【文章內(nèi)容簡介】 網(wǎng)絡(luò)、 DEC 等低層所用的主要媒體訪問技術(shù)，其組網(wǎng)方式靈活、方便，且支持的軟硬件產(chǎn)品眾多。 IEEE 。在目前和今后， IEEE 最合適的組網(wǎng)方式。 IEEE ，根據(jù)不同的媒體可分為 10Base2（以同軸粗纜為傳輸媒體）、 10Base5（同軸細(xì)纜）、 10BaseT（雙絞線）及 10BaseFL（光纖）。其中 10Base 10Base5 物理上以總線結(jié)構(gòu)組網(wǎng)；而 10BaseT和10BaseFL利用 HUB，物理上以星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)。 （二） IEEE IEEE ，其支持速率為 4Mbps 和 16Mbps兩種。目前 NOVELL網(wǎng)、 HP LAN Server 等均支持 16Mbps 的 IEEE 環(huán)網(wǎng)技術(shù)。在目前已有的局域網(wǎng)系統(tǒng)中， IEEE 當(dāng)比例，在今后用戶端系統(tǒng)的局域網(wǎng)中，也仍將占據(jù)一定的比例。 （三）交換以太網(wǎng) 嚴(yán)格地說，交換以太網(wǎng)是一種技術(shù)，而并沒有規(guī)定新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它除了提供多個(gè)單獨(dú)的 10Mbps端口外，其支持協(xié)議仍然是 IEEE 。 交換以太網(wǎng)作為今后最有前途的一種技術(shù)，其最大的 優(yōu)點(diǎn)在于： ? 與原有 IEEE 。 ? 提供多個(gè)獨(dú)占的 10Mbps 端口，其速率總和為 n 10Mbps，克服了 IEEE 共享 10Mbps 帶寬所帶來的問題，如站點(diǎn)數(shù)增加、業(yè)務(wù)量擴(kuò)大及多媒體應(yīng)用造成網(wǎng)絡(luò)效率下降的問題。 ? 價(jià)格適宜，利用交換可取代橋和部分本地路由器，但價(jià)格更為便宜。 因此，將交換以太網(wǎng)與普通以太網(wǎng)及高速網(wǎng)如 FDDI、高速以太網(wǎng)或 ATM相結(jié)合，是今后組建用戶端系統(tǒng)的最佳方案。它對于站點(diǎn)數(shù)多、業(yè)務(wù)量大及 第 8 頁 共 93頁 多媒體的應(yīng)用具有極大的優(yōu)越性。 當(dāng)然，交換技術(shù)也可用于其它高速局域網(wǎng)，以提 供更高的獨(dú)占的高速端口。 （四） 100BaseT快速以太網(wǎng) 100BaseT 是由 10BaseT 發(fā)展而來，它們的主要區(qū)別在于網(wǎng)絡(luò)的帶寬提高了 10 倍，即 100Mbps。從協(xié)議而言，它采用了 FDDI的 PMD 協(xié)議，但其價(jià)格卻比 FDDI 便宜。 100BaseT 的標(biāo)準(zhǔn)也由 IEEE 制定。目前只要是支持10BaseT 的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，均可支持 100BaseT而且 100BaseT 和 10BaseT的報(bào)文可不加修改地互相交換。由于采用與 10BaseT 集成，是一種既便宜又實(shí)用的適合于多站點(diǎn)、高業(yè)務(wù)量應(yīng)用的 媒體訪問技術(shù)。 （五） 100VGANYLAN 除 100BaseT 外，另一種可用的高速局域網(wǎng)是由 HP、 ATamp。T 等到公司在內(nèi)的組織開發(fā)的 100VGANYLAN。該技術(shù)由 IEEE 制定標(biāo)準(zhǔn)。 100VGANYLAN 的支持速率為 100Mbps，其優(yōu)點(diǎn)是可基于目前普通的三類 8芯雙絞線進(jìn)行組網(wǎng)，且支持優(yōu)先調(diào)度，較適用于傳送多媒體和視像信息，其價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)不很成熟，缺乏容錯功能的主干，保密性有限，且支持產(chǎn)品較少。 （六）千兆以太網(wǎng) 千兆以太網(wǎng)既是以千兆位的速度運(yùn)行的以太網(wǎng)，它是得到開發(fā)并被廣泛 應(yīng)用的基于快速以太網(wǎng)（ 100BASET）技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的自然進(jìn)化。它提供了1000Mb/s 的網(wǎng)絡(luò)帶寬，使得各種機(jī)構(gòu)具有能力迎接已經(jīng)超負(fù)荷并仍在快速增長的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)。千兆以太網(wǎng)保留了 和以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的幀格式，以及 的網(wǎng)絡(luò)管理功能。對千兆以太網(wǎng)的管理對象、屬性以及活動的定義方式也和 10Mb/s與 100Mb/s 網(wǎng)絡(luò)相同。 （七） FDDI/CDDI FDDI的標(biāo)準(zhǔn)由美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 ANSI的 ，其速率為 100Mbps；CDDI 是基于銅電纜即雙絞線的 FDDI，與 FDDI的最大區(qū)別就是其價(jià)格較低。 