Highspeed-LAN mit Gigabit Ethernet

Schnelle Netze

Gigabit-Ethernet-Komponenten von der NIC bis zum Switch sind heute schon fürs kleine Geld zu haben. Lohnt der Umstieg auf das 1000-Mbit/s-Netz?

Gigabit Ethernet mit 1000 Mbit/s ist der Nachfolger des heute hauptsächlich genutzten Fast Ethernet (100-Mbit/s-Ethernet). Mit einer maximalen Nettotransferrate von 100 MByte/s übersteigt die Technologie selbst die Fähigkeiten der zurzeit schnellsten Festplatten. Ob der Einsatz im heimischen Netz trotzdem lohnt und wo die Einschränkungen liegen, versucht dieser Artikel zu klären.

Hardware-Einkauf

Gigabit-Karten bekommen Sie in jedem Computerfachgeschäft und inzwischen schon im Supermarkt. Die Preise für PCI-Karten liegen um 20 Euro, Cardbus-Karten für den PC-Card-Einschub von Notebooks kosten nur unmerklich mehr.

Die für die Tests verwendete Cardbus-Karte CSP100TCL gibt es in diversen Internetshops bereits für 15 Euro, das PCI-Board C1G32i schlägt beim günstigsten Online-Händler mit 12 Euro zu Buche. Bei drei oder mehr Rechnern darf natürlich auch ein Switch nicht fehlen. Entsprechende Gigabit-Geräte mit 5 Ports kosten rund 50 Euro. Im Test kam der CGIGA5 zum Einsatz. Sämtliche Testgeräte stammen von der niederländischen Firma Conceptronic [1].

Die meisten Gigabit-Karten benutzen den Chipsatz 8169 von Realtek, den 2.6er-Kernel über das Modul r8169 problemlos unterstützen. Auch die PCMCIA-Karte erkannte unser Testnotebook sowohl unter Ubuntu 6.06 als auch Suse Linux 10.1 problemlos (Abbildung 1). Gigabit-Karten mit anderen Chipsätzen kosten in der Regel deutlich mehr, funktionieren aber auch mit aktuellen Kerneln.

Abbildung 1: Beim Einschieben der Cardbus-Karte meldet sich die Suse-Hardwareerkennung.

Datenschieber

Wir wollten wissen, wie schnell Gigabit Ethernet wirklich arbeitet, und führten Tests über die Protokolle FTP, SSH, NFS und SMB durch. Einen XPC mini X 100 von Shuttle und einen handelsüblichen PC dienten dazu als Testrechner. Details zu den Rechnern finden Sie in der Tabelle "Testsysteme". Als Testdatei verwendeten wir ein 1 GByte großes ISO-Image.

Wie sich anhand der Resultate zeigt, gibt es mehrere mögliche Flaschenhälse beim Transfer über Gigabit Ethernet. Da ein Fast-Ethernet-Netz maximale Übertragungsraten von rund 10 MByte/s erreicht, gingen wir von Höchstwerten aus, die den maximalen Transferraten der benutzten Festplatten entsprechen (siehe Tabelle "Testsysteme").

Testsysteme

  Pentium-IV-System Pentium-M-System
Prozessor Pentium 4 Pentium M, Dual Core
Taktrate 3 GHz 1,6 GHz
Hauptspeicher 1024 MByte 512 MByte
Netzwerkchip Realtek 8169 Realtek 8169
Festplatte Samsung SP1203N Samsung SP2004C
Lesegeschwindigkeit laut Hdparm 53,8 MByte/s 53,5 MByte/s

In den Tests kam aber einzig der Download über FTP mit 46 MByte/s annähernd an diese Werte heran (Abbildung 2). Beim Schreiben per ncftpput auf den FTP-Server sank die Datenrate dann auf rund 30 MByte/s. Auch über die Secure Shell per scp ließen sich nur rund 30 MByte/s transferieren, wobei hier die Datenrate allerdings beim Schreiben und lesen konstant blieb. Die Netzwerkdateisysteme Samba und NFS kamen nur knapp über 15 MByte/s heraus, NFS schnitt dabei leicht besser ab als Samba.

Abbildung 2: Schneller geht's nicht: Mehr als 46,1 MByte/s über FTP ließ sich aus den SATA-Festplatten nicht herausholen. Beim sicheren Kopieren über das SSH-Protokoll bremste die CPU den Transfer aus.

Sämtliche Tests führten wir anschließend auch ohne Switch durch und verbanden die zwei Rechner dazu über ein Crosslink-Kabel. Die Resultate blieben aber weitgehend identisch.

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