Do tego dochodzą takie rozwiązania, jak SAN (Storage Area Networks), NAS (Network Attached Storage), HPC (High-Performance Computing) czy siatki komputerowe, którym muszą towarzyszyć sieci zdolne przetransportować dane z jednego miejsca w drugie z szybkością kilku gigabitów na sekundę.

Dlatego musimy przyjąć do wiadomości, że sieci Ethernet 10 Gb/s (a w przyszłości np. 40 czy 100 Gb/s) to nie odległa przyszłość, ale technologia, która pojawi się w naszych serwerach, a następnie w PC, szybciej niż to się nam wydaje.

Zobacz również:

• Duże zwolnienia w Apple - ponad 600 osób opuszcza pokład

Lawinowo rośnie liczba aplikacji, które muszą przesyłać dane bardzo szybko, a co za tym idzie, muszą dysponować sieciami pracującymi z szybkościami większymi niż 1 Gb/s. Aplikacje, które korzystają intensywnie z sieci, można podzielić na dwie grupy: aplikacje, które transferują pliki, i aplikacje, które przesyłają w czasie rzeczywistym dane multimedialne.

Transfer plików

Jednym ze źródeł dużego generowania ruchu są aplikacje, które transferują pliki z serwera do stacji użytkownika (oraz w odwrotnym kierunku). W wielu przypadkach użytkownik musi czekać na zakończenie transferu po to, aby przystąpić do przeglądania pliku albo przetwarzania zawartych w nim danych. Jeśli transfer trawa zbyt długo, odbija się to na wydajności aplikacji. Dlatego użytkownicy oczekują, że pliki będą wymieniane między serwerami i stacjami roboczymi coraz szybciej, bez zbędnych opóźnień.

Transfer plików odgrywa w systemach informatycznych coraz większą rolę, głównie za sprawą następujących aplikacji i rozwiązań:

- Dostęp do Internetu - aplikacje takie generują w sieciach LAN bardzo duży ruch. Użytkownicy bez przerwy pobierają pliki z serwerów WWW i oczekują, że czas potrzebny do wyświetlenia strony webowej będzie coraz krótszy.

- Sieci z odchudzonymi (thin) klientami - taki klient nie zawiera dysków, więc musi bez przerwy wymieniać pliki z obsługującym go serwerem.

- Aplikacje klient/serwer - w aplikacjach klient/serwer całe oprogramowanie rezyduje po stronie klienta, a dane są przechowywane w pamięci serwera. Jeśli aplikacja chce wykorzystać dane, musi je najpierw pobrać z serwera, przetworzyć i odesłać ponownie do serwera. Aby operacja taka trwała krótko, sieć łącząca klienta z serwerem musi pracować bardzo szybko.

- Pobieranie baz danych z serwera - bazy danych są najczęściej przechowywane w pamięci serwerów. Jeśli użytkownik chce przejrzeć bazę danych, musi ją najpierw pobrać z serwera. Takie transfery niejednokrotnie są liczone w setkach megabajtów. Trzeba przy tym pamiętać, że baza danych może być rozproszona i rezydować w pamięci wielu serwerów. Bardzo "pasmożerne" są też aplikacje naukowe (grafika trójwymiarowa), które mają coraz większe wymagania dotyczące szybkości pracy sieci komputerowej.

Wielkość przesyłanych przez sieć plików zależy od rodzaju aplikacji, a czas ich transferu od szybkości, z jaką pracuje sieć. W przypadku aplikacji transferujących pliki, które zawierają standardowe dane, sytuacja nie jest jeszcze krytyczna. Aplikacjom takim wystarcza z reguły przepustowość 1 Gb/s. Jednak w przypadku aplikacji transferujących pliki multimedialne przydają się sieci Ethernet 10 Gb/s.

Transfer danych multimedialnych (grafika, głos i obrazy wideo)

Aplikacje takie (np. wideokonferencje czy telewizja internetowa) muszą często przesyłać dane (głos, muzykę czy obrazy wideo) w czasie rzeczywistym. Rozwiązaniem, które zmniejsza zapotrzebowanie na przepustowość, może być kompresowanie danych. Jednak kompresowanie nie rozwiązuje problemu. Ważną kwestią związaną z kompresowaniem strumieni multimedialnych danych są opóźnienia. Kompresja musi trwać, a to wiąże się z tym, że obraz dociera do miejsca przeznaczenia z większym opóźnieniem.

