以太网技术的发展与应用
4.千兆以太网应用
千兆以太网相比其他技术具有宽的带宽的优势，并且仍具有发展空间，有关标准组织正在制定10G以太网络的技术规范和标准。同时基于以太网帧层及IP层的优先级控制机制和协议标准以及各种QoS支持技术也逐渐成熟，为实施要求更佳服务质量的应用提供了基础。伴随光纤制造和传输技术的进步，千兆位以太网的传输距离可达百公里，这使得其逐渐成为构建城域网乃至广域网络的一种技术选择。
---- 主干采用千兆以太网的好处在于：千兆位以太网将提供10 倍于快速以太网的性能并与现有的10/100 以太网标准兼容。同时为10/100/1000Mbps 开发的虚拟网标准 802.1Q以及优先级标准802.1p都已推广，千兆网已成为构成网络主干的主流技术。
---- 1998 年六月已制定完成的第一个千兆位以太网标准 802.3 以使用光纤线缆和短程铜线线缆的全双工链接为对象。针对半双工和远程铜线线缆的标准 802.3ab 于1999 年内出台。
---- 千兆位以太网将提供完美无缺的迁移途径，充分保护在现有网络基础设施上的投资。千兆位以太网将保留802.3和以太网帧格式以及802.3 受管理的对象规格，从而将使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理战略与工具。
---- 千兆位以太网相对于原有的快速以太网、FDDI、ATM等主干网解决方案，提供了另一条改善交换机与交换机之间骨干连接和交换机与服务器之间连接的可靠、经济的途径。网络设计人员将能够建立有效使用高速、任务关键的应用程序和文件备份的高速基础设施。网络管理人员将为用户提供对Internet、Intranet、城域网与广域网的更快速的访问。
千兆位产品提供商，具有完整的千兆以太网产品线，可契合用户需求提供完整的解决方案。从核心的网络主干交换机到边缘的客户机服务器千兆接入，有针对用户需求设计的高性能的产品。如下我们给出一些典型的大楼、园区乃至城域网络的解决方案。千兆以太网交换机的部署，是一个非常引人注目的技术。目前,许多厂商的交换机把第2层交换和第3层交换融于一体,不论交换还是路由,都能提供至少1000pps的转发速率,甚至有的产品还可达到2000pps。这些高性能的特点对于Intranet来讲已显得非常重要,因为传统的局域网流量80/20自然法则(即80%的流量在本地工作组网络内和20%的流量流向骨干网)已经过时。
千兆以太网高速的多层数据包转发能力是千兆以太网技术能提供最好的性能价格比的有力例证。不仅如此,千兆以太网技术对于降低网络的长期拥有成本也是大有裨益的。
5.千兆网交换机
从1996年底开始,有些公司陆续推出集成了第2层交换和第3层路由的交换机产品,这种技术称之为“多层交换(multilayer switching)”。它为第2层交换技术增加了路由层服务,支持有选择的广播和组播抑制,支持VLAN及VLAN之间的数据包转发和防火墙功能,全面支持TCP/IP和IPX路由。
经过将近4年时间的发展,这些功能不断地得到了完善和加强,使得多层交换机比传统的路由器的性能价格比高出8至16倍。而新一代多层交换机以千兆以太交换技术为核心, 可以提供更加吸引人的性能价格比,是部门级网络和数据中心网络中替代传统路由器的最理想的可以提供多层交换的交换机。同时,其直接传输距离目前已达到130公里,完全可以实现以千兆以太网为骨干的大的企业局域网,骨干传输速率为2Gbps(全双工模式)。
值得一提的是,我国已有厂商(如深圳丰网)在消化吸收国外的先进技术后,现已推出同类产品,其网管特性、安全访问控制等更适合于中国市场。同时,其完善的售后服务和低廉的价格也足以使国内用户心动。相信由于有了国内厂商的参与竞争,多层千兆以太网交换机的价格居高不下的状况会很快改变,也必将进一步推动多层千兆以太网交换机的广泛使用。
推动技术发展的主要因素推动高速多层交换技术发展的最大因素是采用廉价的10/100M自适应网卡的Interne t和Intranet的大量部署。目前的网络已经离传统的c/s计算模式的层次结构越来越远,传统的c/s模式的80/20流量法则已成为过去。在网络设计方面, 传统的路由器加Hub或第2层交换机的网络部署模式也将变成历史。
另外,Intranet支持更加复杂的和对带宽敏感的各种多媒体数据流,如数据、文件、图片、动画、声音和视频等。一个Intranet最终用户对带宽的要求至少要比非Intranet 用户多50%～100%。同时,宽带接入已成为发展趋势。
目前,国内10/100M快速以太网卡的价格已低至100元左右,所以,为最终用户提供100 M的连接成本已经到了用户可以承受的水平。仅从价格角度来看, 用快速以太网接入已是一个"何时"的问题,而不是"是否"的问题。
另一个值得注意的问题是,为用户提供快速以太网连接可以提供更多的带宽余量来处理突发的交通量,这点是10BASE-T技术无法比拟的。突发流量是IP网络应用的特点之一。廉价和高带宽使得快速以太网不论在用户端还是服务器端都得以广泛的应用。
为了在无阻塞和处理突发交通流量的能力之间取得平衡,新一代交换机平台必须提供高于用户请求连接的8～16倍速率的主干连接,而以千兆以太网为主干正好满足了用户端的快速以太网连接的服务请求。这对于充分处理突发流量非常重要。
同时,在校园网或城域网中,不管跨越几个网络层,对于随机的Intranet交通量都要求提供端到端的持续不变的高性能。为了实现这一点,在一台交换机中同时具备高性能的第2层和第3层转发能力是唯一的解决方案。
无阻塞能力和有选择的转发功能是用户的主要需求。而各种非常有效的网管工具使得网络管理员能够有效且高效地把业务策略注入转发引擎中,其性能可以通过网管软件实时监测。这将从根本上有助于用户根据公司的短期和长期业务发展需要确定和交付所需的网络服务。新一代千兆以太网交换机支持这些特点和服务,同时也支持通用的路由协议,如IP/RIP或IP/OSPF等。这也大大降低了网络设备的复杂性。
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