Повнодуплексний Ethernet: як сучасні мережі обробляють двосторонній трафік

1

Уявіть рацію. Ви кажете, інша людина чекає, а потім каже. Саме так працював застарілий Ethernet. Це була система з половинним дуплексом, що означало, що дані передавалися в одному напрямку за один раз. Ви не могли одночасно слухати та говорити. Це було хаотично і вимагало суворих правил для запобігання зіткненню даних.

Сучасний повнодуплексний Ethernet повністю змінив цю динаміку.

Що таке повнодуплексний Ethernet і чим він відрізняється від застарілих систем?

Повнодуплекс — це термін у сфері передачі даних, що описує можливість одночасного відправлення та отримання даних. У застарілій конфігурації з половинним дуплексом вузли поділяють середовище, подібно до автомобілів на дорозі з однією смугою. Вони діють по черзі. У повністю комутаційній мережі правила змінюються.

Вузли більше не спілкуються між собою безпосередньо. Вони спілкуються із комутатором. Комутатор забезпечує маршрутизацію. Ця зміна відбувається тому, що комутаційні мережі використовують кручену пару або оптоволоконну кабельну проводку. Обидва ці типи середовища мають окремі провідники передачі та прийому. Одна пара надсилає дані назовні; інша приймає дані усередину.

Чому середовище без зіткнень важливе для продуктивності мережі?

Оскільки шляхи передачі та прийому фізично розділені, станції Ethernet можуть повністю відмовитися від процесу виявлення зіткнень. Нема конкуренції за середу. Кожна станція фактично знаходиться на власній приватній лінії до комутатора.

Це дозволяє кінцевим станціям передавати дані комутатор, одночасно отримуючи дані від нього. Це середовище без зіткнень. Нема очікування. Немає відкату для виявлення зіткнення. Лише безперервний двосторонній потік.

Які кабельні технології підтримують повнодуплексний режим?

Не всі кабелі можуть це робити. Повнодуплексний режим вимагає окремих фізичних шляхів передачі та прийому. Саме тому він використовується в парі з:

  • Витою парою : використовує окремі пари проводів для TX (передачі) та RX (прийому).
  • Оптоволоконною кабельною проводкою : використовує окремі волокна або довжини хвиль для двостороннього потоку.

Застарілий коаксіальний Ethernet? Він не підтримує цього. Це середовище, що розділяється. Усі використовують один і той самий провід. Відбуваються зіткнення. Для управління цим потрібно CSMA/CD (розрахований на багато користувачів доступ з контролем несучої і виявленням зіткнень). Повнодуплексний Ethernet повністю оминає ці накладні витрати.

Як це впливає на звичайних користувачів?

Ви, мабуть, ніколи про це не думаєте, але саме тому ваша мережа здається миттєвою. Коли ви завантажуєте веб-сторінку, ваш комп’ютер надсилає запит і починає отримувати дані, перш ніж ви навіть закінчите вводити URL-адресу. Якби це все ще було половинним дуплексом, вам довелося б чекати, поки запит очистить середу, перш ніж перший байт відповіді міг би прибути.

Повнодуплекс подвоїв ефективну пропускну здатність каналу. Канал 100 Мбіт/с у режимі половинного дуплексу фактично поділяв ці 100 Мбіт/с між передачею та прийомом. У повнодуплексному режимі ви отримуєте 100 Мбіт/с у кожному напрямі одночасно. Це 200 Мбіт/с загальної пропускної спроможності.

Це не просто швидше. Це розумніше. Мережа перестає ставитись до даних як до публічної трансляції і починає ставитися до них як до приватної розмови.

Ваша мережа дійсно працює у повнодуплексному режимі? Перевірте налаштування портів комутатора. Багато старих пристроїв за замовчуванням використовують автопереговори, що може призвести до половинного дуплекса при розбіжності налаштувань. Примусово встановіть повнодуплекс