【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 M 是近年來(lái)出現(xiàn)的一種高速交換技術(shù)，已被公認(rèn)為是有發(fā)展前途的，革命性的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)。ATM 將數(shù)字化語(yǔ)音，數(shù)據(jù)和圖像等信息分解為固定長(zhǎng)度（53個(gè)字節(jié)）的數(shù)據(jù)塊，稱(chēng)為信元（Cell） ，便于硬件處理而達(dá)到高速傳輸和交換。通過(guò)采用標(biāo)號(hào)多路復(fù)用等技術(shù)，ATM 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)帶寬的動(dòng)態(tài)分配，不僅可以最有效的利用線(xiàn)路帶寬，而且能夠滿(mǎn)足不同種類(lèi)應(yīng)用對(duì)時(shí)延的要求，因而具有從實(shí)時(shí)的語(yǔ)音信號(hào)到高清晰度電視圖像等各種高速綜合業(yè)務(wù)傳輸?shù)哪芰Α?guó)際電訊聯(lián)盟(ITU)的寬帶工作小組已將 ATM 技術(shù)列為支持 B－ISDN（寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）的基本方式之一。ATM 與 SONET（同步光纖網(wǎng)）相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的高速，高帶寬，綜合業(yè)務(wù)的 B－ISDN 將成為二十一世紀(jì)的通訊主體，其地位相當(dāng)于二十世紀(jì)的電話(huà)網(wǎng)。10 / 534. 異步傳輸模式(ATM: Asynchronous Transfer Mode) ATM 技術(shù)簡(jiǎn)介 ATM 技術(shù)是建立在硬件交換上的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它可以為每個(gè)工作站分配專(zhuān)用帶寬。每個(gè)交換機(jī)的端口都特定于某一單個(gè)工作站，并且在 ATM 網(wǎng)絡(luò)中不存在操作的共享訪問(wèn)模式，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)以確定的大小(稱(chēng)作“信元”)進(jìn)行傳送，“信元”具有較小的頭標(biāo)，以及較小的定長(zhǎng)數(shù)據(jù)區(qū)。 “信元”的格式已被優(yōu)化，以便于實(shí)現(xiàn)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的多兆位交換機(jī)。ATM 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸是面向連接的，這是因?yàn)?ATM 網(wǎng)絡(luò)中的端結(jié)點(diǎn)在發(fā)送任何數(shù)據(jù)之前，都預(yù)先建立稱(chēng)作“虛連接”的數(shù)據(jù)傳送會(huì)話(huà)。ATM 網(wǎng)絡(luò)首先確定兩個(gè)站點(diǎn)之間的路由，通知數(shù)據(jù)傳送路徑上的交換機(jī),確保網(wǎng)中的資源分配。虛連接標(biāo)識(shí)用于標(biāo)記特定的連接單元，并且交換機(jī)通過(guò)基于硬件的交換，按照單元頭標(biāo)中的虛連接移動(dòng)數(shù)據(jù)。 ATM 交換機(jī)之間的鏈結(jié)和端結(jié)點(diǎn)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(wù)器連接到網(wǎng)絡(luò)上，在雙絞線(xiàn)(UTP)上以 25155Mbps 的速度進(jìn)行操作也已被確立為標(biāo)準(zhǔn)，作為最終用戶(hù)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(lái)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(jī)本身所固有的功能，在 ATM 網(wǎng)絡(luò)中不要求使用隔離網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)不同鏈路速度之間的轉(zhuǎn)換，不同速度的 ATM 可以無(wú)縫地工作在同一個(gè) ATM 交換機(jī)上。而傳統(tǒng)的 LAN 技術(shù)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(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能受到限制。因此，ATM完全不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通常都是典型的共享式技術(shù)，他們通常以一種單一的網(wǎng)絡(luò)速度，無(wú)連接的傳輸長(zhǎng)度不同的數(shù)據(jù)包進(jìn)行操作,每個(gè)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(shù)主要在于它將網(wǎng)絡(luò)核心任務(wù)劃分成兩個(gè)部分，即“路由決定”和“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)” ，使用不同的恰當(dāng)技術(shù)分別解決這兩種問(wèn)題。 “路由決定”是一種計(jì)算密集型的功能，基本上由軟件來(lái)完成，它要求了解全網(wǎng)內(nèi)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)信息。ATM 的“路由決定”通過(guò)建立虛連接來(lái)執(zhí)行，并且對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送會(huì)話(huà)只需執(zhí)行一次。 “數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(jī)對(duì) ATM 信元執(zhí)行操作，并且 ATM 信元的格式已為實(shí)現(xiàn) 1 兆位的能力一基于硬件的交換能力一而進(jìn)行了優(yōu)化。