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5类线Cat5运行千兆以太网?

在许多用户向100Base-T和少数用户向1000Base-Tx的升级过程中大多不同程度地遇到所谓的“升级阵痛”问题:速度达不到预期的标准,甚至根本无法进入相应的速度“状态”.

作者:尹岗来源:网管员世界|2007-10-31 10:09


以太网现阶段常用的介质以电缆为主,光缆为辅。一般来讲,运行10Base-T的以太网只需要三类链路即可;运行100Base-T以太网采用五类链路足可保障其运行需要,除此之外相当数量的五类链路还可以支持1000Base-Tx的应用,而超五类链路则可以稳定地支持1000Base-Tx链路。在许多用户向100Base-T和少数用户向1000Base-Tx的升级过程中大多不同程度地遇到所谓的“升级阵痛”问题:速度达不到预期的标准,甚至根本无法进入相应的速度“状态”,这其中除了“假冒伪劣”产品的危害外,施工工艺问题和网络工作环境的问题也是造成“升级阵痛”重要原因。

以网络电缆为例,如果要稳定地支持100Base-T的速度,五类链路需要所有的链路元器件最好都适用五类器件,链路认证测试需要测试四个参数(TIA)或六个参数(ISO11801),支持1000Base-Tx则需要增加测试PSACR、ELFEXT等参数。这些认证测试的参数有一个不合格,都会不同程度地影响网络实际能支持的速度。我们将用几个专题的内容专门介绍介质故障所引发的网络故障。

某期货交易所,网络改造为千兆以太网(骨干)后只有1个网段能正常工作,其它12个网段工作均不正常,数据时有出错,连接经常会莫名其妙地中断。每个网段用千兆以太网连接起来,下挂的网段均是100Base-T用户端口。起初怀疑是系统运行的平台或者软件有问题,经过多次重新安装和设置仍不能解决问题,而且同样的系统在其它地方的交易网络中应用是正常的。因而转向怀疑是否是布线系统的问题,比如电缆不合格或是有干扰信号串入以及接地系统等方面的问题。每个网段均利用升级前铺设的电缆系统连接起来,未作大的更改。由于计算机网络的布线系统采用的是标准的5类线方案,根据千兆网的设计标准,采用4对线全双工工作,5电平编码,占用的信号物理带宽正好是100MHz,故5类线应该是完全可以胜任的,况且一般情况下期货交易网络现有的流量水平远不能达到满载运行的程度,流量很低。重新用专业的电缆测试仪作过严格的认证测试,显示参数合格并且不存在脉冲噪声干扰或接地方面的问题。

所谓能工作的那个网段也是因为行情服务器和交易服务器都安装在该网段中,本网段内的工作站和服务器除了个别站点外都可以上网连接并进行正常工作,行情浏览和交易割接业务也很顺利。其它网段内的服务器对内连接时除了个别工作站外也基本正常,共同特点都是不能与行情服务器和交易服务器所在的网段实现良好连接。系统升级时原布线电缆全部保留不动,经过测试也全部合格,不知原因何在?

不能连接的因素很多,象网络硬件设备的功能设置问题、布线系统的问题、操作平台的安装设置问题、应用软件的安装设置和软件冲突方面的问题等等。从用户所反映的情况分析,各个网段内的站点基本上全部能工作,网段之间的Ping测试不稳定,并存在一定丢失率,数据交换过程比较困难,时有中断,根据以往经验,可以初步确定故障出现在网络设备设置和布线系统性能等方面的可能性大一些。

将网络测试仪F68X接入能连接服务器和交易服务器的网段(100Mbps),观察通向服务器的网络流量5分钟平均为12%,FCS帧校验错误帧约11%,碰撞率1.7%(正常范围)。显然FCS帧校验错误比例偏高,查看错误源,显示为其它网段站点产生FCS帧错误的比例占错误帧总量的97%。各网段的错误帧比例差别不大。由于有大量的FCS帧普遍存在,所以各网段内的各站点同时出问题的可能性很小,用F683向各网段内的服务器或站点发送流量,观察交换机端口发现FCS帧错误随流量增高而迅速增加,各站点或服务器的反映也都基本一致。启动网络测试仪的ICMP Ping功能,统计对各网段内选定的站点和交换机、路由器等的测试结果,表现相似,即:ICMP Ping断层约96%,ICMP Monitor显示目标不可达占91%。改在其它网段内作同样内容的测试,对行情服务器和交易服务器所在网段的路由器和交换机结果基本与前项测试相同。所不同的一点是,对其它网段内的交换机和路由器等网络设备的测试结果显示是正常的,数值为:ICMP Ping断层为0%,全部可以通达,ICMP Monitor目标不可达为0%。基本可以肯定,故障出在行情服务器网段与其它网段的连接链路上。用FLUKE公司的DSP-4000电缆认证测试仪选用TIA Cat5n Channel UTP100标准测试,显示长度为25米,链路测试不合格。其中,回波损耗RL和衰减串扰比ACR等参数超差。改用同样长度的一根超5类线Cat5e代用之,启动系统,除了各网段内个别站点外,整个网络恢复正常。监测高峰时的流量,服务器所在网段最高时平均流量为3%,可见故障时12%的流量主要都来自大量的重发帧流量。

千兆以太网可以满足网络用户对大带宽应用的“贪婪”胃口,无疑是网络下一步的重点发展方向。千兆以太网的设计者在选用电缆类型时对5类线Cat5已经存在的应用规模考虑比较多,所以选择的物理带宽为100MHz。这样,原则上5类线是可以运行千兆以太网的。但实际的统计结果表明,仍有1%~5%的用户不能上网或连接出现断续和困难(有的五类链路甚至能达到30%)。也就是说,千兆以太网对5类线的参数要求更严格一些。只要用户对5类线布线系统进行过严格的认证测试,可以保证绝大多数的站点是可以联网工作的。少数站点因为某些参数余量小可能有上网困难的现象。影响比较大的参数有综合近端串扰PS NEXT、综合远端串扰PS FEXT、等效远端串扰ELFEXT、综合等效远端串扰PS ELFEXT、回波损耗RL、衰减串扰比ACR等。此时需要对5类线进行Cat5n标准测试,该标准是专为用5类线运行千兆以太网的用户准备的,如果依循该标准测试都合格,则可以放心地用5类线系统运行千兆以太网。新的Cat5n标准中,回波损耗对系统的影响比较大,并且,由于电缆匹配方面的阻抗不连续问题,越短的电缆链路反而越容易出问题。本例中,由于电缆长度为25米,虽然衰减串扰比ACR参数也不合格,但回波损耗引起本故障的可能性要大些。(注明:Cat5n即是TSB95认证测试标准,现归并到新的TIA568B标准中。)

对5类线的认证测试可以适当考虑选用Cat5n(TSB-95)标准进行测试,这样可保运行千兆以太网网时不出问题。如果选用超5类线Cat5e进行布线,则一般不会有不能运行千兆以太网之虞。对用Cat5n标准诊断出来有问题的5类线链路,为了以最小的成本换来网络性能的提高,一个最简单的办法就是用超5类线Cat5e替换参数不良的个别链路。注意,联结模块最好一并更换,以保证链路的安装质量。

遵循我们的建议,两周后该期货交易所将全部的安装链路用DSP-4000电缆测试仪选用TSB-95标准进行了测试,全部站点数为1300个,不合格链路21个。对不合格的链路改用超5类电缆后所有站点均工作正常,网络状态保持优良(该网络平均流量高峰时才3%)。

【责任编辑:雪花 TEL:(010)68476606】

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