Gigabit Ethernet의 표준화 동향
인터넷/인트라넷 환경이 급속도로 발달되고 있는 가운데 멀티미디어화에 대응하기 위해 LAN의 고속화와 광역화 요구가 크게 일고 있다. 또한 유연한 설계가 가능하고,QOS가 확보되고 네트웍 관리가 가능한 LAN시스템이 요구되고 있는 시점이다. 이에Gigabit Ethernet의 표준화 동향을 중심으로 제품의 동향과 기존 Ethernet에서 Gigabit Ethernet으로 전환하기 위한 시나리오에 대하여 알아보도록 한다.
Gigabit Ethernet의 표준화
Gigabit Ethernet의 표준화는
- Fiber Channel의 8B/10B코딩(부호화)기술을 이용하는 1000BASE-X(Gigabit Ethernet, 802.3z)와
- UTP CAT 5을 이용하는 1000BASE-T(802.3ab)로 나누어져 진행되고 있으며,
현재 IEEE 802.3z에서 표준화가 진행 중인 규격은 다음 3가지가 있다.
- Multi Mode 광케이블과 단파장의 트랜시버를 이용하는 1000BaseSX
- Multi Mode 광케이블 또는 Single Mode 광케이블과 장파장의 트랜시버를 이용하는 1000BaseLX
- Impedance가 150?인 Shield Balanced 케이블을 이용하는 1000BaseCX
그림1) Gigabit Ethernet의 표준화
802.3z의 표준화는 MAC Layer의 표준화가 많이 진행되어 실장도 안정되어 있는 상태이며, Physical Layer 케이블 부분에서는 Full-Duplex통신을 할 때의 흐름 제어 등 세부 사항을 위한 막바지 단계에 와 있다. Gigabit Ethernet Alliance는 ‘97년5월7일에 개최한 BOF(Birds of a Feather)회합에서는 Multi mode 광fiber의 길이를 현재의 550m를 최소 요구로 한 것을, 650m로 변경하는 것도 검토 한 바 있다.(802.3ab는 링크 거리는 100m보다 짧지만 Frame을 길게 하는 것을 검토 중으로, 표준의 확정은 802.3z보다 나중에 될 전망이다.)
이러한 표준화 이전의 상황이 신진 기업들에게는 매우 다행스러운 상황이 되고 있다. 표준화가 완전히 끝난 후에는 네트웍 제품 대형 업체들의 제품들이 양산되어 시장을 장악할 가능성이 많기 때문이다. ‘97년 여름 이전에 출하된 대부분의 제품들은 802.3z 표준화가 끝난 후에 상호 접속성이 보증 된 Module을 제공하는 것을 전제로 제품을 판매하고 있다.
현재 시장에 나와있는 제품은 모두 802.3z으로서 1000BaseLX 및 1000BaseSX는 모두 Fiber Channel의 기술을 이용하고 있다. 이것은 기존 Fiber Channel 기술의 Physical Layer LSI를 이용하여 1000Base의 Gigabit Ethernet Controller의 개발을 단축시키려는 것이다.
다음은 802.3z의 Physical Layer를 Fiber Channel의 Physical Layer와 비교하여 설명하고자 한다.
Ethernet의 Physical Layer는 그림2)와 같이 부호화 계층과 물리 매체 계층으로 나누어져 있다
- 부호화 계층(10Mbps에서는 PLS, 100Mbps/1Gbps에서는 PCS 및 PMA)
- 물리 매체 계층(10Mbps에서는 PMA, 100Mbps/1Gbps에서는 PMD)
이에 대해 좀 더 자세히 알아 보기로 한다.