簡(jiǎn)而言之， “路由決定”是網(wǎng)絡(luò)任務(wù)的“大腦” ，而“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)”則是網(wǎng)絡(luò)任務(wù)的“肌體” 。 ATM 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要區(qū)別在于：傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)必須同時(shí)解決上述兩部分的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，因此，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)包都必須包含全局統(tǒng)一的路由信息，并且每個(gè)包都必須由路由器在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)之前進(jìn)行處理。這種連續(xù)的路由決定功能的使用是對(duì)寶貴的資源的極大浪費(fèi)，并且還可能由于昂貴的線(xiàn)路費(fèi)用而使路由器成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。11 / 53 ATM 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) ATM 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有高頻寬，低延時(shí)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(lái)網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)。以微碼形式存放在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的程序，將使用戶(hù)在 ATM 網(wǎng)絡(luò)上建立起固定頻寬的虛擬網(wǎng)絡(luò)，使圖象、聲音的傳送成為可能。而以太網(wǎng)絡(luò)由于其（SharedMedia）的技術(shù)，以“包”的形式傳送信息，且“包”的長(zhǎng)度并不固定，這就使該技術(shù)難以支持對(duì)延遲很敏感的聲音及圖象的傳送。ATM 技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于桌面系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(25MbpsATM)，主干網(wǎng)(155Mbps、622Mbps、)和廣域網(wǎng)中。作為ATM 基礎(chǔ)的信元交換技術(shù)可以提供高速可調(diào)節(jié)的帶寬。具有極好的網(wǎng)絡(luò)性能。ATM 集成了混合信息(圖象、視頻、語(yǔ)言)的同步傳輸與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。隨著 ATM 技術(shù)的發(fā)展，ATM 的各種標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn)，ATM 集中了所有局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：快速，交換；另外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：? 網(wǎng)絡(luò)帶寬可以調(diào)節(jié)，例如：帶寬的預(yù)置和即時(shí)申請(qǐng)；? 極好的網(wǎng)絡(luò)性能，極低的延時(shí)；? 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(guò)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(luò)兼容，保護(hù)了用戶(hù)對(duì)現(xiàn)有局域網(wǎng)的投資；? 支持各種應(yīng)用，特別是多媒體應(yīng)用的能力。ATM 可以支持所有的應(yīng)用類(lèi)型，包括一般的數(shù)據(jù)傳輸，也可以是象視頻會(huì)議，視頻點(diǎn)播，電子教學(xué)，多媒體文檔等高通訊量的應(yīng)用，而傳統(tǒng)以太網(wǎng)無(wú)法有效地支持多媒體應(yīng)用。? 完整的標(biāo)準(zhǔn)：局域網(wǎng)的 ATM 已有相當(dāng)完整的標(biāo)準(zhǔn)和互操作測(cè)試。在國(guó)內(nèi)外眾多客戶(hù)都有大量成功實(shí)例，各種速度的 ATM 都有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)。? 由于簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)管理，降低了投資成本。? 有發(fā)展前途：ATM 被所有廠家、用戶(hù)公認(rèn)為未來(lái)唯一有發(fā)展前途的技術(shù)。大家都不斷投入 ATM 的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，隨著 ATM 技術(shù)的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)日趨完善。ATM 已進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)用階段。12 / 535. VLAN 技術(shù)一個(gè)大型的企業(yè)或單位之間會(huì)存在多個(gè)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(shè)備，網(wǎng)橋一般連接兩個(gè) LAN，可以將一個(gè) LAN 中的信息傳遞（廣播）到另一個(gè) LAN 中。路由器可以連接多個(gè) LAN，并可以識(shí)別那些未標(biāo)識(shí)為本地 LAN 站點(diǎn)地址的信息，并解釋其中地址，然后把信息轉(zhuǎn)發(fā)給與目的工作站相連的路由器（或端口） ，這樣可以減少?gòu)V播的次數(shù)和流量，從而避免了嚴(yán)重降低網(wǎng)絡(luò)性能的廣播風(fēng)暴，提高了網(wǎng)絡(luò)性能。