FDDI 技術(shù)成熟，網(wǎng)絡(luò)的延伸距離可達(dá) 100 公里，且由于采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，在 FDDI 網(wǎng)上線路或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，會自動產(chǎn)生閉合或?qū)⒐收显O(shè)備旁路，加上 FDDI優(yōu)良的管理能力，從而保證了網(wǎng)絡(luò)具有較高的可靠性。 （八） ATM ATM作為一種高速的基于分組交換的網(wǎng)絡(luò)，是未來信息高速公路的主要通信與傳輸手段。 ATM 標(biāo)準(zhǔn)由 ATM論壇制定，該論壇目前已有 150 個(gè)以上的國家參加， ATM 技術(shù)已被全世界所接受。它是一種基于 53 個(gè)字節(jié)的信元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的，且速率可為 25Mbps、 34Mbps、 45Mbps、 50Mbps、 155Mbps、 622Mbps等，并可更高達(dá) Gbps數(shù)量級，對于大量用戶及多媒體應(yīng)用極為合適。 第 9 頁 共 93頁 2． 1． 2. 交換式以太網(wǎng)技術(shù)技術(shù)概述 交換式技術(shù)發(fā)展過程 以太網(wǎng)交換機(jī)，英文為 SWITCH，也有人翻譯為開關(guān)，交換器或稱交換式集線器。我們首先回顧一下局域網(wǎng)的發(fā)展過程。 計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合促進(jìn)了計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，從六十年代末 ALOHA的出現(xiàn)到九十年代中期 1000MBPS交換式以太網(wǎng)的登臺亮相，短短的三十年間經(jīng)過了從單工到雙工，從共享到交換，從低速到高速， 從 簡單到復(fù)雜，從昂貴到普及的飛躍。 八十年代中后期，由于通信量的急劇增加，促使技術(shù)的發(fā)展，使局域網(wǎng)的性能越來越高，最早的 1MBPS的速率已廣泛地被今天的 100BASE－ T和 100CG－ ANYLAN 替代，但是，傳統(tǒng)的媒體訪問方法都局限于使大量的站點(diǎn)共享對一個(gè)公共傳輸媒體的訪問， 既 CSMA/CD。 九十年代初，隨著計(jì)算機(jī)性能的提高及通信量的聚增，傳統(tǒng)局域網(wǎng)已經(jīng)愈來愈超出了自身的負(fù)荷，交換式以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，大大提高了局域網(wǎng)的性能。與現(xiàn)在基于網(wǎng)橋和路由器的共享媒體的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)能顯 著的增加帶寬。交換技術(shù)的加入，就可以建立地理位置相對分散的網(wǎng)絡(luò)，使局域網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)端口可平行、安全、同時(shí)的互相傳輸信息，而且使局域網(wǎng)可以高度擴(kuò)充。 從網(wǎng)橋、多端口網(wǎng)橋到交換機(jī) 局域網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展要追溯到兩端口網(wǎng)橋。橋是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來連接相似的局域網(wǎng)。從互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)看，橋是屬于 DCE 級的端到端的連接；從協(xié)議層次看，橋是在邏輯鏈路層對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)；與中繼器在第一層、路由器在第三層的功能相似。兩端口網(wǎng)橋幾乎是和以太網(wǎng)同時(shí)發(fā)展的。 以太網(wǎng)交換技術(shù)（ SWITCH）是在多端口網(wǎng)橋的 基礎(chǔ)上與九十年代初發(fā)展起來的，實(shí)現(xiàn) OSI 模型的下兩層協(xié)議，與網(wǎng)橋有著千絲萬縷的關(guān)系，甚至被業(yè)界人士稱為 許多聯(lián)系在一起的網(wǎng)橋 ，因此現(xiàn)在的交換式技術(shù)并不是什么 第 10 頁 共 93頁 新的標(biāo)準(zhǔn)，而是現(xiàn)有技術(shù)的新應(yīng)用而已，是一種改進(jìn)了的局域網(wǎng)橋，與傳統(tǒng)的網(wǎng)橋相比，它能提供更多的端口（ 4～ 88）、更好的性能、更強(qiáng)的管理功能以及更便宜的價(jià)格。現(xiàn)在某些局域網(wǎng)交換機(jī)也實(shí)現(xiàn)了 OSI 參考模型的第三層協(xié)議，實(shí)現(xiàn)簡單的路由選擇功能，目前很熱的第三層交換就是指此。以太網(wǎng)交換機(jī)又與電話交換機(jī)相似，除了提供存儲轉(zhuǎn)發(fā)（ STORE ANG FORWORD）方式外還提供了其它的橋接技術(shù)，如：直通方式（ CUT THROUGH）。 