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Fast 및 Gigabit Ethernet

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  1. Fast 및 Gigabit Ethernet 20022866 김동식 20032744 조영봉 20021568 이설희

  2. Ethernet • 이더넷(Ethernet)-10Mbps - 가장 광범위하게 설치된 근거리 통신망 기술 - 제록스에 의해 개발, 제록스와 DEC 그리고 인텔 등에 의해 발전 - 보편적인 이더넷 시스템은 10BASE-T라 불리며, 10Mbps의 속도제공 - CSMA/CD 프로토콜을 이용하여 경쟁적으로 액세스함 - 이더넷 외에 네트워크 기술로는 ATM, FDDI/CDDI 및 토큰링 등이 있음 • 다음과 같은 특성을 갖는 네트워크를 Ethernet 이라 한다 - 매체 접근 방법으로서 CSMA/CD 방법을 사용하는 네트워크 - 10Mbps 정도의 속도로 데이터를 전송하는 네트워크 - 데이터 전송을 위하여 베이스밴드 방식을 사용하는 네트워크 ※ 10BASE-T의 T는 연선(twisted pair wire)을 나타낸다.

  3. Ethernet • IEEE는 다음과 같은 세 가지 요소를 이용하여 Ethernet에 이름을 부여 - 데이터 전송 속도(Mbps 단위) - 신호 전송 방법(베이스 밴드 혹은 브로드 밴드) - 네트워크가 연결될 수 있는 최대 거리(100미터 단위) ※ 예를 들어 10Base5란 베이스 밴드 방법을 이용하여 10Mbps 속도로 500미터 정도의 범위에서 운용될 수 있는 Ethernet을 의미 ※ Twisted Pair 케이블은 STP와 UTP의 두 종류가 있다

  4. Ethernet의 역사 • 1969년 : ARPANET • 1972년 : Xerox사의 Metcalf에 의해서 CSMA/CD 기술에 의한 Ethernet 개발 • 1979년 : Xerox, DEC, Intel 공동으로 DIX1.0개발 • 1982년 : DIX2.0 개발 --> IEEE802.3 으로 헌납 1985년 : 토큰패싱 (IEEE802.4) 토큰링 (IEEE802.5) • 1990년 : Fast Ethernet 개발 • 1998년 : Gigabit Ethernet 표준 확정 • 2002년 : 10Gigabit Ethernet 표준 확정

  5. Ethernet의 표준화 사양 • 10BaseT - UTP를 사용하는 형태의 Ethernet - 지금까지 가장 많이 사용되고 있음 - 네트워크 구축에 있어 허브, UTP케이블, 네트워크카드 등이 필요 - 네트워크 카드에 케이블 연결 시 RJ-45 잭을 이용 - UTP케이블은 100미터 이상의 거리를 연결할 수 없는 단점이 있음 바로 이 UTP케이블의 단점이 10BaseT 의 단점. 해결방법은 10Base2나 10BaseF를 10BaseT와 함께 연결하여 사용 10BaseT에 사용되는 RJ-45 잭의 모습

  6. Ethernet의 표준화 사양 • 10Base5 - 최초의 Ethernet을 IEEE에서 표준화한 형태 - 50Ω의 동축케이블인 Thick케이블(표준)을 사용 - 최대 100대까지의 컴퓨터를 연결 - 500미터 정도까지 확장할 수 있는 형태의 Ethernet - 그림처럼 연결점에 Transceiver를 설치해주어야 함 ※ Transceiver : Ethernet의 동축케이블을 접속하는 기기 트랜시버 트랜시버 트랜시버

  7. Ethernet의 표준화 사양 • 10Base2 - 10Base5와 달리 Transceiver가 네트워크 카드에 내장되어 있음 - 케이블의 지름이 10 BASE 5의 절반인 5mm의 동축케이블인 Thin케이블을 네트워크카드에 직접 연결 - 10Base5보다는 설치비용이 적게 들어 많이 사용되었지만, 현재는 거의 사용되지 않음

  8. Ethernet의 표준화 사양 • 10BaseF • 광섬유 케이블을 사용하는 Ethernet을 10BaseF로 규정 • 세분화 - 10BaseFL : 랜 환경에서 컴퓨터를 서로 연결하는 목적에 사용 - 10BaseFP : 최대 500미터까지 패시브 허브를 사용하여 컴퓨터를 서로 연결하는 목적에 사용 - 10BaseFB : 허브 간의 백본으로 사용되는 광섬유 케이블 장착 Ethernet을 의미 • 광섬유 케이블의 값이 비싸기 때문에 보안이 매우 중요하거나 전기간섭 현상이 매우 강한 특수한 환경 등에서만 활용

  9. Fast Ethernet • Fast Ethernet – 100Mbps - 이더넷의 성능을 10배 확장시킨 형태 - 100BaseT와 100VG-AnyLAN이 표준을 이룸 - 100BaseTX, 100BaseT4, 100VG-AnyLAN(category3 or 4 UTP)의 최대 연결 거리는 100m - 100VG-AnyLAN(category5 UTP)의 경우에는 150m까지 확장 - 100VG-AnyLAN(optical fiber)과 100BaseFX는 2000m까지 확장 - 100BaseT에 관한 표준은 IEEE802.3 - 100VG-AnyLAN의 표준은 IEEE802.12

  10. Fast Ethernet의 표준화 사양 • 100BaseT - Fast Ethernet 혹은 100BaseX로 부르며 10BaseT의 성능을 개선한 형태 - Grand Junction Network, 3Com, IBM 등에 의해 공동개발 - 커넥터 타입: RJ-45 - 매체 접근 방법: CSMA/CD - 장점: 전송속도가 빠르고, 설치 및 문제해결이 쉬움 - 단점: 제한된 전송거리를 가지며, 하드웨어가 비쌈

