Домашний сервер. Часть 5: Скорость Ethernet
На страницах этого блога я впервые коснулся темы организации домашней локальной сети в 2017 году. Спустя 5 лет хочу подробнее остановиться на вопросе того, на какую скорость передачи данных по локальной сети нам стоит рассчитывать. И исходя из этого — какой кабель выбирать для разводки сети по квартире.
Стандарты Ethernet
Технология пакетной передачи данных Ethernet основывается на протоколах группы IEEE 802.3.
Так стандарт IEEE 802.3u, обеспечивающий передачу данных со скоростью 100 Мбит/с, был принят еще в 1995 году. Гигабитные скорости стали доступны с 1998 года, десятигигабитные с 2003, а дальнейшие стандарты стали поддерживать скорости вплоть до 100 Гбит/с.
Примечательно, что стандарт 802.3bz, позволяющий использовать скорости в 2,5 Гбит/с и 5 Гбит/с, появился только через несколько лет после стандарта, позволяющего использовать по витой паре скорости до 40 Гбит/с.
| Стандарт | Максимальная скорость | Год появления | |
|---|---|---|---|
| 10BASE-T | 802.3i | до 10 Мбит/с (витая пара) | 1990 |
| 100BASE-T | 802.3u | до 100 Мбит/с (витая пара) | 1995 |
| 1000BASE-X | 802.3z | до 1 Гбит/с (оптоволокно) | 1998 |
| 1000BASE-T | 802.3ab | до 1 Гбит/с (витая пара) | 1999 |
| 10GBASE-SR | 802.3ae | до 10 Гбит/с (оптоволокно) | 2003 |
| 10GBASE-T | 802.3an | до 10 Гбит/с (витая пара) | 2006 |
| 40GBASE, 100GBASE | 802.3bm | до 40 Гбит/с, до 100 Гбит/с (оптоволокно) | 2015 |
| 40GBASE-T | 802.3bq | до 40 Гбит/с (витая пара) | 2016 |
| 2.5GBASE-T, 5GBASE-T | 802.3bz | до 2,5 Гбит/с, до 5 Гбит/с (витая пара) | 2018 |
В теории все выглядит замечательно. На практике же получается так, что устоявшейся нормой в потребительском сегменте электроники до сих пор выступает гигабитный Ethernet по стандарту 1999 года. А по-настоящему скоростные стандарты применяются «где-то там», в мире дата-центров и магистральных интернет-провайдеров.
Стоит отметить, что технология Wi-Fi развивается и реально внедряется в потребительскую электронику более быстрыми темпами:
| Стандарт | Пропускная способность | Год появления | |
|---|---|---|---|
| Wi-Fi 4 | 802.11n | до 800 Мбит/с | 2009 |
| Wi-Fi 5 | 802.11ac | до 7 Гбит/с | 2014 |
| Wi-Fi 6 | 802.11ax | до 11 Гбит/с | 2019 |
| Wi-Fi 7 | 802.11be | до 46 Гбит/с | 2023 |
Уже сейчас теоретически достижимая скорость передачи данных по беспроводным протоколам позволяет им на равных конкурировать с проводными сетями.
Означает ли это, что стоит настраиваться на окончательный переход от использования Ethernet к использованию Wi-Fi? Нет.
Неоспоримыми преимуществами Ethernet всегда будут являться стабильность и безопасность проводного соединения. Поэтому если есть возможность использовать провод — нужно использовать провод (даже для современных ультрабуков без LAN-порта не лишним будет приобрести док-станцию с интегрированным сетевым адаптером и держать ее на рабочем месте).
Вопрос в другом: на какую скорость Ethernet стоит ориентироваться, прокладывая домашнюю локальную сеть?
Ethernet для дома: какую скорость выбрать?
Если говорить о домашнем сегменте, то теоретически нам доступны следующие скорости:
Как я уже писал выше, наиболее распространенным стандартом остается Gigabit Ethernet. Гигабитные сетевые адаптеры интегрировали в материнские платы в эпоху Socket 478 и продолжают интегрировать сейчас.
Предельная скорость чтения-записи по гигабитному линку составляет 125 Мбайт/с.
И хотя такая скорость вполне устроит среднего пользователя, стоит отметить, что в текущих реалиях это уже маловато.
Скорость копирования информации на скоростные HDD (например, из линейки WD Black) уже сейчас превышает 150 Мбайт/с, а твердотельные накопители позволяют записывать и читать данные в разы быстрее — и в дальнейшем эти скорости будут только расти.
Если мы планируем собрать собственный домашний сервер и в дальнейшем использовать его для хранения информации, то гигабитное соединение очень быстро станет «бутылочным горлышком».
2,5 Gbit/s локальная сеть — затраты на создание
Несмотря на то, что Gigabit Ethernet продолжает удерживать лидерство в плане доступности и распространенности, в последние годы в сегменте потребительской электроники начал робко появляться 2,5 Gigabit Ethernet.
2,5GbE контроллеры интегрируют в материнские платы премиального, заточенного под геймеров сегмента. Также они появляются в некоторых фабричных моделях NAS (тоже не самых дешевых).
Максимальная скорость передачи данных по 2,5-гигабитному каналу составит 312 Мбайт/с.
