Fast Ethernet (100Base-T) vs. FDDI

Fibermart
Mittwoch 05 November, 2014
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Fast Ethernet

Fast Ethernet (100Base-T) ist eine Erweiterung von IEEE802.3 CSMA/CD. Das LAN verfügt über eine Sterntopologie mit einem Durchmesser von bis zu 210 Metern und verwendet entweder UTP- oder Glasfaserkabel. Fast Ethernet verwendet dieselbe MAC-Schicht wie 10Base-T Ethernet, sodass Ethernet-Benutzer problemlos auf Fast Ethernet migrieren können. Anwendungen und höherstufige Protokolle, die auf 10Base-T Ethernet entwickelt wurden, laufen ohne Änderungen auf 100Base-T Fast Ethernet, und es stehen 100Base-T-Adapter zur Verfügung, um zwischen dem weit verbreiteten 10 Mbit/s-Ethernet und dem 100 Mbit/s-Standard umzuschalten. Zusätzlich zu den Vorteilen von Ethernet bietet Fast Ethernet einen Durchsatz von 100 Mbit/s und ist damit konkurrenzfähig zu FDDI-Netzwerken. Die Grenze für ein Ethernet liegt bei 2500 m und 1024 Hosts mit nicht mehr als 4 Repeatern zwischen jedem Hostpaar. Die maximale Segmentlänge für Fast Ethernet beträgt nur 100 m, bis zu 2000 m mit der Glasfaserverbindung.

FDDI

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ist eine 100-Megabit-Technologie, die einen zeitgesteuerten Token über einen dualen Ring von Bäumen nutzt. Ein FDDI-Netzwerk besteht aus zwei unabhängigen Ringen, die Daten in entgegengesetzter Richtung übertragen, sodass ein einzelner Kabelbruch toleriert wird. Jeder Host implementiert einen kleinen Elastizitätspuffer, der die Bits eines Frames während des Durchgangs durch den Host vorübergehend speichert, sodass Frames über den Ring gesendet werden können, ohne dass alle Hosts synchronisiert werden müssen. FDDI ermöglicht auch SAS (Single Attachment Stations) in der Ringkonfiguration. Diese Verbesserungen für FDDI ermöglichen einen Durchsatz von 100 Mbit/s. Die Grenze für ein FDDI liegt bei 100 km und 1000 Hosts. FDDI kann einen Frame mit bis zu 4500 Bytes übertragen, was etwa dreimal so viel ist wie Ethernet.

Droht den FDDI-Netzwerken das Aussterben?

Vergleichen wir die beiden Technologien hinsichtlich Durchsatz, Latenz, Determinismus, Konfiguration, Wartung, Kompatibilität, Zuverlässigkeit, Kosten, Benutzergemeinschaft und Interkonnektivität.

Durchsatz – In Shared-Media-LANs wie Fast Ethernet und FDDI sinkt die Leitungsgeschwindigkeit proportional zur Anzahl der Knoten, die um einen Teil der verfügbaren Bandbreite konkurrieren. Gehen wir nun von der gleichen Anzahl an Hosts im LAN aus, obwohl Fast Ethernet und FDDI den gleichen Durchsatz von 100 Mbit/s haben, läuft FDDI schneller als Fast Ethernet, da die Kollisionserkennung die Bandbreite um 30–50 % reduzieren kann.
Latenz – FDDI hat eine viel höhere Latenz, da Datenrahmen zwischendurch von vielen Hosts weitergeleitet werden müssen. Bei Ethernet ist die Latenz relativ geringer, obwohl sie nicht deterministisch ist und auf einer zufälligen Wartezeit nach erkannter Kollision basiert.
deterministisch – FDDI ist deterministisch. Ethernet hingegen nicht, da nach der Erkennung einer Kollision eine zufällige Zeitspanne abgewartet wird.
Konfiguration und Wartung – Ethernet-LAN ist aufgrund seiner einfachen Struktur weniger kompliziert. Das Hinzufügen eines weiteren Hosts über Ethernet ist viel einfacher als über FDDI. Das Ethernet-Protokoll ist einfach und Hosts können im laufenden Betrieb installiert werden, ohne das gesamte Netzwerk ausfallen zu lassen.
Entfernung – 100 m für Twisted Pair und 2000 m für Glasfaser im Fast-Ethernet-Segment. Bei einer Entfernung von bis zu 100 km ist FDDI eindeutig die bessere Wahl.
Host-Auslastung – Sowohl Fast Ethernet als auch FDDI können bis zu 1000 Hosts akzeptieren. Bei FDDI bedeuten mehr Hosts potenziell längere Latenzzeiten. Bei Fast Ethernet bedeuten mehr Hosts mehr Kollisionen und mehr Überlastung. Schlimmer noch: Bei einer Auslastung von über 60 % kann der Gesamtdurchsatz von Ethernet ins Stocken geraten, da die Hosts mit der Erkennung von Kollisionen/Wartezeiten beschäftigt sind und daher nicht senden können.
Kompatibilität – Ethernet-Nutzer können problemlos auf Fast Ethernet umsteigen. Anwendungen und Protokolle höherer Ebene, die auf 10Base-T-Ethernet entwickelt wurden, laufen ohne Modifikationen auf 100Base-T-Fast-Ethernet. 100Base-T-Adapter ermöglichen den Wechsel zwischen dem weit verbreiteten 10-Mbit/s-Ethernet und dem 100-Mbit/s-Standard.
Zuverlässigkeit – Ethernet ist einfach, hat weniger Ausfallrisiken und ist daher relativ zuverlässig. Bei FDDI kann das gesamte LAN ausfallen, wenn ein oder mehrere Hosts im Ring ausfallen. Der Dualring toleriert nur einen einzigen Kabelbruch.
Kosten – Fast Ethernet bietet zwar nicht den technischen Vorteil gegenüber FDDI in Bezug auf die Geschwindigkeit, ist aber deutlich einfacher zu konfigurieren und zu warten als FDDI. Darüber hinaus kosten Fast-Ethernet-Produkte nur einen Bruchteil der Kosten für FDDI-Produkte.
Benutzer – Ethernet hat immer mehr Benutzer. Eines der größten Hindernisse für die Installation von Hochleistungsnetzwerken ist die mangelnde Akzeptanz der neuen Technologie durch die Benutzer. Im Fall von Ethernet konnte eine große Benutzergemeinde davon überzeugt werden, ein allgemein anerkanntes Hochleistungsnetzwerk zu installieren, da Hersteller Standard-Zusatzfunktionen anbieten können, die aufgrund der Massenproduktion günstiger angeboten werden.
Interkonnektivität – Wenn FDDI und Fast Ethernet überbrückt werden, können nur 50 Mbit/s verarbeitet werden, bevor es im Client-Server-Experiment zu erheblichen Paketverlusten kommt. Im Gegensatz dazu bieten Ethernet-Switches dedizierte Bandbreite.

Abschluss

FDDI ist mit seiner hohen Bandbreite von 100 Mbit/s effizienter, Fast Ethernet ist jedoch für latenzempfindliche Anwendungen die bessere Wahl. Fast Ethernet ist kostengünstiger und verfügt bereits über eine größere Nutzergemeinde. Daher sind wir überzeugt, dass Fast Ethernet gegenüber FDDI die bessere Technologie ist.