Figura 1. 100 VG soporta todas las tecnologías usadas por LAN’s 10BASE-T Ethernet ó 802.5 Token Ring.
ÍNDICE
La informática distribuida esta llegando a ser algo normal en las industrias actuales. El procesamiento en un mainframe u ordenador central esta desfasado y las redes de computadores están revelándose como el método para la comunicación de información entre negocios.
Debido al incremento de la capacidad de almacenamiento y en el poder de procesamiento, los Pc’s actuales tienen la posibilidad de manejar gráficos de gran calidad y aplicaciones multimedia complejas. Cuando estos ficheros son almacenados y compartidos en una red , las transferencias de un cliente a otro produce un gran uso de los recursos de la red.
Las redes tradicionales operan entre 4 y 16 Mbps. Mas del 40 % de todos lo Pc’s están conectados a Ethernet. Tradicionalmente Ethernet trabaja a 10 Mbps. Otra red importante es Token ring la cual trabaja entre 4 y 16 Mbps. A estas velocidades las compañías producen grandes ficheros, y pueden tener grande demoras cuando envían los ficheros a través de la red.
Estos retrasos producen la necesidad de mayor velocidad en las redes. Hay varias tecnologías disponibles para esto : Fast Ethernet, ATM y FDDI.
Dentro de Fast Ethernet hay dos posibles tecnologías : una es conocida como 100 BASE T, que es un extensión de Ethernet que va diez veces mas rápido, sigue usando CSMA/CD pero transmite y soporta solo trafico Ethernet. Las compañías que soportan 100 BASE T son 3COM, Intel y Sinoptics.
La otra tecnología es 100 VQ-Anylan y es soportada por compañías como IBM, AT&T y HP.
Ellas no usan CSMA/CD sino cuatro pares de cables para eliminar las colisiones y es conocido como prioridad por demanda. Los puristas de Ethernet claman porque no es Ethernet del todo ya que impide el método tradicional (CSMD/CD). 100 VQ_Anylan soporta transmisiones Ethernet y Token ring.
Hay otras diferencias menores entre las dos tecnologías lo que hace que la elección de una de ellas no sea fácil. Los negocios que precisan gran cantidad de datos serán servidos mejor por VQ con demanda de prioridad, sin embargo muchos negocios siguen con el probado y seguro CSMA/CD.
Sin reparar en la tecnología usada, la industria experta asegura que FAST ETHERNET será eclipsado por FDDI a corto plazo, debido a la madurez del producto y a los servicios que proporciona. A largo plazo, se espera que ATM llegue a ser la tecnología elegida , una vez superado el problema con los estándares y la infraestructura.
Las redes de gran velocidad tomaron diferentes formas hace unos años. Aunque nos centraremos en una de ellas, es importante discutir sobre las otras posibles tecnologías que emergen actualmente tales como ATM y FDDI.
Las redes de gran velocidad están generando interés entre la mayoría de los negocios y los vendedores de ordenadores. Se estima que el mercado de la alta velocidad habra crecido alrededor de 1.7 billones de $ en 1998, estando el mercado dominado por ATM.
Las compañías intentan comprimir los datos tanto como sea posible, están muy desalentados por la limitación del ancho de banda en estándares como Ethernet o Token ring. Estas redes solo alcanzan velocidades entre 4 y 16 Mbps en las redes locales. En las redes extensas la velocidad alcanza 1.5 Mbps.
La posibilidad de la fibra óptica ha incrementado la capacidad de las redes hasta el punto de que pueden se hechas sobre un cableado previo como coaxial o par trenzado sin escudo.
Las compañías quieren no solo datos sin vídeo ,voz e imágenes . Requieren características como tolerancia ante fallos, administración de la red y aumento de la seguridad de la seguridad. Los vendedores han unido esfuerzos para proporcionar estos servicios, y esto ha dado como resultado diferentes estándares.
Hoy en día un gran número de campos o áreas tienden a incorporar redes de comunicación. Algunas son :
Uno de los principales competidores es ATM, la industria precisó que a largo plazo seria la de mayor aceptación. ATM usa celdas de longitud fija de 53 bytes permitiendo proporcionar gran velocidad a la red. El relativo pequeño tamaño de las celdas proporcionan una gran eficiencia, especialmente en el área de la comunicación oral, creando un gran tráfico en la red, sin grandes retrasos en la transición.
ATM trabaja a una velocidad de hasta 155 Mbps e incluso mayores.
Algunas de las principales características son :
FDDI (Fiber Distributed Data Interface).
FDDI en una tecnología popular para negocios que necesitan un inmediato incremento en la realización de sus redes.Proporciona hasta 100 Mbps de comunicaciones, mientras que oferta los mismos servicios encontrados en cualquier otra LAN.
FDDI usa una arquitectura Token ring. Usa dos anillo sobre fibra de cobre. Un anillo primario, y uno secundario que puede cubrir los fallos del anillo primario. Esta tecnología usa conmutación de paquetes, mientras que una reciente revisión, conocida como FDDI-II permite conmutación de circuitos. Un anillo puede contener hasta 16 canales.
Fast Ethernet es una extensión del estándar Ethernet actualmente usado en muchas LAN´s alrededor del mundo. Estas redes operan actualmente a una velocidad de 10 Mbps, y el estándar es conocido como IEEE 802.3. Hay diferentes tipos de medio donde se ejecuta 802.3, incluido el par trenzado sin escudo (10BASE-T), coaxial (grueso y delgado) y fibra (10BASE-F).
Como hemos anunciado el estándar Ethernet usa la tecnología conocida como CSMA/CD (carrier sense multiple acces/colision detection). Este es un método bastante caótico de comunicación que algunas veces es referido como "Escuchar antes de transmitir", que significa que cuando una estación de trabajo desea enviar un paquete de datos, esta escucha en la red para ver si esta ocupada, si no lo esta, transmite el paquete. Si exactamente al mismo tiempo otras estaciones transmiten un paquete, se detecta una colisión, y todas las estaciones que están transmitiendo esperan un tiempo aleatorio para intentar retransmitir. En una red extremadamente ocupada, estas colisiones pueden ocurrió muy a menudo, provocando la degradación de la eficiencia de la red.
