MÜNCHEN: Anspruchsvolle Groupware-Applikationen, der Intranet-Boom, wachsende Mitarbeiterzahlen und die globale Vernetzung von Firmenstandorten bringen für herkömmliche Ethernet-Netze kaum mehr zu bewältigende Belastungen mit sich. Schon preist die Industrie Gigabit-Ethernet als Lösung an, doch den sanftesten und auch wirtschaftlichsten Übergang auf ein schnelleres Medium, so Autor Hendrik Wacker*, verspricht Fast Ethernet mit relativ preiswerten, standardisierten und abwärtskompatiblen Komponenten.Realistisch betrachtet, arbeitet die Mehrzahl der vernetzten Workgroups noch immer auf 10-MBit-Niveau, der Schritt zu Fast Ethernet ist weitgehend noch nicht vollzogen. Da scheint der Sprung auf Gigabit-Ethernet etwas weit angesetzt. Dennoch sucht die Industrie den Händlern und damit den Endkunden diese noch immer nicht standardisierte Netzwerktechnologie - die Verabschiedung der Spezifikation IEEE 803.2z wird frühestens für das erste Quartal 1998 erwartet - schmackhaft zu machen. Sinnvoll einzusetzen ist sie im Workgoup-Bereich derzeit bestenfalls für Server-Switch-Verbindungen, wie eine Umfrage der Gigabit-Ethernet-Allianz (GEA) auf der Netword+Interop '97 ergab. Doch die entsprechende Performance läßt sich auch anders erreichen, zumal die technische Realisierung einer Gigabit-Ethernet-tauglichen Verkabelung (1000Base-T) noch nicht in Sicht ist.
Ausgereifter Netzwerkstandard: Fast Ethernet
Mit Fast Ethernet steht nämlich ein ausgereifter Netzwerkstandard zur Verfügung, der ohne massive Investitionen die steigenden Anforderungen nach deutlich mehr Netzwerkdurchsatz befriedigen kann und darüber hinaus abwärtskompatibel zu herkömmlichen Ethernet-Komponenten ist - ein schlagendes Argument für die sanfte Migration von 10-MBit- auf 100-MBit-Komponenten.
Durch eine stufenweise Umstellung, die in größeren Installationen auch abteilungsweise durchgeführt werden kann, bleiben die Ausfallzeiten und daraus resultierende Produktivitätsverluste klein. Darüber hinaus erreichen Fast-Ethernet-Installationen unter Einsatz neuer Software-Technologien, die auf dem Fast-Ethernet-Standard IEEE 802.3e fußen, mittlerweile das Gigabit-Ethernet-Niveau - ohne daß Gigabit-Ethernet-Komponenten eingesetzt werden müßten.
Kompatibilität spart Zeit und Kosten
Fast Ethernet und Ethernet sind deshalb zueinander kompatibel, weil sie das gleiche Zugriffsverfahren nutzen: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection). Folglich lassen sich vorhandene 10-MBit/s-Komponenten zunächst weiter verwenden. Alt und neu unterscheiden sich durch die "Bitzeit" - das ist die Dauer für die Übertragung eines Bits. Die ist bei Fast-Ethernet-Komponenten zehnmal kürzer, ansonsten bleibt die MAC-Schicht (Media Access Control) weitgehend unverändert. Kein Geld ist dagegen mit Netzwerkmanagement-Werkzeugen zu verdienen: Fast-Ethernet-Komponenten lassen sich mit der gleichen Software verwalten wie die herkömmlichen Ethernet-Komponenten.
Das erlaubt eine stufenweise Migration zum schnellen Netz, wobei vorhandene 10Base-T-Netzwerk-Hardware zunächst weiter verwendet werden kann. Dazu zählen beispielsweise Printserver mit integrierten Embedded-10BaseT-Netzwerkadaptern, Netzwerkdrucker mit einer 10Base-T-Netzwerkkarte oder alle die 10Base-T-NICs (Network Interface Cards) in den Clients respektive Workstations.