Представим, что у нас нет ни NAS с 2,5-гигабитным портом, ни ПК на модной и дорогой материнской плате. В какую минимальную сумму обойдется разворачивание 2,5-гигабитной локальной сети?
| Модель | Цена | |
|---|---|---|
| Сетевая карта | D-link DGE-562T/A2A | 1983 руб. |
| Сетевая карта | D-link DGE-562T/A2A | 1983 руб. |
| Свитч | Zyxel MG-105 | 11310 руб. |
| 15276 руб. |
Программа-минимум состоит в том, чтобы дооснастить десктоп и сервер 2,5GbE сетевыми адаптерами и установить 2,5GbE свитч, через который эти два устройства и будут общаться.
По данным Яндекс.Маркета на момент написания этой статьи получается, что каждая сетевая карта обойдется примерно в 2000 рублей и еще 11000 рублей придется отдать за свитч. Общие затраты составят ~15000 рублей.
10 Gbit/s локальная сеть — затраты на создание
Теперь для сравнения прикинем стоимость организации десятигигабитной локальной сети на два устройства (клиент — сервер).
Максимальная скорость передачи данных по 10-гигабитному каналу составит 1250 Мбайт/с.
| Модель | Цена | |
|---|---|---|
| Сетевая карта | TP-Link TX401 | 7190 руб. |
| Сетевая карта | TP-Link TX401 | 7190 руб. |
| Свитч | TP-Link TL-SX105 | 24960 руб. |
| 39340 руб. |
Проблема №1. Минимальная стоимость оборудования для поднятия 10-гигабитной локалки приближается к 40000 рублей. Конечно, бюджеты у всех разные, но как по мне — это дорого.
Проблема №2. Теоретически нужное оборудование есть на рынке, но на практике отсутствует в продаже (вероятно по причине малого спроса на такое оборудование в России — продавцам невыгодно вкладываться в то, что в дальнейшем может пылиться на складах месяцами). То есть фактические затраты на организацию локалки будут выше.
Проблема №3. Итоговые затраты будут еще выше, поскольку к стоимости сетевого оборудования надо будет прибавить еще и стоимость твердотельных накопителей. Иначе организация такой сети не будет иметь практического смысла — ни одно хранилище на HDD не позволит выжать 1000+ Мбайт/с на чтение-запись.
Промежуточные выводы
С учетом вышеприведенных финансовых выкладок напрашивается вывод, что 1GbE — уже впритык по производительности, а 10GbE — слишком дорого и пока что избыточно для домашнего использования.
Я думаю, что на протяжение ближайших 5 лет распространение 2,5 Gigabit Ethernet будет постепенно увеличиваться, хотя и не сможет потеснить Gigabit Ethernet. А вот на скорое внедрение в массы 10 Gigabit Ethernet можно не рассчитывать — технология слишком дорогая и не нужная подавляющему большинству потребителей.
Какой кабель выбрать для локальной сети
Еще один немаловажный вопрос — выбор кабеля (витой пары), который будет использован в создании домашней локальной сети.
Сейчас на рынке доступна витая пара трех категорий — 5, 5e и 6.
| Тип кабеля | Количество пар | Частота | Максимальная скорость |
|---|---|---|---|
| cat.5 | 4 | 100 Мгц | 100 Мбит/с |
| cat.5e | 4 | 100 Мгц | 2,5 Гбит/с |
| cat.6 | 4 | 250 Мгц | 10 Гбит/с |
Данные категории кабеля отличаются частотой и максимальной скоростью передачи данных. Кабель категории 5 поддерживает скорость всего лишь до 100 Мбит/с, что делает его бесполезным для наших целей.
Кабель категории 5e («e» в данном случае означает enhanced) поддерживает скорость вплоть до 2,5 Гбит/с, а категории 6 — до 10 Гбит/с.
Параметр частоты не влияет на скорость работы. Тут можно провести аналогию с городскими дорогами: на двухполосной и четырехполосной дороге действует одно и то же ограничение скорости, однако на четырех полосах поместится и сможет разъехаться по разным направлениям больше машин за единицу времени.
Для наших целей разницы нет: в домашней сети ограниченное количество компьютерной техники и нет такого потока одновременно передаваемых данных чтобы поддержка витой парой более высокой частоты смогла как-то проявить себя.
Прокладывать дома кабель cat.6 оправдано только в одном случае — если вы собираетесь использовать 10 Гбит/с соединение уже сейчас. Бессмысленно класть такой кабель на перспективу будущего апгрейда локальной сети — эта перспектива такая далекая, что к моменту ее наступления ситуация на рынке может сильно измениться (появятся новые стандарты кабеля, вместо витой пары будет использоваться оптоволокно — всего не предусмотреть).
В остальных случаях можно не переплачивать и спокойно использовать кабель категории 5e.
Заключение
На мой взгляд это было немаловажное дополнение к теме организации домашней локальной сети, качество которой напрямую влияет на удобство работы с домашним сервером.
В следующих статьях цикла вернемся непосредственно к теме домашнего сервера и аспектов его работы.
Руководитель отдела в IT-компании. Веду этот блог с 2013 года, пишу о гаджетах и домашней автоматизации, обозреваю одноплатные компьютеры, неспешно собираю «умный дом».
Уведомления о статьях. 0% рекламы.