【文章內(nèi)容簡介】 局域網(wǎng)市場中以太網(wǎng)（Ether）以安裝方便、靈活易用等優(yōu)點占據(jù)著主導地位。但是隨著網(wǎng)絡應用的大量增加，標準的 10M 共享式以太網(wǎng)的缺點逐漸暴露出來。尤其是多媒體技術對實時傳送聲音與視頻的要求，使其愈發(fā)顯得力不從心，不堪重負，網(wǎng)絡性能下降，網(wǎng)絡傳輸速率成為網(wǎng)絡應用的瓶頸。 為消除網(wǎng)絡瓶頸，各種新的網(wǎng)絡傳輸技術不斷涌現(xiàn)。這些技術主要依靠提高帶寬和采用交換技術，改變共享式結構的方法。100M共享式以太網(wǎng) 100BASEX 的出現(xiàn)，緩解了以太網(wǎng)帶寬不夠的問題，它將以太網(wǎng)的帶寬提高至 100M，從而滿足了大多數(shù)應用系統(tǒng)包括部分多媒體信息傳輸?shù)囊蟆?．2 局域網(wǎng)的拓撲結構 拓撲結構描述了網(wǎng)絡設備之間的連接和信息流動關系。 目前，局域網(wǎng)廣泛使用的網(wǎng)絡拓撲結構有星型、總線型、環(huán)型和混合型等。22 / 56 1．星型拓撲結構 所謂星型網(wǎng)絡結構就是點對點形式，將網(wǎng)絡各站點連接到一個中心站點的網(wǎng)絡結構。由于集線器、交換機等設備大量的應用，采用星型拓撲結構的局域網(wǎng)越來越普遍。其特點有： 可靠性高，任何一個站點的故障都不會影響整個網(wǎng)絡的運行； 連接簡單，安裝方便； 維護管理簡單，故障的檢測和隔離方便； 升級擴展容易，只需擴充中心設備的容量和更換新設備即可。 盡管，星型網(wǎng)絡結構也存在著投資較多，中心設備要求較高的缺點。當前，大多數(shù)局域網(wǎng)都采用星型網(wǎng)絡拓撲結構。 2．總線型拓撲結構 總線型拓撲結構就是采用單根電纜作為網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)，所有網(wǎng)絡點都串接到該電纜上，該傳輸電纜稱為總線。 因為所有的信號都在總線上傳播，在某一時刻可能有兩個或兩個以上站點傳播信號，而造成信息碰撞。因此需要介質(zhì)訪問控制策略來決定哪個站點傳輸信號?？偩€拓撲結構主要優(yōu)點是所需電纜少，易于布線和維護，擴充性好等。缺點是傳輸速度慢、容易產(chǎn)生信息擁塞等。 3．環(huán)型拓撲結構 環(huán)型拓撲結構，各工作站連接到一個中繼器上，中繼器通過電纜連成一個閉合的環(huán)，所有工作站共享該環(huán)路。環(huán)型拓撲結構優(yōu)點是所需電纜長度短，布線簡單，特別適合于光纖媒體。其缺點是重23 / 56新配置網(wǎng)絡、故障診斷和隔離比較困難。 4．樹型拓撲結構 樹型拓撲結構結合了總線型和星型拓撲結構的優(yōu)點，易于擴展和故障隔離。1．3 10M 以太網(wǎng) 本技術遵循的標準是 。本技術使用 CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/碰撞檢測）的技術。CSMA/CD 上的每一個站點都能隨時訪問網(wǎng)絡上的任何資源。在數(shù)據(jù)傳輸之前，每個工作站監(jiān)聽網(wǎng)絡是否正在被使用，如果網(wǎng)絡正在被使用，當前站點處于等待狀態(tài)，如果沒被使用，當前站點開始傳送數(shù)據(jù)。當兩個工作站同時監(jiān)聽到網(wǎng)絡空閑時，則同時開始傳送數(shù)據(jù)，這樣就出現(xiàn)了碰撞。在這種情況下，同時發(fā)送的數(shù)據(jù)都是無效的。兩個工作站會在隨后的某個時刻各自重新發(fā)送數(shù)據(jù)。由于使用了 CSMA/CD 的技術，兩臺工作站知道何時重發(fā)數(shù)據(jù)。本技術的優(yōu)點是造價便宜，但其缺點是網(wǎng)絡的利用率極低，不適應應用發(fā)展對網(wǎng)絡帶寬的要求。1．4 100M 以太網(wǎng) 本技術遵循的標準是 。100M 以太網(wǎng)是一種高速局域網(wǎng)，它為工作站和服務器提供了更高的帶寬。它和 10M 的技術一樣采用了相同的 介質(zhì)訪問控制和沖突檢測方法。100M 技術是對 10M 技術的重大改進，緩解了網(wǎng)絡應用對帶寬的需求。100M 的以太網(wǎng)由于其高帶寬、技術成熟、簡單易用，同時又與 10M 以太網(wǎng)兼容，所以是中小企業(yè)建設自己的局域網(wǎng)的首選技術。