【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)模式,以路由器為核心去構(gòu)造和發(fā)展網(wǎng)絡(即使是采用了交換設(shè)備和虛擬局 域網(wǎng)技術(shù) )。還是打破過去的傳統(tǒng),構(gòu)造新的網(wǎng)絡模式 ?顯而易見,焦點之爭又集中到了路由器 上。這是為什么? 首先看一對數(shù)字的比較結(jié)果。目前,市場上最高檔路由器的最大處理能力 為每秒 25 萬個包,而最高檔交換機的最大處理能力則在每秒 1000 萬個包以上。二者競?cè)幌嗖?了 40 倍。交換技術(shù)與虛擬網(wǎng)絡或虛擬局域網(wǎng)有著內(nèi)在的必然聯(lián)系。可以這樣說,交換技術(shù)是構(gòu) 造虛擬網(wǎng)絡或虛擬局域網(wǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 在數(shù)據(jù)信息爆炸式增長的同時,作為信息傳輸?shù)拿浇?計算機網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展也可謂一日 千里。還在人們繼續(xù)延用小型 Novell 網(wǎng)絡、津津樂道于 10M 以太網(wǎng)的傳輸效率時,局域網(wǎng)中 網(wǎng)絡互連技術(shù)早已由 10M 以太網(wǎng)發(fā)展到了 100M 快速以太網(wǎng)。如今,千兆位網(wǎng)絡技術(shù)更是挾超 級速度撲面而來。 　 千兆網(wǎng)及其比較 千兆位網(wǎng)技術(shù) (尤其是千兆位以太網(wǎng)技術(shù)) 的出現(xiàn)時間并不長,但已明顯地分為兩大技 術(shù)陣營 ATM 和千兆位以太網(wǎng)。目前 ATM 和千兆位以太網(wǎng)這兩種高速聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都成立了相應的 網(wǎng)絡技術(shù)論壇,來制定相應的數(shù)據(jù)傳輸標準,推動技術(shù)的應用和發(fā)展。 IEEE 已經(jīng)批準千兆位以太網(wǎng)項目,這一標準被稱為 IEEE 任務強制轉(zhuǎn)移(Task For ce)標準,預計在 1998 年底完成。有代表 50 多個公司的 200 個成員參與制訂這一標準。 網(wǎng)絡用戶是幸運的:短短幾年中局域網(wǎng)的速率便從 10Mbps 十 倍速增長至 100Mbps,到今天,千兆以太網(wǎng)又已經(jīng)撲面而來。高帶 寬、保護原有投資、簡單易用、價格便宜,千兆以太網(wǎng)以其眾多 優(yōu)點贏得了高度評價,并成為當今最熱門的網(wǎng)絡技術(shù)之一,更有甚 者稱其為新時代的以太網(wǎng)、下個世紀的網(wǎng)絡。但對于千兆網(wǎng) 的發(fā)展前景我們不應該過于樂觀,因為在今后幾年中我們只可能 在少數(shù)的場合見到它大展身手, 對于千兆以太網(wǎng)我們常常有一個 誤解,即認為從現(xiàn)有的 10M/100M 以太網(wǎng)升級到千兆網(wǎng),就如同以往 的從 10M 網(wǎng)升級到100M 的快速以太網(wǎng)——因為 100M 或 1000M 以太網(wǎng) 均保留了與 10M 網(wǎng)相同的 幀格式及管理對象規(guī)格,所以可以 保留原有網(wǎng)絡的線纜、操作系統(tǒng)、協(xié)議、桌面應用程序和網(wǎng)管系 統(tǒng)等幾乎所有的一切——千兆以太網(wǎng)似乎可以提供完美無缺的 升級途徑。但,此觀點忽略(或者是有意無意淡化)了一點,即千兆 以太網(wǎng)對線纜的要求比 10M/100M 以太網(wǎng)的嚴格許多,現(xiàn)有大多數(shù) 的網(wǎng)絡布線將難以滿足其嚴格的要求。 