MII(Media Independent Interface)는 MAC Layer와 Physical Layer의 중간에 위치하며 100Base와 동시에 표준화 되었다. 10Base에서는 MAC Layer와 Physical Layer가 하나의 Chip으로 되어 있지만, 100Base에서는 MAC Layer의 LSI와 Physical Layer의 LSI가 별도로 되어 있다. 이것은 100Base 이상에서는 MAC Layer는 공통이지만 사용 가능한 Physical Layer가 여러 가지 있기 때문이다. MII의 목적은 MAC Layer용 LSI와 Physical Layer용 LSI를 접속 할 때 Interoperability(상호 접속성)을 보증하기 위한 것이다.
1000Base에서는 MII를 확장한 GMII(Gigabit Media Independent Interface)가 사용 되지만 근본적으로는 100Base와 동일하다.
그림2) Gigabit Ethernet의 프로토콜 구성
(1)부호화 계층
1000Base도 100Base와 동일하게 부호화 계층이 PCS,PMA,PMD로 나누어져 있다.1000Base의 PCS는 MAC에서 수신한 Bit열을 8B/10B부호화 방식으로 부호화하여 PMA로 전달한다. 8B/10B부호화 방식이라는 것은 10Bit를 이용하여 8Bit의 데이타를 표현하는 방식이다.10Bit로 변환된 결과는 Symbol이라 불린다. 8Bit의 데이타를 10Bit로 표현하기 때문에 어느 데이타에도 속하지 않는 Symbol이 만들어 진다. 이들 Symbol중 일부는 Extension Bit를 나타내기 위하여 사용된다. PMA는 PCS로 부터 받은 8B/10B부호의 부호화를 처리한 후 PMD로 전달된다. 부호화에는 NRZ 부호가 이용된다.
(2)물리 매체 계층
Multi Mode Fiber용 트랜시버, Single Mode Fiber용 트랜시버, Shield Balanced 케이블용 트랜시버가 이 계층에 속하며, 각 종류별로 정리하여 보면 표1)과 같다.
| 1000BaseLX | 1000BaseSX | 1000BaseCX | 1000BaseTX(예정) | |
|---|---|---|---|---|
| 전송속도 | 1000Mbps | 1000Mbps | 1000Mbps | 1000Mbps |
| 전송매체 | Multi/Single Mode Fiber | MultiMode Fiber | Shield Balanced | CAT 5 UTP |
| 최대 케이블 길이 | 200m(Multi) 300m(Single) | 200m | 25m | 100m |
| 물리층(Physical Layer) | 8B/10B | 8B/10B | 8B/10B | 미정 |
| 부호화 방식 | NRZ | NRZ | NRZ | 미정 |
표1) Gigabit Ethernet의 특징
Gigabit Ethernet에서 단점으로 가장 많이 지적 되어 온 것은 네트워크면에서의 부족, 특히 RMON(Remote Network monitoring)기능을 모두 지원하지 않는 것이었다. RMON 실장을 위한 작업이 현재 진행 중에 있고 IETF에서도 RMON Working Group이 활동 중이다. SNMP에서 이용되고 있는 MIB(Management Information Base)는 모두 Ethernet과 동일하며, 현재 출하되고 있는 Gigabit제품들은 (1)SNMP (2)제한된 RMON기능 (3)Browser를 이용한 관리 소프트웨어 등이 조합되어 네트웍을 관리 할 수 있도록 하고 있다.
Gigabit Ethernet 대 ATM
Gigabit Ethernet진영이 특히 강조하는 것은 동일의 802.3표준에 기반하고 있기 때문에, 현재의 Ethernet과 현재 보급되고 있는 Fast Ethernet(100BASE-T)과의 친화성이 높고, 전환이 간단하다는 점이다.