Muchas de las redes de hoy en día hacen frente a la crisis del ancho de banda, esto significa, que los usuarios están buscando el funcionamiento de Ethernet de 10 Mbps forzándola demasiado para soportar adecuadamente el mucho trabajo de una red. El efecto para los usuarios es el descenso de la productividad y la pobre utilización del potencial completo de la red. Esta crisis del ancho de banda es el resultado de 3 cambios tecnológicos: el incremento de las velocidades de los procesadores, el incremento de los usuarios de las redes, y las nuevas aplicaciones intensivas en ancho de banda usadas en las redes. Cada una ofrece nuevas oportunidades de trabajo en red, pero cada uno de estos cambios también añaden el incremento de carga localizada en la red.
Aunque hay diferentes tecnologías para obtener mayor rapidez en el trabajo en red incluida ATM, 100VG-Anylan y FDDI, Fast Ethernet es la elección obvia por varias razones. Fast Ethernet esta basada en el estándar Ethernet por lo que es familiar con la mayoría de los administradores de red.
Puede ser instalada en la mayoría de las redes actuales con un pequeño o sin cambios en la infraestructura de la red. El uso de los adaptadores de red que corren a la velocidad del estándar Ethernet tanto como a velocidad de Fast Ethernet (100 Mbps) permite a los usuarios migrar a su propia velocidad. Y finalmente, Fast Ethernet tiene una bajo coste y es la solución mas adoptadas de las disponibles en el mercado.
Los inventores de Fast Ethernet han buscado el incremento de la tasa de transmisión de 10 Mbps en múltiplos de 10. Esto ha hecho sin embargo, que se hayan creado dos estándares diferentes competidores.
El primer estándar es conocido como 100 BASE-T y es soportado por compañías como 3Com, Intel y Sinóptics. Esta es puramente una extensión del estándar 802.3 original, reteniendo el protocolo CSMA/CD como tecnología de comunicación.
El estándar inicial 100BASE-T se aprobó en 1994, y los mayores vendedores involucrados en este producto han formado un comité conocido como la alianza Fast Ethernet. La transmisión esta limitada a un cable de 250m, antes de que un dispositivo tal como un puente o router se necesite para regenerar una señal. Esto se encontrara en las necesidades de la mayoría de los negocios. El estándar 100BASE-T consiste en cinco especificaciones:
Capa física(3): Tres tipos de condiciones de operaciones. Par trenzado sin escudo, par trenzado con escudo y fibra óptica.
Interfaz independiente del medio (MII): Esta es una nueva subcapa localizada sobre la capa física. Esta define un interface estándar entre la capa MAC(debajo), y cualquiera de las tres capas físicas.
Control de acceso al medio(MAC): Esta localizado debajo de la capa MII, y esta basado en el protocolo CSMA/CD previamente usado en el estándar Ethernet de 10 Mbps.
Los tiempos de respuesta de CSMA/CD controla las LAN’s convirtiéndose en peor cuanto mayor es el incremento en el trafico de la red. Con el incremento general en el tamaño de los ficheros en los ordenadores, y la gran cantidad de personas usando multimedia, este incremento puede convertirse en un problema para los consumidores de 100BASE-T.
Figura 1. 100 VG soporta todas las tecnologías usadas por LAN’s 10BASE-T Ethernet ó 802.5 Token Ring.
La segunda tecnología competidora fue puesta en practica por compañías incluyendo IBM y Hewlett Packard. Es conocida como 100VG-Anylan. La tecnología detrás de Anylan en completamente nueva, en vez de usar CSMA/CD, usa un protocolo de prioridad de demanda no relacionado. Este se ejecuta en cuarto pares de cables de cobre, distribuyendo los datos equitativamente en cada par.
100VG-Anylan permite una longitud de cable de 4000m, sin la necesidad de dispositivos que refuercen la señal. Esto se ha recogido en una especificación estándar de IEEE, conocida como 802.12. Los mas importantes vendedores involucrados se han agrupado para formar el Forum 100Vg-Anylan.
100VG-Anylan soporta paquetes de Ethernet y Token ring, lo que la hace muy flexible. Sin embargo, su método de transmisión de estos paquetes difiere mucho de los métodos tradicionales. Antes del uso de CSMA/CD o métodos de paso de Token, usa un protocolo de acceso de prioridad de demanda determinístico. Un dispositivo de usuario envía un tono de control al centro de la red cuando desea enviar un paquete, y el centro sondea todos los dispositivos conectados y luego concede el acceso basado en la prioridad.
Los defensores de 100VG-Anylan reclaman que este es un mejor protocolo para LAN’s que transmite gran cantidad de datos sensibles de tiempo, tales como vídeo y otros ficheros multimedia.
Puede argumentarse que 100VG-Anylan no es actualmente Ethernet por completo, debido al uso de un protocolo de transmisión diferente. Los puristas de las redes reclaman que como CSMA/CD es la base completa de Ethernet, 100VG no esta cualificada para llamarse a si misma Ethernet.
Mejoras Desde Una Red Tradicional.
Los críticos de 100BASE-T reclaman que las colisiones son un problema a 10 Mbps, luego serán una epidemia a 100 Mbps. Los partidarios de la tecnología dicen que a 100 Mbps, los datos se transferirán mucho mas rápido, y el riego de las colisiones será mucho menor.
Parece que 100VG-Anylan convendrá a las grandes compañías con muchos usuario en una LAN, tratando con una importante cantidad de aplicaciones multimedia. Porque tiene un bajo coste relativamente y es de fácil instalación, 100BASE-T puede ser mas apropiada para pequeños y medios negocios que no generan gran cantidad de trafico en la red.
Aplicaciones en redes de tamaño pequeño y mediano.
Cabletron Systems ha presentado una línea de productos para Fast Ethernet. Así mismo anunció la disponibilidad de una nueva familia, FastNet, para aplicaciones en redes de pequeño y mediano tamaño.
También, para satisfacer las necesidades de conmutación en redes de mayor tamaño, Cabletron prevé incorporar funciones Fast Ethernet en su línea de productos SmartSwitch. Saldrán al mercado módulos para grupos de trabajo y para la plataforma MMAC-PLUS. Igualmente, la compañía esta desarrollando herramientas Fast Ethernet para centros de datos sobre la plataforma de conmutación MMAC-PLUS.
La reciente adquisición del grupo de conmutación de SMC ha permitido a Cabletron incorporar dos conmutadores a su línea de productos: el FastNet 10, con funciones de conmutación Ethernet a 10 Mbps, y el FastNet 100 para conmutación mixta a 10/100 Mbps en grupos de trabajo y redes troncales.