Kabel und Topologie
Bei der Migrationsplanung kommt neben der Bedarfs- und Kostenanalyse für die aktiven Komponenten (siehe Kasten Migrationsplanung) der Kabelinfrastruktur besondere Bedeutung zu. Ihr Kostenanteil liegt zwischen einem Drittel und der Hälfte der Gesamtinvestitionen für eine Netzwerkinstallation, sie stellt gleichsam eine Immobilie dar und zählt damit zu den langlebigsten Komponenten einer Installation.
Fast Ethernet erfordert ein leistungsfähigeres Kabel als das in klassischen Ethernet-Installationen am häufigsten anzutreffende Thin-Ethernet-Kabel (10Base-2). Im Frage kommen Kupferkabel der Standards 100Base-TX oder 100Base-T4, sowie Glasfaserkabel nach 100Base-FX. In der Etagenverteilung zu den Desktops werden wegen des deutlich geringeren Installationsaufwands die Kupfervarianten bevorzugt, während die Glasfaseroption zumeist dem Backbone-Bereich vorbehalten bleibt.
Der 100Base-TX-Standard schreibt Kabel der Kategorie 5 (ISO/IEC 11801) mit RJ-45-Steckverbindern vor. Die Segment-Länge sinkt bei Fast Ethernet von 177 Meter auf 100 Meter, so daß in größeren Installationen der Einsatz zusätzlicher Repeater oder Bridges erforderlich wird.
Fast Ethernet läuft zwar auch auf Kategorie-3-Kabel (100Base4). Sie weisen gegenüber Kategorie-5-Kabeln jedoch ein schlechteres Übertragungsverhalten auf (höheres Übersprechen) und sind hierzulande so gut wie nicht anzutreffen.
Die Glasfaseroption 100Base-FX setzt auf dem für FDDI (Fiber Distributed Data Interface) definierten Standard ISO 9324-3 auf. Die Segmentlänge wird durch die Signallaufzeit auf 400 Meter begrenzt, kann durch Bridges oder Switches jedoch auf 2000 Meter ausgedehnt werden.
Jede Neuverkabelung zieht gewisse Ausfallzeiten des Netzes oder von Teilnetzen nach sich. In kleinen Netzen kann der Umbau innerhalb eines Tages erfolgen, in größeren Installationen bietet sich ein stufenweises Vorgehen an.
Eine strukturierte Verkabelung läßt auch in jedem Fall weiter verwenden: Koaxialkabel (10Base-2) für 10-MBit/s-Segmente, Kat-5- (oder Kat-3-) Kabel mit 100 MBit/s, wobei die auf 100 Meter geschrumpfte Segmentlänge gegebenenfalls die Ergänzung eines Migrationsangebots um zusätzliche Repeater oder Bridges erfordert. Allerdings ist es dringend angeraten, ein Netzwerkrevivrement dazu zu nutzen, sich der alten Koax-Verkabelung dauerhaft zu entledigen.
Im Vollausbau mündet die Migration zu Fast Ethernet in eine Stern-Topologie, bei der Switches Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Endgeräten respektive Netzwerk-Ressourcen herstellen.
Die Umstellung muß aber weder gleichzeitig noch vollständig erfolgen. Arbeitsgruppen mit niedrigem Bandbreitenbedarf können wie bisher über einen eigenen Hub mit einem Shared Medium (Cheapernet) weiterbetrieben werden.
Migration in drei Stufen
In Stufe Eins werden neu zu installierende Geräte und solche, die - etwa wegen Speichererweiterungen - ohnehin anderweitig zu warten sind, mit Autosensing-10/100-MBit/s-NICs ausgestattet. Die Netzwerkinfrastruktur (Bridges, Hubs, Repeater, Kabel) bleibt erst einmal, wie sie ist; die NICs arbeiten zunächst weiterhin mit 10 MBit/s. Sie sollten aber mit einer Autosensing-Funktion ausgestattet sein, denn dann schalten sie, sobald das schnellere Medium verfügbar ist, selbsttätig auf die höhere Übertragungsrate um.