大型網(wǎng)絡(luò)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(shè)備）互連各子網(wǎng)以管好,用好網(wǎng)絡(luò)，如 Inter 網(wǎng)就采用 TCP/IP 協(xié)議劃分子網(wǎng)。因此，對(duì)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中，子網(wǎng)的劃分是絕對(duì)必要的。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)已進(jìn)入多媒體時(shí)代，要求網(wǎng)絡(luò)能夠傳輸數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻信號(hào)，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(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)分別儲(chǔ)存于不同的服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)要能夠提供任何點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊，因此，面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)需求，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬及速度的要求就更高了，這樣，交換式網(wǎng)絡(luò)就應(yīng)運(yùn)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(luò)中，每一個(gè)服務(wù)器或工作站均可擁有其專(zhuān)用帶寬，這與分享式 10Mbps 以太網(wǎng)不同。如果有 20 個(gè)用戶(hù)有網(wǎng)絡(luò)上使用，網(wǎng)絡(luò)就如同能夠提供 200Mbps 帶寬一樣，每個(gè)人都有專(zhuān)用的 10Mbps，而不必和別人分享，數(shù)據(jù)就可以在網(wǎng)絡(luò)上快速地傳輸。事實(shí)上，交換式網(wǎng)絡(luò)不僅慢慢地取代了傳統(tǒng)的分享式網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)它也具備了一些傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。最大的優(yōu)點(diǎn)在于它使傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)更具伸縮性，而不再受限于空間的配置。談到交換式網(wǎng)絡(luò)，我們不能不對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)作基本的了解，以下即針對(duì)交換式網(wǎng)絡(luò)中的 VLAN 功能加以探討。 虛擬網(wǎng)絡(luò)的定義(Virtual LAN)如果要對(duì) VLAN 加以定義的話(huà)，它應(yīng)該具備下列幾個(gè)特性：1它具備快速交換功能2它能夠允許在網(wǎng)絡(luò)上容易地增加任何 PC、減少或改變網(wǎng)絡(luò)區(qū)段的組合 3它需能跨越不同的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，如以太網(wǎng)，F(xiàn)DDI 或 ATM。有兩個(gè)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(gè)網(wǎng)絡(luò)上，網(wǎng)絡(luò)區(qū)段連接至路由端口上，網(wǎng)絡(luò)間依靠路由器連接通訊，任何一臺(tái) PC 物理連接在哪一個(gè)路同器端口上，都限定了它在那一個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)段內(nèi)，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口會(huì)有一個(gè)網(wǎng)址來(lái)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(gè)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)用戶(hù)必須在同一樓層或大樓內(nèi)。二廣播如同傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)段，VLAN 就是同一個(gè)廣播區(qū)域，當(dāng)有廣播的時(shí)候，信息的分組僅限于在同一個(gè) VLAN 內(nèi)。交換式網(wǎng)絡(luò)是否不需要路由器了呢？實(shí)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(nèi)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送信息的中心，因?yàn)榻粨Q網(wǎng)絡(luò)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(wù)變成了實(shí)現(xiàn) VLAN 和 VLAN 之間的傳輸。而這些網(wǎng)絡(luò)交換器設(shè)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(wù)器，這樣就可以減少網(wǎng)絡(luò)的路由器設(shè)備，并使網(wǎng)絡(luò)管理更為簡(jiǎn)單，我們可稱(chēng)之為基于交換的路由選擇。服務(wù)器可以是集中式的，也可以是分散式的，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。