Los conmutadores FastNet puede utilizarse para establecer y mantener redes remotas virtuales que permitan asignar elementos físicos a grupos de trabajo lógicos. Además, Cabletron también ofrece productos apilables para acceso compartido a 100 Mbps, con la familia FastNet Hubstack. De esta forma, los concentradores apilables SEHI100TX-22, inteligente, y SEHI100TX-22, no inteligente, disponen de hasta 23 y 24 puertos 100BASE-TX, respectivamente con posibilidad de tener 119 puertos de conectividad en un Hubstack plenamente configurado.
Como Empezar Configurando una Red Simple Fast Ethernet.
Con la introducción de los productos daynaPORT bluestreak Fast Ethernet, Dayna continua con la tradición de desarrollar los mejores productos ethernets disponibles. Los adaptadores Bluestreak están basados en el estándar 100BASE-T y pueden conectarse a cualquier Ethernet 10BASE-T ó 100BASE-T. El hub Bluestreak y los puentes dan la posibilidad de añadir un segmento de 100BASE-T completamente funcional a la configuración actual de la red. Solo Dayna ofrece una completa solución al vendedor para Fast Ethernet.
Los adaptadores DaynaPORT bluestreak 10/100 PCI conectan PC’s compatibles y Macintosh compatibles con slot’s PCI para redes 10BASE-T y 100BASE-T. Las característica de autonegociación del NWayTm permite a las tarjetas PCI Bluestreak determinar automáticamente si ejecuta a 10 ó 100 Mbps. Si conectamos el adaptador PCI Bluestreak a una red 10BASE-T hoy en día, podemos actualizarlo fácilmente en el futuro a una 100BASE-T simplemente conectándola a un hub 100BASE-T.
Los adaptadores DaynaPORT Bluestreak 10/100 NuBus conectan todos los MAC’s y ordenadores compatibles Macintosh con un slot NuBus a redes 10BASE-T y 100BASE-T. Combinando las capacidades de 10BASE-T y 100BASE-T en una sola tarjeta, se pueden usar los adaptadores Bluestreak para una 10BASE-T hoy en día, y tiene la flexibilidad de la actualización a una 100BASE-T en el futuro. Una actualización no puede ser mas sencilla, simplemente conectando un hub 100BASE-TX y el NWayTm automáticamente detecta el cambio de velocidad de la red y reconfigura la tarjeta Bluestreak.
El Bluestreak Fastetherprint 10/100 conecta cualquier dispositivo 10BASE-T con 100BASE-TX Fast Ethernet. Conecta impresoras , servidores, scanners y otros dispositivos con un puerto 10BASE-T fijo rápida y fácilmente a una red Fast Ethernet. Fast etherprint es completamente pug and play, configurándose a si mismo automáticamente cuando es conectado a la red. Debido a su pequeño tamaño es fácil de montar en un lado de la impresora.
El DaynaSTAR Bluestreak 100BASE-T Fast Ethernet hub es un hub de 12 puertos que permite a pequeños grupos de trabajo y departamentos disfrutar de los beneficios de Fast Ethernet. El hub DaynaSTAR Bluestreak soporta todos los populares sistemas operativos en red incluidos Appleshare, Netware y TCP/IP. Dos hubs pueden montarse juntos para grandes grupos de trabajo. Es ideal para el establecimiento de un segmento Fast Ethernet en una red Ethernet, el Bluestreak 100BASE-TX hub es fácil de configurar y esta respaldado por un servicio técnico gratuito.
Los adaptadores DaynaPORT Bluestreak 10/100 LC conectan todos los Macintosh y los ordenadores compatibles Macintosh con un slot LC a redes 10BASE-T y 100BASE-T. Los adaptadores Bluestreak LC proporcionan alto funcionamiento en operaciones a 10 Mbps y 100 Mbps, permitiendo a los usuarios tomar ventajas en las capacidades de la red, LED’s especiales en todos los adaptadores Bluestreak proporcionan facilidad para leer el estado de actividad, integridad de enlace, velocidad de red y modo full o half-duplex.
El puente DaynaSTAR Bluestreak 10/100 Fast Ethernet es ideal para la comunicación entre Ethernet de 10 Mbps y Fast Ethernet de 100 Mbps. El puente 10/100 automáticamente filtra el tráfico local, reduciendo la utilización de la red, estas características incrementan el funcionamiento de la red y aíslan los segmentos 100BASE-T de los de 10BASE-T.
El puente Bluestreak Fast Ethernet incrementa el funcionamiento y funcionalidad de cualquier red Fast Ethernet 100BASE-T. Extiende la habilidad de la Fast Ethernet para manejar las aplicaciones de gran ancho de banda, e incrementa la distancia mas allá de las limitaciones normales de las redes. El puente 100/100 es un protocolo independiente.
¿Quíen Esta Actualmente Usando Fast Ethernet?.
Mucha gente hoy en ida esta involucrada en el diseño y colocando documentos y otros materiales conteniendo grandes fotos e imágenes gráficas. Estos diseños se están continuamente enfrentando con la grave crisis del ancho de banda en sus redes de 10 Mbps. Las organizaciones beneficiarias de Fast Ethernet son:
Hoy, las organizaciones están encontrando que sus actuales redes son demasiado lentas para soportar los ficheros gráficos y otros materiales que son creados cuando usan las aplicaciones intensiva de datos. El software para las aplicaciones tales como CAD/CAM, multimedia, vídeo conferencia, procesamiento de imágenes, manejo de documentos y bases de datos cliente/servidor requieren mas ancho de banda que el actualmente disponible en Ethernet de 10 Mbps.
El incremento del rendimiento de los ordenadores en los últimos años es también otra razón por la que las personas necesitan mas rapidez en las redes. Con el desarrollo y el amplio uso de los nuevos procesadores como PowerPC y el chip Pentium, hacen que el estándar Ethernet simplemente no pueda mantenerlos.
¿Porque Es Fast Ethernet la Mejor Solución?.
Fast Ethernet es uno de los caminos más fáciles y más baratos para proporcionar ancho de banda instantáneo a la red. Debido a que esta basado en el estándar Ethernet de 10 Mbps, no existe curva de aprendizaje y requiere solo una mínima inversión en mejoras del hardware.