In Stufe Zwei beginnen die Veränderungen an der Topologie der Netzinfrastruktur. Der 10BaseT-Hub, an dem bislang die Endgeräte angeschlossen waren, wird gegen einen 10/100-MBit/s-Switch ausgetauscht. Jetzt arbeiten die bereits mit einem 100-MBit/s-NIC ausgestatteten Endgeräte automatisch im Fast-Ethernet-Modus. Der Durchsatz des Netzes steigt schlagartig. Die alten Geräte kommunizieren aber mit dem Switch immer noch mit 10 MBit/s.
Der Einsatz eines 10/100-MBit/s-Switch bringt einen weiteren, nicht zu unterschätzender Vorteil mit sich: Für Anwender mit hohem Bandbreitenbedarf (etwa im CAD-, Multimedia- oder Intranet-Bereich) stellt der Switch dedizierte 100-MBit/s-Verbindungen bereit. Das entlastet das Gesamtnetz, wovon wiederum die restlichen Anwender profitieren. Die transparente Umsetzung der unterschiedlichen Geschwindigkeiten übernimmt der Workgroup-Switch per Store-and-Forward-Technologie. Ein solcher Switch hat ferner den Vorteil, daß Endgeräte wie Printserver, die wegen der begrenzten Ausgabegeschwindigkeit von Druckern 100-MBit/s-Verbindungen gar nicht benötigen, ohne weiteres weiter verwendet werden können.
Weil die verbleibenden, langsamen Ethernet-Segmente direkt an den Switch angeschlossen werden können, braucht deren Verkabelung auch in Stufe zwei der Migration noch nicht geändert zu werden.
In Stufe drei geht es dann richtig zur Sache: Um alle am Workgroup-Switch angeschlossenen Endgeräte mit 100 MBit/s bedienen zu können, muß jetzt auch die Verkabelung auf Kat-5 in Stern-Topologie umgestellt werden, die jedem Endgerät die volle Bandbreite von 100 MBit/s (Full Duplex: 200 MBit/s) zur Verfügung stellt. Jetzt, da keine Shared-Media-Segmente mehr vorhanden sind, kann der Workgroup-Switch im Cut-Through-Modus arbeiten, folglich verlagert sich der Bandbreiten-Engpaß aus dem Netz auf die Datenquellen - also den oder die Server oder den Backbone. Kleinere und mittlere Installationen kommen ohne Backbone aus - der oder die Server werden direkt am Workgroup-Switch angeschlossen. Allerdings macht es wenig Sinn, die Endgeräte einer Arbeitsgruppe durchgehend geswitched mit 100 MBit/s (Half Duplex) respektive 200 MBit/s (Full Duplex) zu versorgen, wenn die Netzwerk-Ressource Server mit dieser Bandbreite gar nicht aufwarten kann. Mit einer Single-Port-Lösung erreicht eine Fast-Ethernet-Netzwerk-Ressource im Full-Duplex-Modus maximal 200 MBit/s, aber auch das liegt bereits auf FDDI-Niveau.
Doch auch hier schafft Fast Ethernet - richtig eingesetzt - Entlastung. Mehrere Fast-Ethernet-Ports lassen sich zu einem einzigen, virtuellen Port zusammenschalten, wobei sich die Bandbreiten der einzelnen, physischen Ports bis in den Gigabit-Bereich aufaddieren (aggregieren).
Fazit
Um von einem herkömmlichen Ethernet zu einem schnelleren Netzwerk zu gelangen, braucht man nicht auf einen Schlag die gesamte Infrastruktur auszuwechseln. Die Fast-Ethernet-Technologie erlaubt eine sanfte Migration in mehreren Stufen, die auch noch auf die tatsächlichen Bandbreitenanforderungen einzelner Endgeräte oder Netzwerksegmente zugeschnitten werden kann. Eine auf das Stufenkonzept bauende Beratungsleistung sichert Kundenzufriedenheit und sichert eine fortwährende Kundenbindung, denn langfristig werden bestehende Shared-Media-Netzwerke von Switched-Media-Netzen abgelöst werden. Fast Ethernet bietet derzeit das optimalen Kosten-Nutzen-Verhältnis für Workgroups und für die Anbindung an High-Speed-Backbones gleichermaßen.
*Hendrik Wacker ist europäischer Marketing-Manager der Network Products Group bei Adaptec.