交換式以太網(wǎng)的工作原理 以太網(wǎng)交換機(jī)的原理很簡單，它檢測從以太端口來的數(shù)據(jù)包的源和目的地的 MAC（介質(zhì)訪問層）地址，然后與系統(tǒng)內(nèi)部的動態(tài)查找表進(jìn)行比較，若數(shù)據(jù)包的 MAC 層地址不在查找表中，則將該地址加入查找表中，并將數(shù)據(jù)包發(fā)送給相應(yīng)的目的端口。 交換式以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 交換式以太網(wǎng)不需要改變網(wǎng)絡(luò)其它硬件，包括電纜和用戶的網(wǎng)卡，僅需要用交換式交換機(jī)改變共享式 HUB，節(jié)省用戶網(wǎng)絡(luò)升級的費(fèi)用。 可在高速與低速網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn) 換，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同。目前大多數(shù)交換式以太網(wǎng)都具有 100MBPS 的端口，通過與之相對應(yīng)的 100MBPS 的網(wǎng)卡接入到服務(wù)器上，暫時(shí)解決了 10MBPS的瓶頸，成為網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)升級時(shí)首選的方案。 它同時(shí)提供多個(gè)通道，比傳統(tǒng)的共享式集線器提供更多的帶寬，傳統(tǒng)的共享式 10MBPS/100MPS 以太網(wǎng)采用廣播式通信方式，每次只能在一對用戶間進(jìn)行通信，如果發(fā)生碰撞還得重試，而交換式以太網(wǎng)允許不同用戶間進(jìn)行傳送，比如，一個(gè) 16端口的以太網(wǎng)交換機(jī)允許 16 個(gè)站點(diǎn)在 8條鏈路間通信。 特別是在時(shí)間響應(yīng)方面的優(yōu)點(diǎn)，使的局 域網(wǎng)交換機(jī)倍受青睞。它以比路由器低的成本卻提供了比路由器寬的帶寬、高的速度，除非有上廣域網(wǎng)（ WAN）的要求，否則，交換機(jī)有替代路由器的趨勢。 直通式（ cut throuth），存儲轉(zhuǎn)發(fā)（ storeandforward）的比較 直通方式的以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機(jī)。它在輸入端口檢測到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，檢查該包的包頭，獲取 第 11 頁 共 93頁 包的目的地址，啟動內(nèi)部的動態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口，實(shí)現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲，延遲（ LATENCY）非常小、交換非?？?，這是它的優(yōu)點(diǎn)；它的缺點(diǎn)是：因?yàn)閿?shù)據(jù)包的內(nèi)容并沒有被以太網(wǎng)交換機(jī)保存下來，所以無法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤，不能提供錯誤檢測能力，由于沒有緩存，不能將具有不同速率的輸入 /輸出端口直接接通，而且，當(dāng)以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的端口增加時(shí)，交換矩陣變的越來越復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來相當(dāng)困難。 存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的方式，它把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲起來，然后進(jìn)行 CRC 檢查，在對錯誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址，通過查找表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出包。正因如此，存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處 理時(shí)延時(shí)大，這是它的不足，單是它可以對進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯誤檢測，尤其重要的是它可以支持不同速度的輸入輸出端口間的轉(zhuǎn)換，保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作。 第二層和第三層交換及其與路由器方案的競爭 如前所述，局域網(wǎng)交換機(jī)是工作在 OSI 第二層的，可以理解為一個(gè)多端口網(wǎng)橋，因此傳統(tǒng)上稱為第二層交換；目前，交換技術(shù)已經(jīng)延伸到 OSI 第三層的部分功能，既所謂第三層交換，第三層交換可以不將廣播封包擴(kuò)散，直接利用動態(tài)建立的 MAC地址來通信，似乎可以看懂第三層的信息，如 IP 地址、ARP 等， 具有多路廣播和 虛擬網(wǎng)間基于 IP、 IPX 等協(xié)議的路由功能，這方面功能的順利實(shí)現(xiàn)得力于專用集成電路（ ASIC）的加入，把傳統(tǒng)的由軟件處理的指令改為 ASIC 芯片的嵌入式指令，從而加速了對包的轉(zhuǎn)發(fā)和過濾，使得高速下的線性路由和服務(wù)質(zhì)量都有了可靠的保證。