De hecho, muchos manufacturados de hardware para redes han diseñado sus adaptadores de red para trabajar a velocidades de 10 y 100 Mbps, de esa manera tu puedes actualizar a Fast Ethernet a tu propio ritmo.
Aunque Fast Ethernet es relativamente fácil de implementar y bastante efectiva, deberías examinar cuidadosamente tu propia red antes de actualizarla, si puedes contestar afirmativamente al menos a dos preguntas de las siguientes, deberías de considerar la actualización.
Ambas tecnologías requieren nuevas estaciones y tarjetas de servidor de red, así como nuevos hubs. Las compañías con cableado antiguo necesitaran mejoras para soportar el estándar, y pueden que necesiten un puente o router para convertir las redes existentes.
Incremento de la velocidad de transmision.
Aunque la compra de elementos da a la red la capacidad de comunicación de 100 Mbps, esto puede que no se consiga debido al hardware conectado a la LAN. Los ordenadores personales con bus ISA son sólo capaces de comunicar alrededor de 5 Mbps, mientras que los Pc’s con bus EISA pueden transmitir alrededor de 33 Mbps. Sólo los nuevos bus PCI son capaces de manejar velocidades de 100 Mbps.
Mucho de los puntos argumentados de Fast Ethernet no son más que un paso en la carretera de las redes de alta velocidad. FDDI y ATM son vistas como la meta final, sin embargo, ambas tecnologías son mas caras de implementar, y ATM todavía tiene un largo camino que recorrer en términos de infraestructura.
Compañías que no tienen una necesidad inmediata de redes de alta velocidad seria mejor que mantuvieran sus redes actuales. Sin embargo, debido al relativo bajo coste y facilidad de implementación, las compañías buscando tomar un paso rápido hacia las redes de alta velocidad pueden elegir instalar una de las dos tecnologías competidoras. La mayor decisión para ellos es cual es la tecnología mas adecuada para cada uno. Este tipo de decisiones ha plagado a las compañías desde siempre, convirtiéndose en cosa común. En vez de eso los vendedores se han unido juntos para producir y soportar la nueva tecnología, ellos sienten la necesidad de producir sus propias variantes, para diferenciarse entre ellos.
Ultimamente cada negocio decide cual (si hay alguna) de las tecnologías Fast Ethernet es mejor para el. Algunos de los diferentes factores que se toman son el coste, velocidad, facilidad de implementación y actualización. El nuevo protocolo de transmisión de prioridad de demanda de 100VG-Anylan puede atraer muchos negocios, mientras que otros prefieren ser fieles a los conocidos, la tecnología CSMA/CD tradicional.
Características y Prestaciones.
No hace siquiera un año , los usuarios se daban por satisfechos con la llegada de los largos tentáculos de Ethernet al ambicioso ámbito de los 100 Mbps. La aparición de Fast Ethernet supuso la constatación de que la más tradicional y popular tecnología LAN no solo no estaba muerta, sino que incluso era capaz de competir en capacidad con las mas nuevas propuestas de alta velocidad. Hoy, la promesa de un estándar Ethernet capaz de operar a un nivel teórico de 1Gbps esta creando una gran expectación en la demanda y la industria, que ya prepara el lanzamiento de los primeros productos.
Lejos quedan los días en que los entornos Ethernet habían de conformarse con la velocidad de 10 Mbps ofrecida por el estándar. Al día de hoy, una vez ya consolidadas las opciones Fast Ethernet de 100 Mbps, estamos asistiendo al surgimiento de una nueva propuesta que promete extender las capacidades del tradicional y difundido Ethernet al rango teórico de 1Gbps.
En realidad, el proceso incremental de velocidades de operación en LAN protagonizado por la industria y los organismos de normalización no es más que una respuesta a las necesidades crecientes de los usuarios. El gran despliegue actual de redes locales y las cada vez mas complejas aplicaciones informáticas obligan a los usuarios a disponer de mayores niveles de ancho de banda. Y dada la difusión que están teniendo las soluciones Fast Ethernet hasta los puestos de trabajo, parece clara la necesidad de instalar conexiones de mayores velocidades, tanto en los servidores como en las redes troncales.
Gigabit Ethernet surge así como una extensión natural de las normas Ethernet 802.3 de 10 y 100 Mbps que prometen tanto en modo half como full duplex, un ancho de banda de 1 Gbps, asegurando además la compatibilidad con la enorme base instalada Ethernet de 10 y 100 Mbps.
Los trabajos de normalización están siendo llevados a cabo por el grupo de trabajo 802.3z del IEEE, formado el pasado mes de julio (1996). Con el objetivo de completar el estándar en los primeros meses del 98, si bien durante el año 97 ya aparecieron en el mercado conmutadores y tarjetas de red desarrollados de acuerdo a las especificaciones del borrador de la norma, las prioridades del grupo se centran en las areas del control de flujo, arquitecturas de repetidor, distancias soportadas por los distintos medios físicos y esquemas de codificación 8B10B. La especificación de control de flujos asegurara la interoperatividad desatendida entre conmutadores que soporten la futura norma y los mas lentos 10 y 100 Mbps actuales.
En modo half duplex , el estándar Gigabit Ethernet conservara con mínimos cambios el método de acceso CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acces/colision Detection) típico de Ethernet. Los protocolos iniciales se basaran en la tecnología de señalización física de Fiber Channel que será adaptada para operar en velocidades de 1 Gbps. Y, según la Gigabit Ethernet Alliance, los avances en silicio y procesamiento de señal digital permitirá posteriormente adaptar Gigabit Ethernet, sin grandes costes, a cableado UTP de categoría 5.
En cuanto a las dimensiones de red, no parece que en principio haya límites respecto a extensión física o número de nodos. Al igual que sus predecesores, Gigabit Ethernet soportará diferentes medios físicos, con distintos valores máximos de distancia. El IEEE 802.3 Higher Speed Study Group ha identificado tres objetivos específicos de distancia de conexión : conexión de fibra óptica multinodo con una longitud máxima de 500m; conexión de fibra óptica monomodo con una longitud máxima de dos kilómetros; y una conexión basada en cobre con una longitud de al menos 25m. Además, se esta trabajando para soportar distancias de al menos 100m en cableado UTP de categoría 5.