由于千兆位以太網(wǎng)保留了與 10M 以太網(wǎng)相同的 幀格式,沒有對信息傳輸格式作任何 變動,因而這種網(wǎng)絡升級方案較其他技術(shù)在投資和性能上要平滑得多,更何況目前世界上90% 的用戶采用的 是以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。但作為一種新技術(shù),千兆位以太網(wǎng)技術(shù)在具有 強大生命力的同時,也有著其不成熟的一面,在今后的高速聯(lián)網(wǎng)技 術(shù)市場上哪種技術(shù)將獨執(zhí)牛耳,目前還很難斷言。我們不妨從以下 幾個方面來比較一下千兆位以太網(wǎng)技術(shù)和 ATM 技術(shù)的各自特點。 (1).布線要求和傳輸距離的差別 千兆位以太網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)令深受網(wǎng)絡擁塞之苦的網(wǎng)絡用戶欣 喜若狂,特別是它”可由傳統(tǒng)以太網(wǎng)平滑升級”和”最大限度保 護傳統(tǒng)以太網(wǎng)用戶已有投資”使網(wǎng)絡用戶倍感親切。盡管 IE 委員會在制定千兆位以太網(wǎng)傳輸標準時把目標定在 基于多模光纖的千兆傳輸距離不小于 550 米,基于 5 類非屏蔽雙絞 線的千兆傳輸距離不小于 100 米,事實上光纖傳輸距離的問題已 經(jīng)圓滿解決,但關(guān)于非屏蔽雙絞線傳輸?shù)那д孜灰蕴W(wǎng)標準的制 定有可能要到明年才能確定。畢竟,在非屏蔽雙絞線上進行千兆 傳輸,還要解決信號反射和信號畸變等技術(shù)問題。目前絕大多數(shù) 以太網(wǎng)用戶在局域網(wǎng)布線中大多采用 3 類或 5 類非屏蔽雙絞線,由 于千兆位以太網(wǎng)對傳輸線路要求的限制,事實上傳統(tǒng)以太網(wǎng)用戶 升級到千兆位以太網(wǎng)絕不是一個”平滑無縫”的過程,至少是在 目前,傳統(tǒng)以太網(wǎng)的布線系統(tǒng)很難為千兆位以太網(wǎng)所沿用。 千兆位以太網(wǎng)技術(shù)在單模光纖上的傳輸距離現(xiàn)已達到了 2022 米(也有報道為 4000 米的),很顯然這個距離對于園區(qū)建筑物之間 的互連環(huán)境已經(jīng)足夠了,但是對于城域網(wǎng)和廣域網(wǎng),它也同樣顯得 無能為力。而 ATM 的發(fā)展目標就是要建立這樣一個廣域信息傳輸 系統(tǒng),它不受任何物理結(jié)構(gòu)的限制,也和它所傳輸?shù)臄?shù)字數(shù)據(jù)的類 型無關(guān)。也就是說,ATM 可以用于世界上最大的廣域網(wǎng)絡中傳輸任 何形式的數(shù)字數(shù)據(jù)信息,相信這樣的目標實現(xiàn)以后會使絕大部分 用戶感到滿意的。 同步光纖網(wǎng)(SONET)是許多 ATM 光纖通信的標準,以光纖為 傳輸媒體的 ATM 廣域網(wǎng)絡早已在世界上許多地方投入了商業(yè)運行 并發(fā)揮了相當高的效率。目前傳輸速率高達 的廣域 ATM 鏈路也正處于試驗階段。至于普通雙絞線是否能夠用于 ATM 網(wǎng)絡 的高速主干鏈路,目前還存在著激烈的爭論,但工作桌面上 25Mbps 的 ATM 低速連接在 ATM 網(wǎng)絡中已經(jīng)相當普遍。由于 AT M 網(wǎng)絡在廣 域網(wǎng)絡中的出色表現(xiàn),再加上 ATM 上新推出的反復用技術(shù)可以為 用戶提供 1M 至 45M 之間的帶寬,大大增強了 ATM 在高速網(wǎng)絡技術(shù)中 的生命力。 (2).傳統(tǒng)網(wǎng)絡升級時可行性和可用性的差異 在千兆位以太網(wǎng)和 ATM 之間,究竟哪種升級方案更具有可行性 和可用性?