Grafika

Przyjrzyjmy się temu zagadnieniu w odniesieniu do grafiki. Przy rozdzielczości 1200 dpi i wielkości obrazu A4 mamy w przybliżeniu do czynienia ze 134 mln punktów. Jeśli jest to grafika czarno-biała i każdy punkt ma 256 odcieni szarości, to jeden punkt jest reprezentowany przez 1 bajt. Dlatego cały obraz zajmuje 134 mln bajtów (134 MB). Jest więc co transmitować przez sieć.

Dane audio

Długość plików zawierających dane audio zależy od kilku czynników (nie licząc oczywiście długości klipu): częstotliwości próbkowania (11, 22 lub 44 kHz), liczby bitów reprezentujących każdą próbkę (8 lub 16 bitów) oraz od tego, czy mamy do czynienia z dźwiękiem mono czy stereo.

Zakładając, że dźwięk jest stereofoniczny, częstotliwość próbkowania wynosi 44 kHz, liczba bitów to 16, do zarejestrowania jednej minuty dźwięku potrzeba ok. 10 MB przestrzeni adresowej (44 tys. próbek na sekundę x 16 bitów x 2 = 1 408 000 bitów na sekundę. 1 408 000 bitów razy 60 daje 84 Mb/min, czyli ok. 10 MB/min).

Dane wideo

A oto inne wyliczenie dotyczące przesyłania cyfrowych obrazów wideo o jakości HDTV (1080 aktywnych linii, 1920 próbek na aktywną linię, 8 bitów na próbkę, 30 obrazów na sekundę): 3 x 1080 x 1920 x 8 x 30 = 1,5 Gb/s. Jak rozsyłać takie ilości danych do użytkowników, nie dysponując sieciami pracującymi z szybkością 10 Gb/s.

Ethernet 10 Gb/s i PC

Przez ostatnie dwa lata dostawcy rozwiązań LAN promowali Gigabit Ethernet. Nowa technologia spowodowała, że wzrosło gwałtownie zainteresowanie okablowaniem kategorii 5e i 6. Wprowadzenie na rynek kart sieciowych wspierających wszystkie trzy szybkości ethernetowe (10, 100 i 1000 Mb/s) oparte na okablowaniu miedzianym UTP (skrętka nieekranowana) pozwoliło administratorom lepiej wykorzystać infrastrukturę sieciową, a w firmach zaczęły powstawać jak grzyby po deszczu nowe instalacje 1 Gb/s. Ethernet jeszcze raz okazał się niekwestionowanym królem sieci LAN.

Przełączane sieci Ethernet 1 Gb/s opanowały cały rynek, ponieważ pracowały niezawodnie i wspierały wszystkie typy mediów - od kabli miedzianych po światłowody. Wraz z udostępnieniem nowych aplikacji, apetyt na jeszcze większą przepustowość zaczął rosnąć i pojawiły się głosy, że czas pomyśleć o sieciach 10 Gb/s. Za sieciami Ethernet 10 Gb/s przemawiały następujące fakty:

- Technologia wspiera wszystkie usługi (zagnieżdżanie w pakietach głosu, obrazów wideo oraz danych), zapewniając inteligencję przez warstwy od 3 do 7 (zgodnie z modelem OSI).

- Jest wysoce skalowalna, pozwala budować zarówno małe sieci LAN, sieci metropolitarne MAN, jaki i duże sieci WAN eksploatowane przez dostawców usług sieciowych.

- Jest zgodna z milionami zainstalowanych na całym świecie portów LAN, które obsługują przełączanie pakietów.

- Zapewnia usługi QoS (Quality of Service).

- Odpowiada szybkościom sieci MAN/WAN OC-192.

Ponieważ niemal wszystkie sieci komputerowe są obecnie oparte na Ethernecie i protokole IP, przechodzenie na wyższą szybkość nie powinno nikomu stwarzać większych problemów. A sieci 10 Gb/s mają jeszcze tę zaletę, że mogą w prosty sposób agregować ruch generowany przez wolniejsze sieci (100 i 1000 Mb/s).