Siguiendo un programa de actividades similar en plazos al emprendido en el proceso de normalización de Fast Ethernet el grupo de trabajo IEEE 802.3z celebró una reunión plenaria durante los días centrales del pasado noviembre (1996) cuyos resultados han sido claves para la consecución de un estándar Gigabit Ethernet.
La intención original del IEEE es mantener en la medida de lo posible el protocolo Ethernet con mínimos cambios. "Los objetivos son mantener el mismo formato y las mismas longitudes máximas y mínimas de trama, así como los mismos datos de gestión y soporte para los modos de operación half y full duplex . Por supuesto, CSMA/CD solo será empleado en el modo half duplex."
Los cambios de CSMA/CD previstos consisten en una característica llamada "extensión del portador"(carrier extensión)-necesario para permitir dominios de colisión de tamaño práctico a 1000Mbps-, que solo afecta al modo half duplex . Carrier extensión incrementa la longitud de un medio portador sin alargar el tamaño mínimo de la trama Ethernet (64 bytes).
Una segunda característica añadida es la llamada "ráfagas de paquetes" (packet bursting), que permite mejorar la eficiencia en operaciones con paquetes pequeños permitiendo la transmisión de múltiples paquetes sobre un único acceso a la red. Estas dos características solo afectan a la operación en modo half duplex. "Las operaciones en modo full duplex requerirán simplemente una versión de Fast Ethernet de mayor velocidad".
Moviliza la Industria.
La velocidad con que Gigabit Ethernet esta siendo acogida por la industria es asombrosa. La incorporación de nuevos miembros a la Gigabit Ethernet Alliance no ha parado de crecer desde su creación en el pasado mes de mayo (1996), bajo el impulso de firmas como 3Com, Sun Microsystems, Bay Networks, Cisco Systems, UB Networks, Intel y Compaq. En la actualidad, son ya 86 los fabricantes vinculados a la alianza.
El rápido crecimiento de la alianza demuestra que tanto las grandes como las pequeñas compañías creen en Gigabit Ethernet como una tecnología LAN clave.
El gran interés por la nueva propuesta Ethernet se debe a su simplicidad, fiabilidad, compatibilidad hacia atrás y costes.
En general, la mayoría de los grandes del mercado ATM están incorporando Gigabit Ethernet a sus planes de desarrollo diversificando as sus estrategias de banda ancha. Fore Systems, por ejemplo, gracias a ATM ha adquirido una gran importancia en el mercado de redes es un ejemplo de esta tendencia. La firma ha anunciado su intención de desarrollar durante los próximos 18 meses, confirmando la validez de las opiniones que señalan la conveniencia de abrirse a todo tipo de tecnologías.
Para Fore, la entrada de Gigabit Ethernet supone un paso mas en su proceso de maduración, que comenzó con la adquisición de Applied Network Technologies y Alantec, operaciones que permitieron a la compañía ampliar su oferta.
Entre los fabricantes de menor tamaño que ya trabajan en Gigabit Ethernet se encuentran Nbase communications, que lanzar al final de año un modulo de dos puertos para sus conmutadores Mega Switch II 10/100m y Alteon Networks, que también al final de año sacara un conmutador y adaptadores de red basados en Gigabit Ethernet. Ancor communications, asimismo, ya ha presentado un prototipo de conmutador de estas características y Rapid City, Packet Engines y Prominet trabajan en la misma dirección.
Para 3Com, Gigabit Ethernet supone una evolución lógica de Fast Ethernet, tecnología en la que la compañía mantiene una buena posición.3Com esta desarrollando soluciones Gigabit Ethernet y lo continuara haciendo hasta la publicación formal de los estándares y el establecimiento de los test de interoperatividad. Los desarrollos se centran en la interconexión de conmutadores LAN, así como en adaptadores de red para servidores de alto rendimiento. En general 3Com ofrecerá soluciones Gigabit Ethernet para satisfacer las necesidades de los usuarios finales en cuanto a conectividad entre redes troncales, servidores y pasarelas(gateways), mayor ancho de banda para aplicaciones multimedia, CAD/CAM, proceso distribuido, entre otras, agregación de conmutadores Fast Ethernet y actualización de la base instalada Ethernet 10/100.
En la misma línea, la sólida posición Bay Networks en Fast Ethernet determina en gran medida su estrategia en Gigabit Ethernet, que contempla, el desarrollo de una gama completa de productos que comenzaron a ser lanzadas en 1997.
En UB Networks, " el valor de Gigabit Ethernet es mas táctico que estratégico, en sentido de que esta tecnología permite dotar de mayores velocidades a las redes existentes de una forma sencilla". El compromiso de UB con la nueva propuesta se plasmara inicialmente en desarrollos que permitan dotar a su hub NonStop GeoLAN/500 de esta tecnología, desarrollos "cuyos progreso solo se condiciona al establecimiento de los estándares pertinentes. La compañía ha adquirido además la licencia de tecnología MAC para Gigabit Ethernet de la compañía Packet Engines.
El encuentro de Cisco Systems con Ethernet a 1Gbps, ha significado un paso más en su programa de adquisiciones. "Recientemente anunciamos la compra de Granite Systems, firma especializada en conmutación Gigabit Ethernet multinivel. Con esta adquisición, Cisco pretende ofrecer a los clientes una amplia opción de tecnologías de red troncal adaptada a sus entornos de red individuales. La conmutación Ethernet Gigabit y la conmutación multinivel están haciendo emerger nuevos mercados que pueden ampliar las posibilidades de los usuarios y ayudaran aliviar la congestión de tráfico en las troncales.
Los productos vendrán en cuanto el proceso de normalización finalice, pues " Cisco cree que existe una necesidad de tecnología de red a 1 Gbps que impulse las soluciones existentes de alta velocidad, Ethernet es la mas popular de las actuales, con una base instalada de 100 millones de usuarios y unas ventas de 30 millones de nodos por años, según IDC. Cuando las instalaciones de Fast Ethernet crezcan durante los próximos años, se necesitara una versión a mas velocidad capaz de agregar los dispositivos conectados a 100 Mbps".
Tras la experiencia de Hewlett-Packard en la aventura de los 100 Mbps, que le ha obligado a incluir en su oferta Fast Ethernet junto a 100VG-AnyLAN-la norma que apoyo en un primer momento junto a IBM y AT&T.
También Intel se halla completamente abierta a Gigabit Ethernet, cuya iniciativa tecnológica soporta totalmente.
