашим планом Б, если устройства не смогут соответствовать требованиям.

Категории

Модели

Сетевые карты 10G

PCI-E Адаптеры

Адаптеры Thunderbolt

И последнее — кабели, которые все соединяют.

Коннекторы

  • Коннекторы BNC-типа

  • Коннектор RJ-45

Когда речь идет о кабеле, используемом
для создания проводных вариантов сети,
то без коннекторов он не представляет
никакой ценности. Именно коннекторы
завершают его целостность и позволяют
использовать его по назначению – для
передачи данных между отправителем и
получателем. С помощью коннекторов
кабель подключается к нужным разъемам
на оборудовании, как активном, так и
пассивном.

Тип коннектора описывают существующие
сетевые стандарты, и достаточно часто
они несовместимы друг с другом. Например,
локальные сети с использованием
коаксиального кабеля требуют применения
коннекторов BNC-типа, с использованием
кабеля «витая пара» – коннектора RJ-45,
стандарта HomePNA – коннекторов RJ-11 и RJ-45
и т. д.

Коннекторы BNC-типаКоннекторы
BNC-типа (Bayonet Neill Concelman) используются при
построении сети на основе коаксиального
кабеля. Существует несколько коннекторов
BNC-типа, которые различаются свои
назначением.

BNC-коннектор. Применяется для обжима
концов коаксиального кабеля (рис. 35).

Рисунок
35. BNC-коннектор

С помощью такого коннектора кабель
подключается к сетевой карте, порту на
сетевом оборудовании и к другим
коннекторам типа BNC, например Т– или
I-коннектору.

Существуют и более старые варианты
исполнения BNC-коннектора, например
накручивающиеся или коннекторы для
пайки, однако в силу разных особенностей
сегодня они уже не встречаются.

Т-коннектор. Данный тип коннекторов
используется для соединения основной
кабельной магистрали с сетевой картой
компьютера или другого сетевого
оборудования в сети, построенной с
применением коаксиального кабеля и
топологии «шина».

Внешне Т-коннектор (рис. 36) похож на
обычный BNC-коннектор, но имеет отводы
для врезки в центральную магистраль.

Рисунок
36. Т-коннектор

Т-коннектор всегда используется в паре
с BNC-коннектором (продлевает сегмент
кабеля) или терминатором (закрывает
сегмент).

I-коннектор. Этот тип коннектора (рис.
37), который часто называют барел-коннектором,
используется в качестве соединителя
сегментов кабеля без применения
активного оборудования.

Рисунок
37. I-коннектор

Соединение сегментов кабеля бывает
необходимо, когда появляется разрыв
центральной магистрали либо ее отростка
или в случае, когда необходимо удлинить
кабель.

Терминатор (рис. 38) представляет собой
своего рода заглушку, которая необходима
для того, чтобы препятствовать появлению
отбитого сигнала.

Рисунок
38. Терминатор

Такой коннектор устанавливается на
обоих концах магистрали, при этом один
из теминаторов обязательно заземляется.
Если его не установить, то сигнал,
поступая в никуда, может привести не
только к задержкам неопределенной
длительности, но и к выходу сети из
строя.

Коннектор RJ-45.Коннектор
RJ-45 используется для обжима кабеля
«витая пара», который применяется для
создания локальных сетей, например
стандарта 100BaseTX.

Внешне этот коннектор похож на RJ-11,
используемый для обжима двух– или
четырехжильного телефонного кабеля.
Однако, в отличие от него, он шире и
содержит в два раза больше контактных
групп.

Внешний вид коннектора может иметь
небольшие различия, касающиеся материала
изготовления основы или составных
частей коннектора, что зависит от
сетевого стандарта, однако это не
приводит к изменению габаритов и
конструкции. Внешний вид такого коннектора
показан на рис. 39

Рисунок
39.
 Коннектор RJ-45

Особенностью коннектора является его
ограниченный срок службы, что связано
с особенностями конструкции и материалом,
из которого сделан коннектор. Для
фиксации коннектора в разъеме используется
пластиковый фиксатор, при поломке
которого фиксация коннектора в разъеме
становится невозможной. Как правило,
стандартным сроком службы этого фиксатора
является 2000 подключений.

В паре с коннектором RJ-45, как правило,
идет специальный защитный колпачок из
мягкого материала, например обрезиненного
пластика, который надевается на коннектор
и часть кабеля, скрывая и защищая тем
самым наиболее уязвимое место – место
обжима.

Однако его использование не является
обязательным, поэтому очень часто,
особенно в небольших локальных сетях
офисного или домашнего масштаба, в целях
экономии денежных средств он не
применяется.

Примеры проблем по вине сетевого кабеля

По дешевой (омедненный алюминий) витой паре на расстояние 27 метров была вынесена точка доступа TP-Link TL-WA5210G. После подключения, точка доступа не работала. После замены кабеля на качественный медный OK-net UTP/5e, точка доступа заработала.

Подключалась точка доступа Ubiquiti NanoStation M2. Длина кабеля была небольшой – 7 метров, но на кабеле была скрутка. После включения точка доступа входила в режим прошивки. После использования этого же кабеля, но без скрутки, точка доступа нормально заработала.

Была установлена точка доступа Ubiquiti Bullet M2 HP с всенаправленной антенной TP-Link TL-ANT2412D. Точка доступа перезагружалась с определенной периодичностью. После замены дешевого кабеля на медный, проблема с перезагрузкой исчезла.

При подключении точки доступа Ubiquiti NanoStation2 с помощью патч-корда, купленного в магазине, устройство не работало и индикаторы на нем не светились. Оказалось на патч-корде были обжаты только 4 пары с данными, а 4 пары (пары 4,5+; 7,8-), которые используются для подачи питания на устройство, не были обжаты. После обжатия всех 8 проводников, точка доступа заработала.

После включения точки доступа Bullet2 питание появлялось и потом пропадало. Использовался патч-корд, купленный в магазине и обжатый по стандарту . После использования сетевого кабеля, обжатого по стандарту проблема исчезла.

Какой интерфейс выбрать для 10-гигабитной сети?

Для дома и небольшого офиса -медный кабель, ведь топовые игровые материнские платы и настольные NAS-ы уже имеют встроенные 10-гигабитные контроллеры 10GBASE-T. Разницу в энергопотреблении вы, скорее всего, не ощутите даже за 10 лет.

Для небольших ЦОД-ов предприятия — обычная витая пара это настолько универсальное решение, что в маленьких серверных помещениях площадью около 40-50 кв.м., длины кабеля будет достаточно для любых интерконнектов. Экономия на брендовых трансиверах позволит 10 лет не задаваться вопросом об энергопотреблении и задержках.

Для крупных быстрорастущих компаний альтернативы оптике нет.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
23/08.2018

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий