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30.05.1997 - 

Einsatzgebiete und Migrationswege

Gigabit Ethernet im Unternehmensnetz

Glaubt man den Anbietern, dann sprechen viele Gründe für Gigabit Ethernet. Da die Technologie auf den bereits etablierten Ethernet-Varianten aufbaut, fällt die Einarbeitung der Mitarbeiter so gut wie weg - ganz im Gegensatz beispielsweise zu ATM und dessen komplizierter LAN-Emulation, bei der zusätzliche Server eingerichtet und LAN-Daten in ATM-Format konvertiert werden müssen, damit herkömmliche lokale Netzwerke mit ATM integriert werden können. Zudem sollen sich durch die Nähe zu den etablierten Ethernet-Varianten bereits bestehende Installationen relativ problemlos mit Gigabit Ethernet verbinden lassen.

Diesen Vorteilen stehen derzeit aber noch Schwachstellen gegenüber: So ist beispielsweise die realisierbare Übertragungsdistanz gegenüber den klassischen Ethernet-Varianten eher begrenzt (siehe Kasten). Außerdem müssen sich die Gigabit-Befürworter noch immer das Argument anhören, daß sich im Gegensatz zu ATM mit GE keine Dienstequalität realisieren läßt. Unter ATM ist es kein Problem, Bandbreiten für bestimmte Anwendungen zu reservieren und sowohl Sprache als auch Video in Echtzeit zu übertragen.

Dennoch sind die Hersteller vom Erfolg der Gigabit-Technologie überzeugt. So schätzt die Digital Equipment Corp. beispielsweise, daß das klassische Ethernet bis zum Jahr 2000 zwar weiter Marktanteile verlieren, Fast Ethernet und Gigabit Ethernet dafür aber enorm zulegen werden. Zusammen sollen die beiden Technologien sogar mehr Marktanteile erobern als ATM.

Analysten sagen GE ebenfalls eine goldene Zukunft voraus: Nach Angaben der Dell-Oro Group aus dem kalifornischen Menlo Park werden die Einkünfte aus Verkäufen von Gigabit-Ethernet-Produkten im Jahr 2000 weltweit 980 Millionen Dollar betragen. For- rester Research ist sogar der Meinung, daß Gigabit Ethernet wie ein Erdrutsch über ATM hereinbrechen wird (siehe CW Nr. 19/1997, Seite 21).

Anwender kümmern diese Prognosen und Einschätzungen wenig. Für sie ist vielmehr von Interesse, wie sie zu GE migrieren können beziehungsweise an welcher Stelle des Unternehmensnetzes das Verfahren überhaupt sinnvoll eingesetzt werden kann.

Zum Thema Migration hat sich die Gigabit Ethernet Alliance (GEA), die sich um die Festschreibung eines Standards zu GE bemüht, Gedanken gemacht. In einem White Paper, das im Internet unter www. gigabit-ethernet.org/ technology/overview/migration/index.html abgerufen werden kann, definiert sie vier Migrationsszenarien und beschreibt, mit welchen Schritten der Umstieg vollzogen werden kann (siehe Kasten).

Selbst in der derzeitigen Phase ohne Standard (oder Prä-Standard-Phase, wie Hersteller es immer wieder gerne bezeichnen) ist klar, daß GE auf alle Fälle im Backbone, also beispielsweise zur Verbindung von Switches untereinander, eingesetzt werden kann. Schließlich ist es für Clients im Netz ohne Belang, auf welche Weise die Switches untereinander kommunizieren. Nach "außen" verfügen die Geräte nämlich über gängige Ethernet- beziehungsweise Fast-Ethernet-Schnittstellen. Aus eben diesem Grund ist auch die Art der Verkabelung zwischen den Switches selbst bei nicht Standard-konformer Ausführung nicht unbedingt ein Problem.

Tests der CW-Schwesterpublikation "Network World" haben dies bestätigt: Nachdem Switches untereinander über entsprechende GE-Schnittstellen verbunden und konfiguriert worden waren, bedurfte es keiner Veränderungen an Clients, die an diese Switches angehängt wurden: Die Geräte konnten die nun zur Verfügung gestellte Bandbreite problemlos nutzen.

Als nächstes Einsatzgebiet für GE bietet sich die Verbindung von Servern und Switches an. Derzeit gängige Hochleistungs-Server müssen unter Umständen hunderte von Anwendern gleichzeitig bedienen, so daß eine entsprechend leistungsfähige Anbindung dieser Komponenten von höchster Wichtigkeit ist.

Im Gegensatz zum bereits vorgestellten Switch-zu-Switch-Szenario kann diese Konstellation jedoch Probleme schaffen, da in diesem Fall zwei verschiedene Gerätekategorien miteinander verbunden werden, die zudem in der Regel von verschiedenen Herstellern stammen. Viele Netzverwalter sind jedoch daran gewöhnt, Netzkarten und Switches verschiedener Hersteller beliebig zu mischen, was beim Einsatz von Gigabit Ethernet zwischen Server und Switch voraussichtlich nicht problemlos möglich sein wird: Von den angekündigten und auf der Networld+Interop in Las Vegas bereits präsentierten Lösungen bieten einige keine oder nur proprietäre GE-Netzkarten. Das Produkt des Herstellers Gigalab beispielsweise ist keine Netzkarte im traditionellen Sinn, sondern vielmehr die Verlagerung des rechnerinternen PCI-Bus nach außen, also direkt zum Switch.

Angesichts der Tatsache, daß es einerseits nur wenige Applikationen gibt, die Transferraten von 1 Gbit/s benötigen, andererseits die GE-Netzkarten derzeit noch zwischen 1500 und 2500 Dollar kosten, empfiehlt sich der Einsatz von Gigabit Ethernet zwischen Servern und Switches derzeit allerdings noch nicht.

Als letzte theoretische Einsatzmöglichkeit für GE ist die Verbindung von Clients und Hubs denkbar. Die GEA verkündet auf ihren Internet-Seiten zwar, die High-speed-Technik solle letztlich auch bis zum Desktop zur Verfügung stehen. Gleichzeitig räumt sie jedoch ein, in der Frühphase von Gigabit Ethernet sei diese Form des Einsatzes noch kein Thema. Außerdem gibt es derzeit noch keine Applikationen, die derart Bandbreiten-intensiv sind, um den Einsatz von GE bis zum Desktop zu rechtfertigen. Darüber hinaus existiert ein weiteres potentielles Problem: Die Ethernet-typische Methode Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) könnte bei einer Datenrate von 1000 Gbit/s zu erheblichen Problemen führen. Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, müßte das Protokoll erheblich erweitert werden, so daß letztendlich das Verfahren CSMA/CD auf der Strecke bleiben würde.

Wo immer Gigabit Ethernet letztlich auch zum Einsatz kommen wird - vom Traum der High-speed-Datenübertragung via Kupferkabel wird man sich verabschieden müssen. Laut Patrick Horgan, Product Manager Network Products Business bei Digital Equipment Corp. (DEC), kann bereits vorhandenes Kabel der Kategorie 5 nur unter Einsatz von kostspieligen Transceivern benutzt werden. Dies wiederum treibt die Kosten dermaßen in die Höhe, daß es sinnvoller ist, gleich auf Glasfaser umzusteigen.

Migration zu Gigabit Ethernet

Die Mitglieder der Gigabit Ethernet Alliance (GEA) haben vier grundsätzliche Szenarien definiert, für die eine Migration zu Gigabit Ethernet (GE) von Interesse ist:

1. Das Aufrüsten von Verbindungen zwischen Switches und Servern ermöglicht ultraschnelle Zugriffe auf Applikations- und Fileserver. Dazu muß laut GEA lediglich der vorhandene Fast-Ethernet-Switch auf Gigabit Ethernet aufgerüstet beziehungsweise ausgetauscht werden. Zusätzlich müssen die mit dem Switch verbundenen Server mit Gigabit-Ethernet-Netzkarten ausgestattet werden.

2. Der Einsatz von 100/1000-Mbit/s-Switches anstelle von reinen Fast-Ethernet-Switches und das Up- grade der Verbindung zwischen diesen Switches schafft die Möglichkeit, wesentlich mehr Switched- oder Shared-Fast-Ethernet-Segmente zu unterstützen. Hierzu müssen nach Ansicht der GEA lediglich vorhandene Fast-Ethernet-Switches um entsprechende Gigabit-Ethernet-Module ergänzt werden.

3. Wird ein geswitchtes Fast-Ethernet-Backbone auf Gigabit Ethernet aufgerüstet, so lassen sich hochleistungsfähige Server-Farmen direkt über entsprechende Netzkarten anhängen. Auf diese Weise können Anwendern von Applikationen mit hohem Bandbreitenbedarf entsprechende Datenraten zur Verfügung gestellt werden. Außerdem, so die GEA, unterstützt das Netz dann mehr Segmente und bietet mehr Bandbreite pro Einheit.

4. Ein Shared-FDDI-Backbone läßt nach Meinung der Allianz sich auf Gigabit Ethernet aufrüsten, indem der FDDI-Hub oder ein Ethernet-auf-FDDI-Router durch einen GE-Switch oder -Repeater ersetzt wird. Zudem müssen die Router beziehungsweise Switches, die das FDDI-Backbone an das Weitverkehrsnetz anbinden, mit GE-Netzkarten ausgerüstet werden. Bereits getätigte Investionen für Glasfaser werden so erhalten und die Leistung pro Segment in etwa verzehnfacht.

Gigabit Ethernet

Das ultraschnelle Übertragungsverfahren Gigabit Ethernet ist eine Erweiterung der weit verbreiteten Ethernet- und Fast-Ethernet-Methode und soll Übertragungsraten von bis zu 1 Gbit/s ermöglichen. Als großer Vorteil der Technologie wird angeführt, daß sie zu den genannten Verfahren kompatibel ist, bestehende Installationen sich also nahtlos integrieren lassen. Gigabit Ethernet basiert auf der Fibre-Channel-Technologie, die eigentlich für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Rechnersystemen und ihren Komponenten (beispielsweise einer Festplatte) entwickelt wurde. Wie bei den etablierten Ethernet-Varianten kommt auch bei Gigabit Ethernet das Verfahren Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) zum Einsatz, das im LAN den Zugriff der einzelnen Stationen auf das Übertragungsmedium regelt. Derzeit arbeitet die 802.3z-Arbeitsgruppe (Gigabit Ethernet TaskForce) des Institute of Electrical and Electronical Engineers (IEEE) an der Festschreibung einer Gigabit-Ethernet-Norm. Der Abschluß des Standardisierungsverfahrens wird jedoch frühestens im Frühjahr 1998 erwartet.