千兆位以太網(wǎng)一問世便以”以傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ), 從以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)升級時方便快捷,最大限度保護用戶原有 投資”為宣傳形象,這種商業(yè)渲染迎合了千百萬以太網(wǎng)用戶的迫 切需求。 由于千兆位以太網(wǎng)采用了和傳統(tǒng)的以太網(wǎng)相同的幀長、幀格 式和媒體訪問層協(xié)議,因而在從傳統(tǒng)的以太網(wǎng)或是快速以太網(wǎng)升 級到千兆位以太網(wǎng)的具體操作過程中,將傳統(tǒng)以太局域網(wǎng)的主干 設(shè)備加插千兆位以太網(wǎng)適配模塊,在新的網(wǎng)絡主干之間形成千兆 鏈路,或是增加千兆位以太網(wǎng)交換機,而通過靈活配置千兆位以太 網(wǎng)交換機上的 10M 以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)或是 FDD I 等模塊,可以整 合原先的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡升級為千兆位以太網(wǎng),而將原先 的網(wǎng)絡主干結(jié)構(gòu)移向下級應用,保護了用戶的設(shè)備和技術(shù)等投資, 也為園區(qū)局域網(wǎng)升級提供了較為合理的解決方案。 對于傳統(tǒng)以太局域網(wǎng)所提出的 ATM 技術(shù)升級解決方案都是采 用 ATM 交換機形成網(wǎng)絡主干, 因此,難以保護用戶已有的投資和 技術(shù)。ATM 局域網(wǎng)的升級投資要比以太網(wǎng)的升級技術(shù)高得多,又 由于近年來在局域網(wǎng)市場上受到千兆位以太網(wǎng)技術(shù)的沖擊,相信 對于數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量不是非常在意的用戶,都會對價格因素進行一 定的考慮。此外,有別于以太網(wǎng)產(chǎn)品,不同廠商生產(chǎn)的 ATM 網(wǎng)絡產(chǎn) 品之間的工作協(xié)調(diào)性到目前為止還沒有很好地解決,這樣用戶進 行 ATM 網(wǎng)絡升級時為了保證網(wǎng)絡的可靠性和高效率,也就不得不 選用同一廠商的網(wǎng)絡產(chǎn)品,這在一定程度上也限制了 ATM 網(wǎng)絡技 術(shù)在桌面系統(tǒng)的應用。 (3).服務品質(zhì)的差別 千兆位以太網(wǎng)作為一種新興的高速聯(lián)網(wǎng)技術(shù),盡管它將網(wǎng)絡主 干帶寬提升到千兆級,但是它仍然和傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)一樣缺乏擁 塞控制而時常會影響到用戶對服務器數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存取,同時它也 沒有解決多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴},而這一直是傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)的一 個弱點。也許,隨著千兆位以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟,千兆位以 太網(wǎng)技術(shù)論壇也將會考慮制定千兆位以太網(wǎng)上的質(zhì)量服務標準,以 支持千兆位以太網(wǎng)上高質(zhì)量實時多媒體數(shù)據(jù)的傳輸。當千兆位以 太網(wǎng)技術(shù)真正實現(xiàn)了質(zhì)量服務,也許就是它在局域網(wǎng)中替代 ATM 的 時候了。 相比之下,ATM 網(wǎng)絡技術(shù)在這方面要優(yōu)越得多。ATM 網(wǎng)絡由于 采用面向連接的定長信元傳輸技術(shù),而不是通過檢查數(shù)據(jù)包的頭 再依靠路由表傳輸?shù)侥康牡刂?