Sin embargo algunas empresas se sienten inseguras al lanzarse a Gigabit debido a que en el mercado actual hay soluciones de alto rendimiento para redes FDDI y ATM.
De todas formas Gigabit Ethernet supone una solución concreta y puntual para solucionar un problema de ancho de banda en los enlaces.
IBM no duda en apoyar al nuevo estándar de Ethernet porque como indican Gigabit será un suplemento para las redes actuales Ethernet y Fast Ethernet proporcionando una vía sencilla de migración para aquellas instalaciones CSMA/CD que deseen utilizar aplicaciones con altos requerimientos de ancho de banda. En consecuencia se esta siguiendo el proceso de estandarizacion con vistas al lanzamiento de productos basados en la norma; los cuales empezaran a surgir a finales del 98.
Se habla de Gigabit como una de las futuras tecnologías de red troncal mas significativas en el futuro, y representara un medio complementario para las instalaciones ATM a nivel de campus de WAN.
Gigabit Ethernet En la Práctica.
Dada la gran atención que Gigabit Ethernet esta recibiendo, ya es solo una cuestión de tiempo el que muchos usuarios comienzan a planear su adopción. A primera vista, parece una tarea fácil: al fin y al cabo, el principal atractivo de Gigabit Ethernet reside, precisamente, en basarse en una tecnología tan convencional como Ethernet. Pero cuando se analizan los pocos productos hoy disponibles y los diferentes enfoques que siguen, surgen problemas.
Hasta la fecha, el debate sobre Gigabit Ethernet se ha centrado por lo general en sus aspectos mas esotéricos, como "carrier extensión" o "interrupt coalescense", olvidándose de otras cuestiones mas practicas. Como es lógico, de nada sirve la tecnología sin una estrategia capaz de adaptarla y ponerla en marcha.
En primer lugar, parece claro que la tecnología Gigabit Ethernet puede ser utilizada de tres formas distintas: para conectar conmutadores entres si, para conectar servidores a concentradores y para conectar estaciones finales a concentradores. Los tres tipos de conexión se describen en el orden en el que se supone que seguirán los administradores de redes y que, curiosamente, sigue el sentido inverso al del despliegue de Ethernet convencional.
Por distintos motivos el nivel de aceptación de las tres clases de conexión difieren significativamente. Es seguro que la de conmutadores entre si, ya disponible, tendrá un gran éxito, pues cada vez mas los administradores de redes necesitan disponer de mayores velocidades entre esos dispositivos. Las conexiones de servidor a conmutador se utilizaran en cierto entornos de alto nivel, pero serán innecesarias en la mayoría de los casos. Y es posible que la de estación final a concertador nunca lleguen a ser populares: son nuevas las dificultades técnicas que supone crear redes compartidas de 1 Gbps y, una vez experimentada las ventajas que las LAN’s dedicadas, no cabe esperar que los usuarios quieran darles la espalda.
La gran popularidad y base instalada de los conmutadores Ethernet y Fast Ethernet ha abierto los ojos de los administradores de redes a los problemas potenciales de interconectar conmutadores. Después de todo, incluso si implicara estaciones Fast Ethernet, tener docenas de enlaces de 10 Mbps conectados a un conmutador dotado de un solo enlace Fast Ethernet supone un riesgo de que surjan situaciones de congestión. Si se añaden además conexiones Fast Ethernet de servidor, la congestión, mas que probable, es segura.
Por ello la demanda principal de Gigabit Ethernet estará motivada por la necesidad de interconextar conmutadores. Y es que, hasta cierto punto, parece lógico pensar que las estrategias de despliegue de Fast Ethernet acaben, tarde o temprano, por requerir Gigabit Ethernet.
En cierto modo, se puede concebir Gigabit Ethernet como un panel trasero(backplane) de alta velocidad instalado entre los conmutadores 10/100 de una red. De hecho, hay fabricantes que planean implementar esta tecnología como un mecanismo para conectar módulos dentro de conmutadores apilables.
Técnicamente, hay un par de razones por las que la conectividad de conmutador a conmutador es mas fácil de poner en marcha. Primero, porque, como todas las comunicaciones se producen entre conmutadores, el hardware y el software específico solo afecta a ambos extremos de la conexión. Y segundo, por que utiliza una conexión dedicada, lo que , además de ser mas simple de instalar que las compartidas, elimina la posibilidad de colisiones y permite a los fabricantes olvidarse de cuestiones mas complicadas, como la carrier extensión (extensión del portador) y el buffering de paquetes, propias de los enfoques de la comparición de medios.
Cuando se quiere eliminar situaciones de congestión, los servidores suelen estar en el punto de mira. Como es muy probable que algunos servidores que operan a escala corporativa, que suelen tener múltiples procesadores y ofrecer prestaciones de tolerancia a fallos, como discos RAID, den servicios a cientos de usuarios simultáneamente, los administradores de redes querrán evitar que se produzcan "cuellos de botella".
Los enlaces de servidor Gigabit Ethernet pueden ser considerados como una evolución natural de la tendencia a dedicar a los servidores un ancho de banda determinado. Cuando aparecieron los conmutadores Ethernet, un objetivo clave de su implementaron fue conseguir conexiones directas con los servidores. De ese modo, eliminado las posibilidades de que surgieran colisiones, se obtenían mejoras inmediatas de la capacidad de proceso.
Después vinieron las conexiones Ethernet full duplex en dos sentidos, que proporcionaron velocidades de 20 Mbps en total. Permitiendo al trafico viajar a y desde el servidor, simultáneamente se eliminaba el cuello de botella que suelen crear las transmisiones half duplex en un solo sentido, propias del Ethernet convencional.
Pero si esta técnica es efectiva cuando se aplica a puertos Ethernet de 10 Mbps, para Fast Ethernet y, ahora, Gigabit Ethernet, las cosas se complican. Los servidores, e incluso las estaciones cliente, pueden generar fácilmente trafico suficiente para explotar la capacidad total de 10 Mbps. Pero ese no es el caso cuando se dispone de enlaces a 100 Mbps o aun mas rápidos. A tales velocidades, la red no suele ser por lo general el cuello de botella, porque, de hecho normalmente la capacidad de proceso de los servidores Pentium es inferior a los 100 Mbps. Para explotar correctamente un servidor con enlaces de velocidad superior a los 100 Mbps conviene instalar hardware Pentium Pro. Las ineficiencias de la pila protocolos, el uso de pequeños tamaños de trama y la latencia de las aplicaciones pueden contribuir a esa reducción de la capacidad de proceso.
