Full-duplex Ethernet: hoe moderne netwerken omgaan met tweerichtingsverkeer

7

Denk eens aan een walkietalkie. Jij praat, de ander wacht, en dan praten ze. Zo werkte het oude Ethernet. Het was een half-duplexsysteem, wat betekent dat gegevens in één richting tegelijk werden verplaatst. Je kon niet tegelijkertijd luisteren en spreken. Het was chaotisch en vertrouwde op strikte regels om databotsingen te voorkomen.

Modern full-duplex Ethernet veranderde die dynamiek volledig.

Wat is Full-Duplex Ethernet en waarin verschilt dit van oudere systemen?

Full-duplex is een term voor datacommunicatie die de mogelijkheid beschrijft om tegelijkertijd gegevens te verzenden en te ontvangen. In een oudere half-duplexopstelling delen knooppunten het medium zoals auto’s op een weg met één rijstrook. Ze wisselen elkaar af. In een totaal geschakeld netwerk veranderen de regels.

Knooppunten praten niet meer rechtstreeks met elkaar. Ze praten tegen de schakelaar. De switch zorgt voor de routing. Deze verschuiving vindt plaats omdat geschakelde netwerken gebruik maken van twisted pair- of glasvezelbekabeling. Beide media hebben afzonderlijke geleiders voor verzenden en ontvangen. Eén paar duwt gegevens naar buiten; de andere haalt gegevens binnen.

Waarom is een botsingsvrije omgeving belangrijk voor de netwerkprestaties?

Omdat de zend- en ontvangstpaden fysiek gescheiden zijn, kunnen Ethernet-stations het botsingsdetectieproces volledig achterwege laten. Er is geen strijd voor het medium. Elk station bevindt zich feitelijk op zijn eigen privélijn naar de wissel.

Hierdoor kunnen eindstations naar de schakelaar zenden en tegelijkertijd gegevens ervan ontvangen. Het is een botsingsvrije omgeving. Geen wachten. Er wordt niet achteruit gereden als er een botsing wordt gedetecteerd. Gewoon een continue, tweerichtingsstroom.

Welke bekabelingstechnologieën ondersteunen full-duplex werking?

Niet alle kabels kunnen dit. Full-duplex vereist verschillende fysieke paden voor verzending en ontvangst. Daarom zie je het gecombineerd met:

  • Twisted pair-bekabeling : gebruikt afzonderlijke draadparen voor TX en RX.
  • Glasvezelbekabeling : gebruikt afzonderlijke strengen of golflengten voor bidirectionele stroom.

Ouderwets coaxiaal Ethernet? Het ondersteunt dit niet. Het is een gedeeld medium. Iedereen deelt dezelfde draad. Botsingen gebeuren. U hebt CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) nodig om dit te beheren. Full-duplex Ethernet slaat die overhead volledig over.

Welke invloed heeft dit op gewone gebruikers?

U denkt er waarschijnlijk nooit over na, maar daarom voelt uw netwerk direct aan. Wanneer u een webpagina laadt, verzendt uw computer het verzoek en ontvangt deze gegevens voordat u zelfs maar klaar bent met het typen van de URL. Als het nog steeds half-duplex zou zijn, zou je wachten op het verzoek om het medium te wissen voordat de eerste byte met antwoord zou kunnen arriveren.

Full-duplex verdubbelde de effectieve bandbreedte van de link. Een 100 Mbps-verbinding in half-duplexmodus deelde effectief die 100 Mbps tussen verzenden en ontvangen. Bij full-duplex krijg je tegelijkertijd 100 Mbps in elke richting. Dat is een totale doorvoer van 200 Mbps.

Het is niet alleen sneller. Het is slimmer. Het netwerk stopt met het behandelen van gegevens als een openbare uitzending en begint het te behandelen als een privégesprek.

Werkt uw netwerk daadwerkelijk in full-duplexmodus? Controleer de instellingen van uw switchpoort. Veel oudere apparaten zijn standaard ingesteld op automatisch onderhandelen, wat bij een discrepantie op half-duplex kan terechtkomen. Forceer een volledige dup