因而數(shù)據(jù)傳輸速度快、延遲小,同 時又具有傳統(tǒng)包交換的復用效率。ATM 是面向連接的,數(shù)據(jù)傳輸都 是在電路連接以后才進行,由于這種資源預定,為 ATM 上的業(yè)務品 質(zhì)提供了必要的條件。 ATM 網(wǎng)絡的業(yè)務質(zhì)量(QoS)保證是建立在資源預留協(xié)議的基 礎(chǔ)上的。由于對業(yè)務質(zhì)量的支持,ATM 便可以用相同的信元格式去 整合各種數(shù)據(jù)和多媒體信息,然后運用多業(yè)務管理對策對各種不 同的業(yè)務類型進行業(yè)務流量管理和控制。有了業(yè)務質(zhì)量,網(wǎng)絡管 理員就可以很方便地管理各種網(wǎng)絡資源,嚴格掌握網(wǎng)絡主干的帶 寬分配,并且可以根據(jù)實際應用需求對不同的業(yè)務類型劃分優(yōu)先 級,以確保重要或機密業(yè)務優(yōu)先。正是由于 ATM 能夠提供優(yōu)異的 服務質(zhì)量,并且這也是目前的以太網(wǎng)所無法達到的,因而對服務品 質(zhì)要求非常高的用戶能夠忍受 ATM 的昂貴價格也就不足為奇了。 (4).主要網(wǎng)絡廠商對這兩種技術(shù)的支持差異 由于千兆位以太網(wǎng)是一項新興聯(lián)網(wǎng)技術(shù),相應的技術(shù)論壇也還 成立不久,基于多種物理媒體的數(shù)據(jù)傳輸標準正在制定過程之中。 盡管許多著名網(wǎng)絡廠商都不甘放棄這潛力巨大的市場,紛紛宣布 將支持千兆位以太網(wǎng)標準,但是和 ATM 論壇相比較,它的廠商支持 力量明顯要薄弱得多。盡管標準尚未最后出臺,但許多知名網(wǎng)絡 廠商,如 PlainTree 系統(tǒng)公司、3公司和 DEC 公司等已經(jīng)相繼推 出自己的千兆位以太網(wǎng)產(chǎn)品,而且作出了”標準發(fā)布后將免費升 級到標準兼容設(shè)備”的承諾,這有利于它們在千兆位以太網(wǎng)市場 競爭中占據(jù)有利的地位,相信對許多急需提高網(wǎng)絡主干速度的傳 統(tǒng)以太網(wǎng)用戶具有相當大的吸引力。畢竟,千兆位以太網(wǎng)標準的 推出,只是個時間問題。ATM 技術(shù)的出現(xiàn),比千兆位以太網(wǎng)早了 3 年多,而且目前的 ATM 網(wǎng)絡市場相當繁榮。原先由 Fore 公司、 Newbridge 公司和 Bay Networks 公司領(lǐng)導的這一市場,由于 Cisco 和 IBM 等多家實力雄厚的公司紛紛介入,打破了原來的格局。如 今的 ATM 論壇規(guī)模已經(jīng)空前,已經(jīng)制定了一系列的工業(yè)開放標準, 有望促進不同廠商的ATM 產(chǎn)品之間的互操作。因為如果不同廠商 產(chǎn)品的互操作問題得不到解決,各個廠商 ATM解決方案之間沒有可 協(xié)調(diào)之處,這最終也將阻礙 ATM 的發(fā)展。 在高速聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案中,能夠滿足所有需求、適合所有 環(huán)境的單一技術(shù)從來就沒有出現(xiàn)過,今后也不會出現(xiàn)。千兆位以 太網(wǎng)基于單模光纖的傳輸距離僅僅 4000 米,在廣域聯(lián)網(wǎng)方面幾乎 是一項空白,但卻能夠很方便地提升傳統(tǒng)以太網(wǎng)的局域主干速度, 而高速廣域網(wǎng)的互連一直是 ATM 技術(shù)的強項,對于千百萬傳統(tǒng)以 太網(wǎng)局域用戶,改頭換面的 ATM 即使能夠提供業(yè)務質(zhì)量,也難以打 動他們。只有在網(wǎng)絡升級過程中切實考慮用戶的特定需求,將千 兆位以太網(wǎng)技術(shù)和 ATM 技術(shù)優(yōu)勢互補,才能提供比較完美的網(wǎng)絡 升級解決方案,合理地解決網(wǎng)絡升級問題,將用戶帶入通暢的高 速網(wǎng)絡世界。 