IEEE 802.11ax-2021(通常称为 IEEE 802.11ax,或者大家更熟悉的“Wi-Fi 6”)技术标准于 2021 年 2 月 9 日获得批准,其最高速度为每个流 1.2Gbit/秒(这里的“流”可以看作是“频道”)。似乎每次新一代 Wi-Fi 技术面世时人们都会问同一个问题:新版标准最后能否让我们完全摆脱电缆的束缚,彻底转向无线连接?

但这里我要问一个稍微有点不一样的问题,那就是我们的世界将来是否会彻底消灭网线。

首先,我们就用不着讨论将服务器机房和数据中心无线化这样的话题了:这种情况永远都不会出现。在部署物理服务器的常规机房或数据中心中,每台设备至少有一对千兆以太网冗余连接到交换机基础设施中。千兆以太网是全双工的(严格来说最初的规范也包括了半双工协议,但它从来没有真正流行过),所以只要通信两端的设备都能跟上,你几乎可以持续不断地获得千兆传输能力(我说“几乎”只是因为你必须为一些非数据负载保留以太网帧位,例如标头)。

在虚拟化的世界里,你的服务器会虚拟运行在 Hyper-V 或 EXSi 的管理程序上,常见的网络选项则是 10 千兆位以太网——同样也是成对连接的,以提高弹性。

关键在于,在服务器机房或数据中心使用有线网络实际上成本相当低。无论你运行的是什么技术,核心和(如果有的话)接入层总会有一些第 2/3 层硬件来以正确的方式抛出流量。在服务器环境中,布线要求充其量是机柜内的,最远也就是在彼此相邻的机柜之间用上几根铜线或光纤。在你的办公室里布线可能会很昂贵(稍后再讨论这个主题),但为数据中心布线就不一样了。

因此,考虑到今天的 Wi-Fi 技术才刚接近 10Gbit/sec(使用多流并行扩展)的速度,同时接入服务器的一些有线网技术的带宽比它高出 40 倍,因此很难想象将来的无线技术在这方面有机会追上有线网络。后面我们会总结,是哪些原因让有线连接一直在服务器机房中占据统治地位

在办公室的应用

如前面所述,转向无线网络的主要动机是成本。几年来,我为不少新办公场所从头开始部署了 LAN 网络,但我记得上一次为一个不是很大的单层办公室做的结构化布线成本远远超过了 10 万英镑。这里面的复杂性也不能被忽视:将地板网线端口连接到 PC、将通信房间结构化布线出口连接到交换机,还要确保随着时间的推移而出现的任何变动都要被妥善记录,这些工作需要花费的时间和精力都是可观的.

还应该指出的是,在某些场景中 Wi-Fi 是很容易部署的。英国网络行业大奖从 1990 年代中期开始举办了一些年头,我清楚地记得有一次获得“年度项目”的一家 IT 服务提供商(现已解散)面临着在其上市大楼总部部署企业网络的挑战。他们的解决方案主要基于 Wi-Fi,公司对结果也很满意。你不时能听到这样的故事,它们确实在人们的脑海中播下了“也许这样也是可行的”种子。

反观有线网络:它们的成本这么高,会带来什么真正的优势吗?是的,以太网带来的好处是保证稳定的带宽:当你的笔记本电脑启动千兆以太网端口时,它就有了进出交换机的全双工路径,并且可以用它随意传输数据。相比之下,当用户的 PC 和无线接入点(AP)之间有墙壁、门、钢结构支撑,或坦率地说有任何坚固的东西阻挡时,Wi-Fi 的效率都会受到影响。再多巧妙的设计也不能让 Wi-Fi 流量畅通无阻地穿过坚固的物体。