Al día de hoy, se puede asegurar que es casi imposible encontrar una aplicación real capaz de sostener una velocidad de transferencia de 1 Gbps. Y cuando la pila no es el problema, este generalmente se encuentra en el a CPU: son habituales las situaciones en las que mantener velocidades de datos cercanas a los 100 Mbps consume casi toda la potencia de la CPU del servidor. Además, intentar alcanzar, o casi, la velocidad del cable puede acabar siendo una victoria pírrica, puesto que la CPU quedaría prácticamente inutilizare para otras tareas. Y si esto pasa con Fast Ethernet, que será con Gigabit Ethernet.
Afortunadamente, los fabricantes de tarjetas de red Gigabit Ethernet son conscientes de todas estas cuestiones. Aunque no hay nada que ellos puedan hacer para mejorar la lentitud de las aplicaciones, al menos pueden intentar resolver el problema de la CPU. Alteon Networks, por ejemplo, que esta basando toda su estrategia Gigabit Ethernet en las conexiones entre conmutadores y servidores, dispone de una tarjeta Gigabit Ethernet que fuerza la reducción del consumo de la CPU mediante la reducción de la carga y la optimizacion del uso de ciertas funciones. El calculo de TCP/IP, por ejemplo, se produce en la propia tarjeta adaptadora en vez de en el servidor. Cuenta además con un buffer interno que aligera la carga del procesador y emplea tramas "jumbo" de 9 Kb para mover datos del servidor al conmutador Gigabit Ethernet, lo que optima el flujo de datos y reduce la carga de la CPU.
Estación final a concentrador.
Este tipo de conexión recrea una LAN compartida de 10 Mbps convencional, aunque, eso si, con una velocidad 100 veces superior. Pero utilizar el protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection ) propio de Ethernet y llevarlo a 1 Gbps es casi tan imposible como poco practico.
En la arquitectura de detección de colision de Ethernet compartido, el diámetro de la res-o la longitud total del cable- es un elemento crítico. Si la red es demasiado extensa, una estación que transmita tramas del mas pequeños tamaño de Ethernet, 64 bytes, no será capaz de detectar una colisión y el protocolo, simplemente, no funcionará.
A medida que el medio de transmisión se hace mas rápido, el diámetro máximo de la red se acorta. Para Gigabit Ethernet, la red compartida debería tener un diámetro inferior a 20 metros.
Al objeto de hacer viable Gigabit Ethernet compartido, los fabricantes han tenido que mejorar significativamente el protocolo; es decir, lo que así se obtiene ya no es el CSMA/CD 802.3 de siempre. Para soportar un diámetro de red razonable de 100 a 200 metros, las firmas que están desarrollando Gigabit Ethernet recomiendan que las tramas tengan un tamaño mínimo de 512 bytes. Con tramas mas pequeñas, se debe añadir una "extensión del portador"(carrier extensión) para llevarlas hasta los 512 bytes.
También se están proponiendo nuevos esquemas de ráfagas de paquetes que introducen paquetes pequeños en un paquete mucho mayor a fin de poder rellenar el vasto o espacio de 512 bytes.
Por otra parte, el protocolo de transmisión y recepción half duplex requerido en Ethernet compartido (también en Token ring compartido) degradaría el rendimiento a medida que fuese aumentando el número de estaciones que solicitan acceder al medio. Así algunos fabricantes han propuesto la estandarización de concentradores buffering inteligentes que permiten establecer comunicaciones full duplex entre la estación y el concentrador. En cualquier caso, la complejidad añadida de modificar el protocolo Ethernet básico y la necesidad de asegurar la interoperatividad multifabricante en un entorno compartido podrían retrasar la disponibilidad de los productos. De hecho, muchos fabricantes de productos Gigabit Ethernet conmutados ni siquiera tienen la intención de desarrollar soluciones compartidas.
Con todo, pese a que todavía quedan mucho trabajo por delante, parece que, al menos, Gigabit Ethernet es hoy mucho mas que simple "vaporware". Algunos administradores de redes incluso ya están invirtiendo en esta tecnología.
Figura 2.-Opciones de conectividad de Gigabit Ethernet.
Las nuevas tecnologías, como es el caso de Gigabit Ethernet, las opiniones de los expertos no siempre coinciden en los pronósticos, máxime si su alumbramiento es recibido por algunos, interesadamente o no, como el comienzo del declive de la propuesta previa. Cuando dicha propuesta ni siquiera todavía ha llegado a consolidarse, como sucede con ATM, apologetas y escépticos hacen su agosto. Esto es lo que ha estado sucediendo en los últimos meses con Gigabit Ethernet y ATM.
A las pocas semanas de darse a conocer las optimistas estimaciones de Dataquest para el futuro de la nueva generación Ethernet, la prensa técnica norteamericana poblaba de columnas que o bien se arrebataban ante la buena nueva o bien no solo ponían en cuarentena tales estimaciones, sino que incluso se reían descaradamente de ellas.
Así, mientras algunos vaticinan que Gigabit Ethernet cuenta con tan enorme futuro como para eliminar la popularidad de ATM en las sobremesas y en las redes troncales y de campus, otros, como los analistas Gartner group, hacen hincapié en la superioridad de ATM ante Ethernet a 1Gbps. Por suerte, la mayoría de la industria y los usuarios no se mueven entre posturas tan polarizadas. De hecho, todo hace prever que muy pocos o ningún fabricante promocionar la opción Ethernet de alta velocidad como una tecnología excluyente, entre otras cosas porque firmas del calibre de IBM, Bay, Cisco, 3Com o Cabletron nunca consentirán que sus inversiones en ATM caigan en saco roto.
Llegan los datos. Las estimación de Dataquest mencionadas anteriormente cifran en 2.900 millones de dólares el volumen del mercado mundial de Gigabit Ethernet en el 2000; una buena perspectiva que justifica el optimismo con que la firma consultadora aborda el futuro de la nueva tecnología. Poco después de ser conocidos los datos de Dataquest, Dell’ Oro Group hacia públicos los resultados de una encuesta realizada en colaboración con la Gigabit Ethernet Alliance a mas de 40 grandes usuarios finales y 90 integradores norteamericanos de redes de tamaño grande y medio. El estudio de Dell’Oro Group concluye que la gran mayoría de los entrevistados, alrededor del 80% de los usuarios finales y casi el 90% de los integradores de redes, estarían dispuestos, primero, a evaluar y, luego, comprar productos basados en Gigabit Ethernet.
