【文章內容簡介】 性的數(shù)據(jù)通訊技術。ATM 將數(shù)字化語音，數(shù)據(jù)和圖像等信息分解為固定長度（53個字節(jié)）的數(shù)據(jù)塊，稱為信元（Cell） ，便于硬件處理而達到高速傳輸和交換。通過采用標號多路復用等技術，ATM 能夠實現(xiàn)對帶寬的動態(tài)分配，不僅可以最有效的利用線路帶寬，而且能夠滿足不同種類應用對時延的要求，因而具有從實時的語音信號到高清晰度電視圖像等各種高速綜合業(yè)務傳輸?shù)哪芰?。國際電訊聯(lián)盟(ITU)的寬帶工作小組已將 ATM 技術列為支持 B－ISDN（寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)）的基本方式之一。ATM 與 SONET（同步光纖網(wǎng)）相結合而實現(xiàn)的高速，高帶寬，綜合業(yè)務的 B－ISDN 將成為二十一世紀的通訊主體，其地位相當于二十世紀的電話網(wǎng)。10 / 534. 異步傳輸模式(ATM: Asynchronous Transfer Mode) ATM 技術簡介 ATM 技術是建立在硬件交換上的網(wǎng)絡技術，它可以為每個工作站分配專用帶寬。每個交換機的端口都特定于某一單個工作站，并且在 ATM 網(wǎng)絡中不存在操作的共享訪問模式，網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)以確定的大小(稱作“信元”)進行傳送，“信元”具有較小的頭標，以及較小的定長數(shù)據(jù)區(qū)。 “信元”的格式已被優(yōu)化，以便于實現(xiàn)質優(yōu)價廉的多兆位交換機。ATM 網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸是面向連接的，這是因為 ATM 網(wǎng)絡中的端結點在發(fā)送任何數(shù)據(jù)之前，都預先建立稱作“虛連接”的數(shù)據(jù)傳送會話。ATM 網(wǎng)絡首先確定兩個站點之間的路由，通知數(shù)據(jù)傳送路徑上的交換機,確保網(wǎng)中的資源分配。虛連接標識用于標記特定的連接單元，并且交換機通過基于硬件的交換，按照單元頭標中的虛連接移動數(shù)據(jù)。 ATM 交換機之間的鏈結和端結點可以按多種速度操作，光纖連接可以按100Mbps 以上(155Mbps)的速度將服務器連接到網(wǎng)絡上，在雙絞線(UTP)上以 25155Mbps 的速度進行操作也已被確立為標準，作為最終用戶可用的高速度鏈路。目前正在討論將單模光纖的 622Mbps 或更高的速度作為未來的交換和互連鏈路。這些不同速度鏈路之間的速率匹配是 ATM 交換機本身所固有的功能，在 ATM 網(wǎng)絡中不要求使用隔離網(wǎng)橋實現(xiàn)不同鏈路速度之間的轉換，不同速度的 ATM 可以無縫地工作在同一個 ATM 交換機上。而傳統(tǒng)的 LAN 技術都只有一種速度可用，不同速度之間互連要用網(wǎng)橋或路由器，使整個網(wǎng)絡的性能受到限制。因此，ATM完全不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡技術。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡技術通常都是典型的共享式技術，他們通常以一種單一的網(wǎng)絡速度，無連接的傳輸長度不同的數(shù)據(jù)包進行操作,每個數(shù)據(jù)包中都包含全球統(tǒng)一的路由信息。 ATM 的杰出技術主要在于它將網(wǎng)絡核心任務劃分成兩個部分，即“路由決定”和“數(shù)據(jù)轉發(fā)” ，使用不同的恰當技術分別解決這兩種問題。 “路由決定”是一種計算密集型的功能，基本上由軟件來完成，它要求了解全網(wǎng)內的拓撲結構的動態(tài)信息。ATM 的“路由決定”通過建立虛連接來執(zhí)行，并且對于每個數(shù)據(jù)發(fā)送會話只需執(zhí)行一次。 “數(shù)據(jù)轉發(fā)”則是一種硬件密集型功能，它要求多兆位的交換能力。