目前，如果沒有上廣域網(wǎng)的需要，在建網(wǎng)方案中一般不再應(yīng)用價(jià)格昂貴、帶寬有限的路由器。 虛擬局域網(wǎng)技術(shù) 交換技術(shù)的發(fā)展，允許區(qū)域分散的組織在邏輯上成為一個(gè)新的工作組，而且同一工作組的成員能夠改變其物理地址而不必重新配置節(jié)點(diǎn)，這就是用到所謂的虛擬局域網(wǎng)技術(shù)（ VLAN）。用交換 機(jī)建立虛擬網(wǎng)就是使原來的一個(gè)大廣播區(qū)（交換機(jī)的所有端口）邏輯的分為若干個(gè) 子廣播區(qū) ，在子廣播區(qū)里的廣播封包只會在該廣播區(qū)內(nèi)傳送，其它的廣播區(qū)是收不到的。 VLAN 通過交換技術(shù)將通信量進(jìn)行有效分離，從而更好地利用帶寬，并可從邏輯的角度出發(fā)將實(shí)際的 LAN 基礎(chǔ)設(shè)施分割成多個(gè)子網(wǎng)，它允許各個(gè)局域網(wǎng)運(yùn)行不同的應(yīng) 第 12 頁 共 93頁 用協(xié)議和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對這部分詳細(xì)內(nèi)容感興趣的讀者可以參考 定。 2． 1． 千兆位以太網(wǎng)是高速網(wǎng)絡(luò)中的佼佼者。它可以使用簡單的以太網(wǎng)機(jī)制，為網(wǎng)絡(luò)提供超過 1000MB/S 的速 率。它允許用戶通過簡單的改變，使現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的工作站自然地升級到千兆位，其費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 千兆位以術(shù)網(wǎng)使用了與早期以太網(wǎng)技術(shù)相同的 CSMA/CD 協(xié)議、相同的幀結(jié)構(gòu)及幀長，對網(wǎng)絡(luò)用戶，這就意味著可以花費(fèi)不大的網(wǎng)絡(luò)投資，也不需要增加網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及重新培訓(xùn)其網(wǎng)絡(luò)用戶，就可以將速率擴(kuò)展至千兆位。 千兆位以太網(wǎng)可在光纖使用 ,也可通過 5 類雙絞線布線系統(tǒng)來支持。目前光纖的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成， 5類雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)在 1998年中期制定完成。 千兆位以太網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)相比，最引人注目的技術(shù)進(jìn)步無疑是傳輸速率大大提高。不僅如此，千 兆位以太網(wǎng)還有更多的進(jìn)步，如更高密度更大背板能力，更好的第三層將交換能力，以及能管理更高的帶寬和更大的流量。 為了支持千兆位，需要對以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)作些改動。千兆網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對以太網(wǎng)的MAC 層作了修改，這一層將會影響網(wǎng)絡(luò)的直徑和應(yīng)用。 在局域網(wǎng)市場中，以太網(wǎng)約占 80%，以太網(wǎng)技術(shù)具有布線簡便、成本低、易維護(hù)、技術(shù)成熟、供應(yīng)商服務(wù)全面的優(yōu)點(diǎn)，從性能價(jià)格比計(jì)算，以太網(wǎng)是較好的選擇。 在以太網(wǎng)實(shí)際布線時(shí)，選用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這樣，個(gè)別網(wǎng)點(diǎn)出現(xiàn)故障并不影響全局，且容易隔離故障，擴(kuò)充性好，易增加、刪除網(wǎng)點(diǎn)，靈活性好。 主干采用千兆 以太網(wǎng)的好處在于：千兆位以太網(wǎng)將提供 10 倍于快速以太網(wǎng)的性能并與現(xiàn)有的 10/100 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)兼容。同時(shí)為 10/100/1000 Mbps 開發(fā)的虛擬網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 都已推廣，千兆網(wǎng)已成為構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)主干的主流技術(shù)。 1998 年六月已制定完成的第一個(gè)千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 以使用光纖線纜和短程銅線線纜的全雙工鏈接為對象。針對半雙工和遠(yuǎn)程銅線線纜的標(biāo)準(zhǔn) 于 1999 年內(nèi)出臺。 千兆位以太網(wǎng)將提供完美無缺的遷移途徑，充分 保護(hù)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上的投資。千兆位以太網(wǎng)將