  11. Fast Ethernet의 표준화 사양 허브 허브 허브 허브 허브 100BaseT 네트워크가 구축된 모습

  12. Fast Ethernet의 표준화 사양 • 100VG-AnyLAN • HP와 AT&T에 의해 개발 • Demand Priority를 사용하기 때문에 지능형 허브를 요구 • Demand Priority 방식을 사용하여 기존 Ethernet이 지원할 수 없었던 트래픽의 우선도(Priority)를 제공하도록 개발된 방식 • 지능형 허브의 역할 - 네트워크에 연결된 모든 컴퓨터가 전송신호를 받지 않을 수 있도록 함으로써 데이터 보안성을 강화 - 전송 시간이 매우 중요한 데이터 패킷의 경우에는 전송 최 고 우선 순위를 부여

  13. Fast Ethernet의 표준화 사양 브릿지/라우터 이더넷스위치 워크스테이션 AnyLAN허브 레벨2허브 레벨2허브 AnyLAN허브 AnyLAN허브 레벨1허브 100VG-AnyLAN의 구축 모습

  14. Ethernet과 Fast Ethernet의 비교

  15. Gigabit Ethernet • 등장배경 - 100Mbps 급의 Fast Ethernet을 포함한 고속 LAN 기술이 데스크 탑 또는 서버 레벨까지 일반화됨에 따라 이들 트래픽을 수용할 수 있는 보다 더 고속의 LAN 기술이 필요하게 되었고, 이러한 필요성에 부응하여 Gigabit Ethernet 기술이 출현 • 표준화 - IEEE 802.3z , 802.3ab 등으로 표준화

  16. Gigabit Ethernet의 표준화 사양 • 1000Base-X : 802.3z 사양으로 8b/10b coding을 정의함 • 1000Base-SX : 802.3z 사양으로 Multimode fiber상에서 short-wavelength(850nm)를 사용 • 1000Base-LX : 802.3z 사양으로 Multimode fiber와 Single mode fiber상에서 long-velength(1300nm)를 사용 • 1000Base-CX : 802.3z 사양으로 short-haul의 저렴한 가격으 로 Coax를 사용 • 1000Base-T : 802.3ab Task Force팀에 의해 개발 중이며 4- pair Category 5 UTP를 사용

  17. Gigabit Ethernet • 특징 - 현재의 Ethernet에서 ATM네트워크로 전환하는 것보다 비용상 유리 - 현재의 ATM(Asynchronous Transfer Mode)보다 고속임(622Mbps) - 현재의 Ethernet에서 쓰이는 10Mbps/100Mbps 백본 교체를 통해 네트워크 구성이 가능(투자비 절감) - CSMA/CD 프로토콜 이용, Internet Protocol 지원 가능 - 프로토콜 구조상 멀티미디어 데이터 전송 지원 기능 등이 미약하여 WAN용 네트워크로는 부적합(ATM이 적합)

  18. Gigabit Ethernet • 기술적 배경 • OSI 7 Layer에서 10Mbps Ethernet과 동일한 계층을 사용 • 기존의 CSMA/CD 방식이 그대로 운용 • MAC 계층의 프레임 포맷이 동일하게 사용 • Gigabit Ethernet 구현에 있어서 Key point는 Data Link Layer와 Fiber Channel을 사용하는 Physical Layer의 정합성 • Fiber Channel의 속도는 850Mbps, Gigabit Ethernet은 1000Mbps를 목표 Gigabit Ethernet의 물리계층에서 사용하는 실제적인 fiber data rate는 1,250Mbps (이를 8B/10B coding을 하면 1,250Mbps * 8/10 = 1000Mbps 즉, Gigabit Ethernet의 전송속도인 1000Mbps를 얻을 수 있다)

  19. Gigabit Ethernet • 구성

  20. Gigabit Ethernet • 구조

  21. Gigabit Ethernet • 동향 • 미국, 유럽의 경우 신규 LAN 백본의 60% 이상이 Gigabit 이더넷 이용 • 3Com, Nortel networks 등이 생산 공급중 • 국내의 일부 ISP(새로운넷, 두루넷, 지엔지네스웍스)가 저렴한 장점을 이용하여 기가비트 이더넷을 적용한 전국망을 구축

  22. Gigabit Ethernet-결론 • 기가비트 이더넷은 기존의 이더넷 MAC을 사용하고, 이더넷의 프레임 포맷과 CSMA/CD 프로토콜을 기반 • 이에 따라 기존의 100Mbps 또는 10Mbps 이더넷 표준과 완벽하게 호환 • 또한 IEEE 802.3 이더넷 표준과 ANSI X3T11 Fiber Channel표준의 융합은 동 기술이 광섬유 채널과 유사한 물리계층 인터페이스를 이용하게 함으로써 복잡성을 최소화 • 기가비트 이더넷으로의 이전 방법 • 패스트 이더넷 스위치를 업그레이드하여 서버에 대한 기가비트 접속을 가능하게 하는 것 • 패스트 이더넷 스위치간 혹은 리피터간의 100Mbps 링크를 기가비트급으로 업그레이드하거나, 패스트 이더넷 스위치들을 기가비트 이더넷 스위치 혹은 리피터로 집선하여 교환형 패스트 이더넷 백본을 업그레이드하는 것 • FDDI 집선장치/허브를 기가비트 이더넷 스위치로 접속하여 공유형 FDDI 백본을 업그레이드하는 것