它由 ATM 交換機對 ATM 信元執(zhí)行操作，并且 ATM 信元的格式已為實現(xiàn) 1 兆位的能力一基于硬件的交換能力一而進行了優(yōu)化。簡而言之， “路由決定”是網(wǎng)絡任務的“大腦” ，而“數(shù)據(jù)轉發(fā)”則是網(wǎng)絡任務的“肌體” 。 ATM 網(wǎng)絡技術與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡技術的主要區(qū)別在于：傳統(tǒng)的網(wǎng)絡必須同時解決上述兩部分的網(wǎng)絡問題，因此，傳統(tǒng)網(wǎng)絡中的每個包都必須包含全局統(tǒng)一的路由信息，并且每個包都必須由路由器在進行數(shù)據(jù)轉發(fā)之前進行處理。這種連續(xù)的路由決定功能的使用是對寶貴的資源的極大浪費，并且還可能由于昂貴的線路費用而使路由器成為網(wǎng)絡的瓶頸。11 / 53 ATM 技術的優(yōu)點 ATM 網(wǎng)絡技術具有高頻寬，低延時的傳輸特性，可用于傳輸數(shù)據(jù) (DATA)，可視圖像(VIDEO)，圖像 (IMAGE)等各種需要。為未來網(wǎng)絡的趨勢。以微碼形式存放在網(wǎng)絡設備上的程序，將使用戶在 ATM 網(wǎng)絡上建立起固定頻寬的虛擬網(wǎng)絡，使圖象、聲音的傳送成為可能。而以太網(wǎng)絡由于其（SharedMedia）的技術，以“包”的形式傳送信息，且“包”的長度并不固定，這就使該技術難以支持對延遲很敏感的聲音及圖象的傳送。ATM 技術可以廣泛應用于桌面系統(tǒng)網(wǎng)絡(25MbpsATM)，主干網(wǎng)(155Mbps、622Mbps、)和廣域網(wǎng)中。作為ATM 基礎的信元交換技術可以提供高速可調節(jié)的帶寬。具有極好的網(wǎng)絡性能。ATM 集成了混合信息(圖象、視頻、語言)的同步傳輸與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。隨著 ATM 技術的發(fā)展，ATM 的各種標準仍在不斷制定，現(xiàn)在25Mbps，100Mbps，155MbpsATM，LAN Emulation(局域網(wǎng)仿真),Classical IP 均已成為 ATM 標準。由此可見，ATM 集中了所有局域網(wǎng)的優(yōu)點：快速，交換；另外，還有以下優(yōu)點：? 網(wǎng)絡帶寬可以調節(jié)，例如：帶寬的預置和即時申請；? 極好的網(wǎng)絡性能，極低的延時；? 最少的路由選擇功能；? 以及非常完美的局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)的連接方式；? 通過使用局域網(wǎng)仿真程序或者 Classical IP 協(xié)議同現(xiàn)有的網(wǎng)絡兼容，保護了用戶對現(xiàn)有局域網(wǎng)的投資；? 支持各種應用，特別是多媒體應用的能力。ATM 可以支持所有的應用類型，包括一般的數(shù)據(jù)傳輸，也可以是象視頻會議，視頻點播，電子教學，多媒體文檔等高通訊量的應用，而傳統(tǒng)以太網(wǎng)無法有效地支持多媒體應用。? 完整的標準：局域網(wǎng)的 ATM 已有相當完整的標準和互操作測試。在國內外眾多客戶都有大量成功實例，各種速度的 ATM 都有現(xiàn)成的標準。? 由于簡化了網(wǎng)絡管理，降低了投資成本。? 有發(fā)展前途：ATM 被所有廠家、用戶公認為未來唯一有發(fā)展前途的技術。大家都不斷投入 ATM 的開發(fā)和應用，隨著 ATM 技術的不斷發(fā)展，標準日趨完善。ATM 已進入了大規(guī)模的實用階段。12 / 535. VLAN 技術一個大型的企業(yè)或單位之間會存在多個局域網(wǎng)，這些不同的局域網(wǎng)之間的通訊及聯(lián)系就需要網(wǎng)橋或路由器這樣的設備，網(wǎng)橋一般連接兩個 LAN，可以將一個 LAN 中的信息傳遞（廣播）到另一個 LAN 中。