La encuesta pone de manifiesto que los usuarios ya están pensando en adoptar Gigabit Ethernet tanto en los sevidores como en las redes troncales.
Sin embargo, las conclusiones del estudio no contradicen en nada los buenos augurios con que normalmente se dibuja el futuro de ATM. Una de las conclusiones mas importantes del estudio es, precisamente, que, pese a que Gigabit Ethernet competirá con ATM en el terreno de las LAN’s, el 30% de los usuarios finales ven en la cualidad deterministica de esta tecnología y en su capacidad de integración con las infraestructuras WAN un factor a tener en cuenta a la hora de planificar las compras. O lo que es lo mismo, muchos usuarios consideran que ambas tecnologías coexistirán.
Otras interesantes conclusiones del informe de Dell’Oro Group reside en la convicción de los usuarios respecto al papel fundamental que el soporte de aplicaciones, imágenes, vídeo y multimedia en general representara en favor del despliegue de tecnologías de alta velocidad. Asimismo, muchos usuarios aseguraron desconocer que Gigabit Ethernet este siendo desarrollado para ser utilizado en cableado de cobre.
En la misma línea, una encuesta realizada por Compaq Computer a dos mil empresas, dada a conocer el pasado verano, concluía que el 86% manifiesta estar interesada por la tecnología Gigabit Ethernet. Las entrevistas revelaron igualmente que el 70% de las empresas ya esta estudiando la actualización de sus sobremesas de Ethernet a Fast Ethernet.
Avisos de Gartner Group.
Pero no todo son alabanzas a Gigabit Ethernet. Gartner Group pone el contrapunto, según esta firma consultora y de análisis de mercado, Gigabit Ethernet y ATM representan dos enfoques de networking diferentes, basados en dos diferentes filosofías : gran ancho de banda y ancho de banda gestionado, receptivamente.
Gartner Group hace hincapié en las diferencias existentes entre las dos opciones, enfatizando las desventajas de Gigabit Ethernet. Entre ellas se citan, por ejemplo, la falta de solidez requerida por los entornos de red troncal, así como la incapacidad de los servidores y estaciones de trabajo para aprovechar las velocidades de 1 Gbps. Las ráfagas de tráfico a tal velocidad provocan pérdidas de paquetes y la congestión de los servidores, que al exigir nuevas retransmisiones complican aun mas el problema. Asimismo, el perfil de rendimiento de Ethernet a 10 y 100 Mbps, demuestra que la velocidad máxima sostenida de utilización se reduce a un 40% de su valor teórico por lo que Gigabit Ethernet no sobrepasaría una velocidad efectiva de 400 Mbps, cifra bastante inferior a los 622 Mbps de ATM.
Gartner Group concluye que Gigabit Ethernet no proporciona ninguna de las características requeridas por los entornos de redes troncales, como predictibilidad y rendimiento sostenido, redundancia, gestión de ancho de banda y calidad de servicio.
Apoyo de los fabricantes. Pese a las reticencias o escepticismos, lo cierto es que ningún fabricante significativo, por muy comprometido que este con ATM, duda en subirse al carro de Gigabit ethernet : medir el futuro en términos de una tecnología exclusiva cada vez va teniendo menos sentido.
Como viene siendo habitual en los últimos tiempos, no parece que, finalmente, las dos opciones de alta velocidad entren en guerras cainitas. De hecho, cada vez son mas los que ponen el acento en su complementareidad, algo que las estrategias comerciales de los fabricantes habrán de saber explotar en su momento adecuado.
Por otro lado ATM requiere dos conversiones de protocolo, una en la conexión del router y otra a nivel de LAN. Como, por el contrario, Gigabit Ethernet solo implica una conversión de velocidad, pero no de protocolos, genera menos overhead.
Sin embargo, ninguna firma comprometida con Gigabit Ethernet desestima enteramente el uso de ATM en la troncal de campus. Para algunos, su presencia esta garantizada allí donde las aplicaciones demandan el tipo de prestaciones que ATM proporciona.
Precio. Los prolijos comentarios con que los fabricantes abordan e potencial de la nueva tecnología Ethernet contrastan con el silencio que, generalmente, guardan respecto a los precios de los futuros productos. Pocos dan diferencias concretas, limitándose en la mayoría de los casos a afirmar que probablemente constaran menos que las ofertas ATM, sobre todo porque los fabricantes se verán obligados a desembolsar elevadas inversiones en diseños de chips, como en el caso de ATM. Mas concreto Dell’Oro ha avanzado la banda sobre la que podría moverse los precios de los productos Gigabit Ethernet, situándolos entre 2.000 y 3.000 dólares por puerto, cifras dos o tres veces superiores a las de los conmutadores Ethernet a 100 Mbps y muy similares a las de los conmutadores ATM.
Costes en formación. Con el proceso de estandarización todavía en marcha y un número poco representativo de ofertas en el mercado, puede que todavía sea pronto para hablar del coste real que habrá de soportar el usuario que desea adoptar Gigabit. Sin embargo, ya se va avanzando algo en este sentido. Así se habla de pronósticos teóricos que sitúan precios entre 2000 y 3000 dólares por puerto, un módulo de conexión para MegaSwitch II que ofrecerá 1 Gbps por un precio de 2395 dólares, los primeros conmutadores podría adquirirse entre 2000 y 4000 dólares; si actualmente los puertos de los conmutadores 100BASE-Fl (fibra) salen por 1500 dólares se ofrece 10 veces mas rendimiento por un precio solo 2 ó 3 veces superior. Sin embargo, no hay que olvidar que todas estas matizaciones se refieren a un rendimiento teórico y no real de Gigabit.
BIBLIOGRAFÍA
Gigabit Ethernet. Características y prestaciones. Comunicaciones World, Diciembre 1996.
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Gigabit Ethernet. Moviliza la industria. Comunicaciones World, Diciembre 1996.
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Tutorial de Redes Fast Ethernet. Articulo de Internet, Febrero 1996.
Artículos de Internet sobre Fast Ethernet.