最后,Wi-Fi 是、而且一直是一种半双工广播技术,通信端点必须在传输之前观察并等待一个清晰的窗口,不能像全双工网络那样随意发送数据。

并非交换机

有很多人质疑后一点事实,他们认为 802.11ax 基本上就是一个交换机。但尽管这种说法的确是有根据的,可事实并非如此。Tom Hollingsworth(绰号网络书呆子)在大约两年前的一篇博客文章“802.11ax不是无线交换机”中指出,无论用了多少修补技术,Wi-Fi 仍然不是完整的双工网络。正如 Hollingsworth 所说:“重点在于,这种传输媒介还没有神奇地变成全双工网络。接入站点可能会通过某种技巧来解决这个问题,但它们仍然需要等待数据空闲窗口才能发送数据。请记住,所有站点和 AP 仍然可以听到所有传输过程。它本质上仍然是一种广播媒介。”

这是否意味着 Wi-Fi 永远不能成为一种交换机,因此永远不会以稳定的全双工速度运行呢?的确,理论上来说人们会认为全双工传输应该是可行的:可以想象一个 AP 和一个用户端点之间具有一对专用无线电信道——一个发送一个接收。但这里是有问题的。

首先,我们必须区分会移动的东西和不会移动的东西。Wi-Fi 的主要好处是我们可以带着手机和平板电脑在大楼里闲逛,从办公桌移动到会议室的同时保持在线。在这种体验的背后,通信端点和 AP 之间会无缝相互协商,找到最合适的 AP,从而提供最佳体验。专用频道的思想在这种情况下是不起作用的,你最终会面临一种混合局面,你的某些移动设备只能采用传统模型来协商无线连接。

接下来是衰减问题:Wi-Fi 仅在距离相对较短并且(正如我们前面提到的)没有任何东西可以吸收源和目的地之间的信号时,才能达到其最大额定速度。但穿过墙壁的电缆就没有这个问题。

第三个问题是干扰:我们都在网络上看到过微波炉干扰 2.4GHz 频段 Wi-Fi 网络的视频。其实在任何频率下都可能存在影响无线网络的电磁(EM)干扰,比如公司会将其 AP 的无线电信号强度提高到 11,让无线电波从你的窗户溢出,干扰其他空间的信号传输。基于光纤的 LAN 网络不受普通办公室中 EM 干扰的影响,但即使是铜布线也能很好地应对干扰。

几年前,我在英格兰南部 ITT Cannon 的 EM 测试实验室度过了我最疯狂的一天,我很惊讶地看到,即使是非屏蔽双绞线(UTP)对 EM 干扰也有很好的抵御能力。对 FTP 电缆(金属箔屏蔽双绞线,用金属箔包裹的 UTP)的测试表明,它完全不受我们任何 EM 轰炸的干扰。(顺便说一句,我还了解到,公司保安人员使用的对讲机比手机的干扰能力强很多。)

通道数量受限

那么 Wi-Fi 有胜利的希望吗?这里面的关键在于,Wi-Fi 工作在有限的频率范围内,并且可用流(频道)的数量永远都是有限的。一旦达到了这个限制,设备就必须开始共享频道——所以设计者唯一的选择就是让流变得越来越窄,不断缩小误差水平,让频道不至于相互践踏。但流是不可能无限缩窄下去的。从这个意义上说,有线网络实际上不存在限制——它只受你使用的电线或光纤的位数限制。

Wi-Fi 仍将继续发展。确实,当人们在建筑物内走动、将笔记本电脑从(连接以太网)的办公桌拿到会议室时,Wi-Fi 是完美的工具。但 Wi-Fi 永远不可能达到与有线网络一样快速和稳定的状态。是的,有线布线的成本十分高昂,但因为你很少需要重新布线,所以如果你能合理地分摊成本,它的全寿命预算是完全可以接受的。

因此,我们还会继续在我们的办公桌后面连上网线,并在需要方便的时候使用 Wi-Fi。当我们将笔记本电脑接入有线 LAN 时,可以把(越来越快的)无线带宽留给那些更需要移动使用的设备。

原文链接:https://www.theregister.com/2021/07/14/will_i_ever_ditch_my_cabled_lan

本文文字及图片出自 InfoQ

余下全文(1/3)
分享这篇文章:

请关注我们:

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注