路由器可以連接多個 LAN，并可以識別那些未標識為本地 LAN 站點地址的信息，并解釋其中地址，然后把信息轉發(fā)給與目的工作站相連的路由器（或端口） ，這樣可以減少廣播的次數(shù)和流量，從而避免了嚴重降低網(wǎng)絡性能的廣播風暴，提高了網(wǎng)絡性能。大型網(wǎng)絡中，為了便于全面管理，必須劃分子網(wǎng)，采用路由器（或有路由功能的設備）互連各子網(wǎng)以管好,用好網(wǎng)絡，如 Inter 網(wǎng)就采用 TCP/IP 協(xié)議劃分子網(wǎng)。因此，對現(xiàn)代網(wǎng)絡中，子網(wǎng)的劃分是絕對必要的。現(xiàn)代計算機已進入多媒體時代，要求網(wǎng)絡能夠傳輸數(shù)據(jù)、語音和視頻信號，而傳統(tǒng)的共享式以太網(wǎng)方式的帶寬已不敷使用，且不同應用的數(shù)據(jù)庫分別儲存于不同的服務器，網(wǎng)絡要能夠提供任何點對點的通訊，因此，面對錯綜復雜的網(wǎng)絡需求，對網(wǎng)絡帶寬及速度的要求就更高了，這樣，交換式網(wǎng)絡就應運而生，其產(chǎn)品包括以太網(wǎng)，F(xiàn)DDI，100BASET 以及最新的 ATM SWITCH。在交換式網(wǎng)絡中，每一個服務器或工作站均可擁有其專用帶寬，這與分享式 10Mbps 以太網(wǎng)不同。如果有 20 個用戶有網(wǎng)絡上使用，網(wǎng)絡就如同能夠提供 200Mbps 帶寬一樣，每個人都有專用的 10Mbps，而不必和別人分享，數(shù)據(jù)就可以在網(wǎng)絡上快速地傳輸。事實上，交換式網(wǎng)絡不僅慢慢地取代了傳統(tǒng)的分享式網(wǎng)絡，同時它也具備了一些傳統(tǒng)網(wǎng)絡所沒有的優(yōu)點。最大的優(yōu)點在于它使傳統(tǒng)的網(wǎng)絡更具伸縮性，而不再受限于空間的配置。談到交換式網(wǎng)絡，我們不能不對虛擬網(wǎng)絡作基本的了解，以下即針對交換式網(wǎng)絡中的 VLAN 功能加以探討。 虛擬網(wǎng)絡的定義(Virtual LAN)如果要對 VLAN 加以定義的話，它應該具備下列幾個特性：1它具備快速交換功能2它能夠允許在網(wǎng)絡上容易地增加任何 PC、減少或改變網(wǎng)絡區(qū)段的組合 3它需能跨越不同的網(wǎng)絡形態(tài)，如以太網(wǎng)，F(xiàn)DDI 或 ATM。有兩個重要概念，可以很容易地描述 VLAN：一VLAN 即是一群工作站或 PC，它們雖然不是物理上連接在一起，但它們可以在邏輯上連接在同一個網(wǎng)絡上，網(wǎng)絡區(qū)段連接至路由端口上，網(wǎng)絡間依靠路由器連接通訊，任何一臺 PC 物理連接在哪一個路同器端口上，都限定了它在那一個網(wǎng)絡區(qū)段內，每一個網(wǎng)絡端口會有一個網(wǎng)址來告訴路由器13 / 53信息傳送的目的地。由于物理連接的限制，因此同一個網(wǎng)絡的各個用戶必須在同一樓層或大樓內。二廣播如同傳統(tǒng)的網(wǎng)絡區(qū)段，VLAN 就是同一個廣播區(qū)域，當有廣播的時候，信息的分組僅限于在同一個 VLAN 內。交換式網(wǎng)絡是否不需要路由器了呢？實際上，仍然需要路由選擇的功能，只是路由器的角色改變了。它已不再是大樓或廠區(qū)內網(wǎng)絡轉送信息的中心，因為交換網(wǎng)絡系統(tǒng)提供了更快速且低成本的 VLAN 連接方式，所以路由器的任務變成了實現(xiàn) VLAN 和 VLAN 之間的傳輸。而這些網(wǎng)絡交換器設備已大都具備多協(xié)議路由選擇的功能，如 IP 或 IPX，成為路由服務器，這樣就可以減少網(wǎng)絡的路由器設備，并使網(wǎng)絡管理更為簡單，我們可稱之為基于交換的路由選擇。服務器可以是集中式的，也可以是分散式的，它們各有優(yōu)缺點。所以交換虛擬網(wǎng)絡既快速，又能兼顧多通訊協(xié)議路由選擇的需求，這顯然是交換虛擬網(wǎng)絡的最大優(yōu)點。當今企業(yè)的工作方式已慢慢改變，同一部門或同一班組的人員不見得會在同一地點，為能配合組織的機動調整，網(wǎng)絡也需要跟著經(jīng)常作變動。