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高速局域网的技术抉择

IT知识局域网 技术

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术 ， 它把互联网上分散的资源融为有机整体 ， 实现资源的全面共享和有机协作 ， 使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息 。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等 。当前的互联网只限于信息共享 ， 网络则被认为是互联网发展的第三阶段 。高速是一个相对概念 ， 比快速更快就是高速 。因此 ， 基于目前局域网(LAN)中采用快速以太网是100M ， 传输速率大于100M的就可以算是高速局域网 。这方面已经采用的技术主要是千兆以太网和ATM ， 正在试验的有万兆以太网 。由于千兆以太网拥有成本低、互连性好、支持厂家多等优势 ， 实际上已成为高速局域网的主流技术 。构建高速局域网的技术 布线技术 目前安装的大多数网络布线是非屏蔽双绞线 ， 遵循的标准一般都是EIA/TIA和ISO公布的“超五类”标准(当然最早期的布线不满足) 。这些性能标准可以满足千兆以太网和速率高于1.2Gbps的异步传输模式的要求 。预定的六类布线频率极限为200MHz ， 因此很难说最高以200MHz运行的未来编码系统将实现多高的速率 。所以在局域网建设中 ， 数据速率并不是转向光纤的决定因素 。成本比较也说明了在连接工作站的水平信道中 ， 非屏蔽双绞线仍继续作为介质选择的主要原因 。很明显 ， 光纤到桌面的成本要远远高于非屏蔽双绞线的成本 。一般来说 ， 前者中无源部件的成本就是后者的三倍多 ， 如果加上有源设备的成本 ， 如集线器和网络接口卡(NIC) ， 则成本差异会进一步加大 。但是 ， 距离限制则是楼层连接和园区内互连使用光纤的必然选择 。另外 ， 带宽需求的爆炸性增长 ， 要求网络布线必须考虑未来的平滑升级 。因此 ， 在结构化布线中 ， 由于主干安装条件一般非常困难 ， 网络规划人员必须考虑使用最高容量的缆线；在园区网建设中 ， 一般要求光纤到小区、光纤到大楼 。另一方面 ， 光纤布线的成本正在明显下降 。这就使多模光纤、单模光纤都具有很高的性价比 。现在许多建筑物中都正在安装复合电缆 ， 即同时采用多模光纤和单模光纤 。这代表着一种新的发展趋势 ， 非常值得参考 。链路层技术 千兆以太网可以提供1Gbps的通信带宽 ， 而且具有以太网的简易性 。它采用同样的CSMA/CD协议 ， 同样的帧格式和同样的帧长 ， 同样支持全双工和EtherChannel 。对于广大的网络用户来说 ， 这就意味着现有的投资可以在合理的初始开销上延续到千兆以太网 。这样 ， 千兆以太网在当前以太网基础之上可以平滑过渡 ， 综合平衡了现有的端点工作站、管理工具和培训基础等各种因素 ， 致使总体开销非常低 ， 是目前局域网建设中的首选技术 。千兆以太网的物理层与以太网和快速以太网一样 ， 只定义了物理层和介质访问控制层 。实现上 ， 物理层是千兆以太网的关键组成 ， 在IEEE802.3z中定义了三种传输介质：多模光纤、单模光纤、同轴电缆 。IEEE802.3ab则定义了非屏蔽双绞线介质 。除了以上几种传输介质外 ， 还有一种多厂商定义的标准1000Base-LH ， 它也是一种光纤标准 ， 传输距离最长可达到100公里 。千兆以太网物理层的另外一个特点就是采用8B/10B编码方式 ， 这与光纤通道技术(Fiber Channel)相同 ， 同样带来的好处是 ， 网络设备厂商可以采用已有的8B/10B编码/解码芯片 ， 这无疑会缩短产品的开发周期 ， 并且可以降低成本 。多层交换技术 交换技术从目前来讲可分为第二层交换和多层交换 ， 但严格说来 ， 交换意味着源与目的地址之间的连接 ， 在第二层以上的任何技术都不能说是交换技术 。负载均衡在很大程度上已经取代了第四层交换一词 ， 正像应用认知一词在很大程度上取代了第七层交换一样 。