應用前景 千兆以太網(wǎng)可能首先在某些環(huán)境中被采納。3Com 公司認 為,千兆以太網(wǎng)非常適于升級交換機間的鏈接、交換機與服務器 間的鏈接。網(wǎng)絡管理人員只需在交換機(服務器)上安裝千兆以 太網(wǎng)接口模塊(或網(wǎng)卡),并將它們連接起來,便可以非常簡單且 十分有效地提升網(wǎng)絡性能。再如大量夜間文件備份或傳輸數(shù)據(jù) 量大的 CAD/CAM 應用等都將是千兆以太網(wǎng)大顯身手的地方。該 公司認為,千兆以太網(wǎng)在升級交換式快速以太網(wǎng)或交換式 FDDI 主干網(wǎng)時也能發(fā)揮重要作用,因為交換式網(wǎng)絡升級到 100/1000Mbps 將大大提升網(wǎng)絡性能,而這種升級也是比較容易 的。 推崇并生產(chǎn) ATM 設(shè)備的 Fore 公司認為:千兆以太網(wǎng)只是 一種過渡。 同樣地， Bay 公司認為千兆以太網(wǎng)的應用面可能還要更窄 一些。他們的理由是,按照64 字節(jié)一數(shù)據(jù)包計算,1000Mbps/8/64 =,即對每一條千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流的處理需要超過 兆數(shù) 據(jù)包/秒,而目前第三層路由器(交換機)處理能力一般低于 2Mpps, 因而必須采用第三層交換的技術(shù)才能發(fā)揮出千兆的速度。由此見, 在骨干網(wǎng)中采用千兆以太網(wǎng)將對原有核心設(shè)備提出相當高的要求, 如果考慮園區(qū)網(wǎng)、校園網(wǎng)、中大型企業(yè)網(wǎng)中虛擬網(wǎng)應用、子網(wǎng)多 等因素、以及越來越明顯的20/80法則(80%的流量在子網(wǎng)外傳 輸),簡單地升級到千兆以太網(wǎng)絕對是難以擔當網(wǎng)絡傳輸重任的。 這有必要指出的是不排除以上觀點是各廠家以各自的商 業(yè)利益為出發(fā)點的。 我們在前面分析了千兆以太網(wǎng)難以大規(guī)模被采納的障礙,但 并不能由此否認它富于競爭有力的低價位、除去線路與舊有局域 網(wǎng)的一脈相承性、還有它帶來的高帶寬。千兆以太網(wǎng)會找到它應 有的一片天地。正如 3Com 所據(jù)預測的那樣，千兆以太網(wǎng)的市場在 2022 年將達到 10 億至 20 億美元,當然與越來越巨大的網(wǎng)絡市場相 比并不算大,但絕對不會有人將小看這個嶄新的市場。 業(yè)界一些觀察家指出,異步傳輸模式將是下一代企業(yè)主干交 換方式,但是,高檔千兆比特以太網(wǎng)交換機也將對用戶產(chǎn)生吸引 力,這是因為用戶熟悉以太網(wǎng)技術(shù)。 Northrop Grumman 公司高級工程師在測試 GigaStar 8000 交換機時說:我們的網(wǎng)絡較簡單,但更好。因此他對向 ATM 遷 移猶豫不決。他說:我們注意提高網(wǎng)絡的運行能力,所以交換 容量更大。如果千兆比特以太網(wǎng)順利通過而不遇到任何障礙, 它將是未來的發(fā)展方向。abletron 公司的瞄準目標將是在制 定千兆比特以太網(wǎng)標準的基礎(chǔ)上,就其MMAC+Switch 的千兆比特 以太網(wǎng)模塊,解決棘手的標準問題。Rochester 公司已有了供 MMAC+Switch 使用的專用模塊。 綜上所述,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)對用戶應用所造成的限制,正是交換技術(shù)所要解決的關(guān)鍵問題。在交換網(wǎng)絡中,尤其是大規(guī)模的 交換網(wǎng)絡,沒有路由功能是不可想象的。這正是各個廠商在交換 技術(shù)領(lǐng)域激烈紛爭的焦點:即如何解決交換網(wǎng)絡中的路由問題! 由此引發(fā)出