正如前所述、VLAN 需能夠允許在網(wǎng)絡容易地增加、減少任何 PC 或改變網(wǎng)絡區(qū)段組合，而不犧牲其快速交換功能。 VLAN 組合的方式1以交換端口為主（PortBased ） 這是一種最簡單的方式，就是把幾個交換端口(Switching Port)設為一個VLAN，通常可以是一個交換器(Switching)為一個 VLAN，有時可以把多個交換器組合成一個 VLAN。正如傳統(tǒng)的集線器(Hub)一樣，同一個集線器的端口，都同屬于一個網(wǎng)段(Segment)。 以交換端口為主是一種最容易設定的方式，但是它有時不能滿足我們的要求。比如，以交換端口為主無法支持多個 VLAN。所以象集線器如要加入一個VLAN 以上，就必須把集線器上的端口分成不同的網(wǎng)段，且一臺服務器如果要支持兩個 VLAN，就必須配置兩個塊網(wǎng)卡（可能的話） ，否則就無法做到。設備的移動、增加和改變是以交換端口為主的 VLAN 最大的問題，如果有變動的話，網(wǎng)絡就必須重新設定。2以 MAC 地址為主(MACBases) 將 MAC 地址指定到某一個 VLAN 是可以做到的，這樣可以解決一些以交換端口為主無法解決的問題，包括允許一個集線器連接的 PC 可以分屬不同 VLAN，并可以自動跟蹤 PC 的改變情況，但是，它不一定能解決工作站或 Server 分屬一個以上的 VLAN 的問題。另外一個限制是它需要處理大量隱秘的(Cryptic)MAC地址。雖然這些對某些應用(Applications)來講有其優(yōu)點，但很多用戶還是希望以一種易于理解及跟蹤的方式設定 VLAN。3以網(wǎng)絡層為主(Layer Three_based) 大家也許在想是否可以用管理路由器的方式來管理交換器，用 IP 層網(wǎng)絡或IPX 層次網(wǎng)絡等等來區(qū)分 VLAN。答案是可以的。網(wǎng)絡交換器使用網(wǎng)絡層來設定，14 / 53可以使 VLAN 分布在不同端口上，同樣的，一個端口也可能含有一個以上的VLAN，如此一來要比以 MACbased 的方式具有更大的伸縮性，并易于管理。有些廠商提供的 Layer 3based 的 VLAN 可以延伸到多個交換器，有些可以有效利用硬件結構提高帶寬。而有些則在結構上與路由器相同，這將無法充分發(fā)揮高速交換傳輸功能。4用戶定義為主(Policybased) 這種方式是最具伸縮性的一種方法。它可以讓用戶指定多種不同的方式組合成一個 VLAN，無論 MACbased、Layer 3based 以太協(xié)議類型或幀中繼類型，都可以把它設計在同一個 VLAN 內。用戶可根據(jù)自己的特殊需求去劃分網(wǎng)絡。以上僅就 VLAN 的一般功能稍加描述，各廠商提供的功能也不盡相同，有些用戶 protocol Type 來設定協(xié)議類型，或提供 Multicast Claiming 方式。從VLAN 的字面上看，容易發(fā)生誤解。其實 ATM 網(wǎng)絡仿真(ELAN)就是一種 VLAN 的觀念。并且，它不象 ATM 有個 ATM Forum 組織制定標準，沒有人規(guī)范 VLAN 之間的連接方式，各村都有各村的高招。我們考察 VLAN 可根據(jù)前面定義的三項原則。15 / 536. 網(wǎng)絡設計原則 網(wǎng)絡設計原則 根據(jù)前面關于網(wǎng)絡技術分析及發(fā)展趨勢，我們認為xx機關辦公大樓的計算機網(wǎng)絡設計應滿足以下幾條原則：{ 要采用交換式結構，高速的主干；主干網(wǎng)應具有能支持數(shù)據(jù)、聲音、視像多媒體傳輸能力。{ 要有VLAN 劃分能力；{ 要有一套可靠、全面、易用的網(wǎng)絡管理軟件；能完成監(jiān)測、診斷、過濾、故障隔離等功能{ 留有系統(tǒng)未來擴展能力；{ 是一個支持多種協(xié)議和多種接口開放的網(wǎng)絡；{ 提供最佳性能價格比；{ 能與國家公用網(wǎng)和國際網(wǎng)絡互聯(lián)。16 / 53 網(wǎng)絡產(chǎn)品的選擇根據(jù)網(wǎng)絡的設計原則，我們考察了多家網(wǎng)絡產(chǎn)品，如BAY、 CISCO、3COM、CABLETRON 、DEC等，雖然各家產(chǎn)品都有其特點，但是，能全面滿足