한편, Gigabit Ethernet Alliance등은 ATM을 기존의 LAN에 이용하기 위해서는 프로토콜간의 복잡한 Mapping(변환)과 Application의 변경이 필요하다는 점을 공격하고 있다.(표2)
특히 종래에는 ATM의 특권 같이 주장되어 왔던 네트워크의 QOS(Quality of Service)가 802.1Q/p에서 표준화 되어, Gigabit Ethernet제품 가운데서도 QOS프로토콜 기능을 준비하는 제품이 적지 않다.
| 기능 | Gigabit | Fast Ethernet | ATM | FDDI |
|---|---|---|---|---|
| IP Datagram 전송 | 지원 | 지원 | RFC1577과 IP Over LANE(현재) I-PNNI혹은 MPOA(미래) | 지원 |
| Ethernet Packet 전송 | 지원 | 지원 | LANE | 미지원 |
| Multi Media | 지원 | 지원 | 어플리케이션의 많은 수정 필요 | 지원 |
| QOS | 지원 (RSVP, 802.1Q/p) | 지원 (RSVP, 802.1Q/p) | SVC 혹은 RSVP | 지원 RSVP |
| VLAN(802.1q) | 지원 | 지원 | LANE혹은 SVC의 802.1Q/p의 Mapping이 필요 | 지원 |
표2) Gigabit Ethernet과 타 기술과의 비교
그림3) ATM과의 비교(호스트 측의 STACK)
Gigabit Ethernet Alliance
Gigabit Ethernet Alliance는 96년5월13일 11개 회사로 결성되어 현재 120여 회사에 이르고 있으며 다음과 같은 4가지 업무를 수행하고 있는데,
- 802.3z및802.3ab의 각 Task force로 진행되고 있는 표준화 활동을 지원.
- 기술 사양을 검토하며 합의를 촉진하기 위한, 기술적 리소스를 제공.
- 제품간의 상호 운용성을 확립 및 시범 수행.
- 제품의 공급자 및 제품의 구매자간의 컴뮤니케이션 도모 등이다.
Gigabit Ethernet의 이행 시나리오
Gigabit Ethernet을 기존의 LAN과 어떻게 융합 시켜, Gigabit Ethernet으로 이행하는가는 벤더의 제품 전략, 사용자의 정보에 중요한 문제가 된다. 현재는 다음 3가지가 경우가 Gigabit Ethernet으로의 이행에 있어 매우 유력한 방법으로 생각된다.
(1)스위치간의 접속
스위치간 연결 Upgarde에 Gigabit을 이용하는 경우로서, Fast Ethernet스위치 혹은 리피터 간을 1000Mbps로 연결하는 방법.
(2)스위치-서버간의 연결
가장 간단하게 Gigabit Ethernet을 이용하는 경우로서, Gigabit Ethernet용의 NIC를 삽입한 슈퍼 서버군과 Gigabit Ethernet 스위치를 접속하는 방법.
(3) Gigabit Ethernet BackBone
복수의 10/100Mbps스위치를 묶는 Fast Ethernet을 100/1000Mbps를 지원하는 Gigabit Ethernet 스위치로 변환하고, 동시에 주변 장치도 Gigabit Ethernet인터페이스 혹은 Uplink가 가능한 허브나 라우터로 Upgrade하는 방법.
Gigabit Ethernet으로 전환시 고려 사항
현재 사용 중인 LAN시스템을 Gigabit Ethernet으로 전환하고자 할 때 다음과 같은 점들을 고려하여야 할 것이다.
- 실제 이용 시 사용 가능한 대역폭
- 표준화의 향후 전개와 대응 방안
- 타제품과의 상호 호환성
- 구체적인 용도
위와 같은 점들을 종합적으로 검토하여 도입을 결정하여야 하며, 특히 표준화가 진행 중인 부분에 대해서는 향후 표준화 진행 방향과 호환성 문제를 집중적으로 검토하여야 할 것이다.
지금까지 Gigabit Ethernet의 표준화 동향과 기술적 내용에 대하여 간략히 알아 보았다 향후 Gigabit Ethernet은 관련 제품들이 지속적으로 개발,발표되고 활성화가 이루어질 것으로 판단되는 바, Gigabit Ethernet에 대한 표준화 및 제품에 대한 동향 주시가 필요한 시점이라 하겠다.