第二层交换是OSI第二层或称 MAC层的交换 。这就是我们通常意义上的交换机 ， 技术上已经非常成熟 ， 它工作在 OSI 7层模型的第二层 ， 即数据链路层 ， 交换以 MAC地址为基础 。第三层交换或称网络层交换 ， 处于OSI协议的第三层 ， 它提供了更高层的服务 ， 如路由功能等 。以前通常由路由器通过软件实现网间互连 ， 但路由器价格昂贵且转发速度慢 ， 越来越成为网络的瓶颈 。第三层交换就是借助于线速交换技术 ， 把路由功能集成到交换机中 ， 这种交换机称为路由交换机或第三层交换机 。第三层交换在各个网络层次上都能实现线速交换 ， 性能有大幅度的提高 。同时 ， 它保留了第三层上的网络拓扑结构和服务 。这些结构和服务在网络分段、安全性、可管理性和抑制广播等方面具有很大优势 。第三层交换机的目标是取代现有的路由器 ， 它提供子网间的信息流通信 ， 使通信速度从数百个数据包每秒提高到数百万个数据包每秒 。第三层交换旨在高速转发多种协议 ， 或提供防火墙以保护网络资源 ， 或实现带宽的预留 。而局域网骨干交换机都将是第三层交换机 。第四层交换技术利用第三层和第四层包头中的信息来识别应用数据流会话 。利用这些信息 ， 第四层交换机可以做出向何处转发会话传输流的智能决定 。由于做到了这点 ， 用户的请求可以根据不同的规则被转发到“最佳”的服务器上 。因此 ， 第四层交换技术是用于传输数据和实现多台服务器间负载均衡的理想机制 。目前 ， 已经有很多产品支持多层交换 ， 如Cisco Catalyst 5509/6509、Extreme Diamond系列、Foundry BigIron系列和Alteon ACE-180e等 。现在已经把多层交换技术描述成能够支持各种局域网体系结构的一个集成的、完整的解决方案 ， 它将交换技术和路由技术智能化地有机结合起来 。多层交换技术结合了局域网交换技术和路由技术最优的特征 ， 具有比传统的基于路由器的局域网主干更高的性能价格比 ， 以及更强大的灵活性 ， 是高速局域网实现的基础 。需要考虑的问题 高速局域网的组网模式现在已经非常简单 ， 也没有别的更好选择：基本上就是千兆以太网为主干 ， 采用高性能的二、三层交换机为核心；网络布线方面 ， 主干和交换机间连接建议采用多模或单模光纤 ， 水平布线可以采用超五类非屏蔽双绞线 。依照前面所述 ， 这种结构容易扩展和升级 。交换机产品有Cisco 6509/6509 OSR、Foundry BigIron 8000/4000、Extreme Black Diamond 6816/6808、Alcatel PowerRail 5200/2200、Lucent Cajun P880、Riverstone RS32000/RS8600、华为MD5500、巨龙RS6006G/RS6004G、创想的AR8000等 。但是 ， 一个网络建设得是否成功 ， 还必须考虑以下几个问题： 业务的可开展性 业务能否开展、功能是否受到限制 ， 是各种技术评判的主要标准 。现在 ， 构建的高速信息网络都要求面向包括话音、视频和数据在内的综合业务 ， 因此 ， 是否支持各种VLAN、是否支持IP组播 ， 是产品选型时必须考虑的问题 。技术成熟 千兆局域网和高速路由器在内的计算机网络技术 ， 实际上均存在不完备控制域的问题 ， 在进行关键数据业务或连续媒体信息通信时 ， 将存在很多不可逾越的障碍 。谁的产品解决好与不好 ， 必须有事例证明 ， 不能听凭产品本身的文档或厂家的吹嘘 。不成熟的网络技术不要轻易使用 ， 这是建立关键业务高速局域网的基本准则 。网络互通性 网络互通性是网络价值最重要的表现 。网络互通性不仅表现在地理覆盖区域方面 ， 也表现在和其他网络的互联互通上 。高速局域网的互通性主要体现在与原有网络的互通、与更上一级网络的互通 。网络可靠性 【高速局域网的技术抉择】网络可靠性必须通过网络协议、设备备份以及路由备份支持 ， 特别是网络协议本身的控制和管理体系是否具有高可靠性十分重要 。

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