所以交換虛擬網(wǎng)絡(luò)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(luò)的最大優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)今企業(yè)的工作方式已慢慢改變，同一部門(mén)或同一班組的人員不見(jiàn)得會(huì)在同一地點(diǎn)，為能配合組織的機(jī)動(dòng)調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)也需要跟著經(jīng)常作變動(dòng)。正如前所述、VLAN 需能夠允許在網(wǎng)絡(luò)容易地增加、減少任何 PC 或改變網(wǎng)絡(luò)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(jiǎn)單的方式，就是把幾個(gè)交換端口(Switching Port)設(shè)為一個(gè)VLAN，通?？梢允且粋€(gè)交換器(Switching)為一個(gè) VLAN，有時(shí)可以把多個(gè)交換器組合成一個(gè) VLAN。正如傳統(tǒng)的集線(xiàn)器(Hub)一樣，同一個(gè)集線(xiàn)器的端口，都同屬于一個(gè)網(wǎng)段(Segment)。 以交換端口為主是一種最容易設(shè)定的方式，但是它有時(shí)不能滿(mǎn)足我們的要求。比如，以交換端口為主無(wú)法支持多個(gè) VLAN。所以象集線(xiàn)器如要加入一個(gè)VLAN 以上，就必須把集線(xiàn)器上的端口分成不同的網(wǎng)段，且一臺(tái)服務(wù)器如果要支持兩個(gè) VLAN，就必須配置兩個(gè)塊網(wǎng)卡（可能的話(huà)） ，否則就無(wú)法做到。設(shè)備的移動(dòng)、增加和改變是以交換端口為主的 VLAN 最大的問(wèn)題，如果有變動(dòng)的話(huà)，網(wǎng)絡(luò)就必須重新設(shè)定。2以 MAC 地址為主(MACBases) 將 MAC 地址指定到某一個(gè) VLAN 是可以做到的，這樣可以解決一些以交換端口為主無(wú)法解決的問(wèn)題，包括允許一個(gè)集線(xiàn)器連接的 PC 可以分屬不同 VLAN，并可以自動(dòng)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(gè)以上的 VLAN 的問(wèn)題。另外一個(gè)限制是它需要處理大量隱秘的(Cryptic)MAC地址。雖然這些對(duì)某些應(yīng)用(Applications)來(lái)講有其優(yōu)點(diǎn)，但很多用戶(hù)還是希望以一種易于理解及跟蹤的方式設(shè)定 VLAN。3以網(wǎng)絡(luò)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(lái)管理交換器，用 IP 層網(wǎng)絡(luò)或IPX 層次網(wǎng)絡(luò)等等來(lái)區(qū)分 VLAN。答案是可以的。網(wǎng)絡(luò)交換器使用網(wǎng)絡(luò)層來(lái)設(shè)定，14 / 53可以使 VLAN 分布在不同端口上，同樣的，一個(gè)端口也可能含有一個(gè)以上的VLAN，如此一來(lái)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(gè)交換器，有些可以有效利用硬件結(jié)構(gòu)提高帶寬。而有些則在結(jié)構(gòu)上與路由器相同，這將無(wú)法充分發(fā)揮高速交換傳輸功能。4用戶(hù)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(hù)指定多種不同的方式組合成一個(gè) VLAN，無(wú)論 MACbased、Layer 3based 以太協(xié)議類(lèi)型或幀中繼類(lèi)型，都可以把它設(shè)計(jì)在同一個(gè) VLAN 內(nèi)。用戶(hù)可根據(jù)自己的特殊需求去劃分網(wǎng)絡(luò)。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(hù) protocol Type 來(lái)設(shè)定協(xié)議類(lèi)型，或提供 Multicast Claiming 方式。從VLAN 的字面上看，容易發(fā)生誤解。其實(shí) ATM 網(wǎng)絡(luò)仿真(ELAN)就是一種 VLAN 的觀念。并且，它不象 ATM 有個(gè) ATM Forum 組織制定標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)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(xiàng)原則。15 / 536. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則 根據(jù)前面關(guān)于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析及發(fā)展趨勢(shì)，我們認(rèn)為xx機(jī)關(guān)辦公大樓的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足以下幾條原則：{ 要采用交換式結(jié)構(gòu)，高速的主干；主干網(wǎng)應(yīng)具有能支持?jǐn)?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(luò)管理軟件；能完成監(jiān)測(cè)、診斷、過(guò)濾、故障隔離等功能{ 留有系統(tǒng)未來(lái)擴(kuò)展能力；{ 是一個(gè)支持多種協(xié)議和多種接口開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)；{ 提供最佳性能價(jià)格比；{ 能與國(guó)家公用網(wǎng)和國(guó)際網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。16 / 53 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的選擇根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)原則，我們考察了多家網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，如BAY、 CISCO、3COM、CABLE