24 / 56快速以太網(wǎng)與以太網(wǎng)的比較性能 快速以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳輸速度 100Mbit/s 10Mbit/s標準 介質(zhì)訪問控制CSMA/CD CSMA/CD拓撲結構 星型 總線或星型傳輸介質(zhì) UTP、STP、光纖 電纜、UTP、光纖最大長度 雙絞線 100 米，光纖2022 米雙絞線 100 米，光纖2022 米全雙工支持支持 支持廠商支持 廣泛 廣泛1．5 FDDI 光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)規(guī)定了采用光纖的 100M 雙令牌環(huán)局域網(wǎng)。FDDI 通常被用作高速骨干網(wǎng)絡技術。因為它比同軸電纜支持更高的的帶寬和更遠的傳輸距離。FDDI 采用雙環(huán)的體系結構，兩環(huán)上的信息反向流動。雙環(huán)中一環(huán)成為主環(huán)，另一環(huán)稱為次環(huán)。在正常情況下，主環(huán)傳輸數(shù)據(jù)，次環(huán)處于空閑狀態(tài)。雙環(huán)可以提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性。 FDDI 主要優(yōu)點為帶寬高、穩(wěn)定性高、可靠性高，缺點是建設造價高。FDDI 可以作為高速局域網(wǎng)在小范圍內(nèi)互聯(lián)高速計算機系統(tǒng)，或作為城域網(wǎng)互聯(lián)較小的網(wǎng)絡，或作為主干網(wǎng)用于互聯(lián)分布在較大范圍的計算機。1．5．1 FDDI 的主要技術指標 數(shù)據(jù)傳輸速率為 100Mbit/s25 / 56 單點間最大距離可達 2 公里 最多可連接的站點數(shù) 1000 個 傳輸介質(zhì)為光纖 網(wǎng)絡覆蓋范圍可達 100 公里 介質(zhì)訪問控制協(xié)議為定時令牌傳遞 網(wǎng)絡拓撲結構為雙向環(huán)1．5．2 FDDI 的優(yōu)點與缺點 FDDI 作為一種高速、高可靠的網(wǎng)絡技術，具有以下優(yōu)點： 提供 100Mbit/s 傳輸速度，適用于高速業(yè)務傳送； 采用雙環(huán)結構，提供容錯和故障隔離，具有故障自動愈合功能，因此，網(wǎng)絡可靠性極高； 使用光纖介質(zhì)，具有抗干擾、不產(chǎn)生電磁輻射和光隔離等優(yōu)點； 傳輸距離遠，覆蓋范圍大，適合作為大型企業(yè)級主干網(wǎng)。 FDDI 也存在如下缺點： 設備較貴，靈活性較差。1．5．3 FDDI 技術特點 FDDI 作為一種局域主干網(wǎng)技術，廣泛用于連接各類速率為100Mbit/s 的局域網(wǎng)，F(xiàn)DDI 具有如下技術特點： FDDI 采用多模光纖，無需使用昂貴的單模光纖；采用發(fā)光二極管 LED 作為光源，無需使用昂貴的激光二極管。 FDDI 包括兩個光環(huán)，一個順時針方向傳輸，另一個逆時針方向26 / 56傳輸，任意一個發(fā)生故障，另一個作為備份。如果兩個環(huán)同一點發(fā)生故障，則兩個環(huán)可合成為一個單環(huán)，可靠性極高。 FDDI 定義了 A 和 B 兩類站點，A 類站點可連接到兩個環(huán)上，因此，具有故障自動愈合功能。由于兩條鏈路連接到 FDDI 網(wǎng)絡上，當主環(huán)出現(xiàn)故障時，它可以使用備份環(huán)來傳遞數(shù)據(jù)。B 類站點只能連接到其中一個環(huán)上，因此無故障愈合功能，但價格較底。 物理層FDDI 使用 4B/5B 編碼技術來提高傳輸效率。 FDDI 使用定時令牌傳遞介質(zhì)訪問控制。為了發(fā)送數(shù)據(jù)，站點必須取得令牌控制權后才能發(fā)送數(shù)據(jù)。1．6 千兆以太網(wǎng)1．6．1 千兆以太網(wǎng)簡介 千兆以太網(wǎng)繼續(xù)延用其他種類的以太網(wǎng)幀格式，延用網(wǎng)管員現(xiàn)在的應用、管理工具、配置、安裝和故障排除手段，從而使得企業(yè)在已有硬件和應用的配置和培訓上進行很小投資即可獲得性能的大幅度提高。1．6．2 千兆以太網(wǎng)技術 以太網(wǎng)是目前使用最廣泛的網(wǎng)絡技術，千兆以太網(wǎng)是以太網(wǎng)技術的最新發(fā)展。它在速度上比傳統(tǒng)以太網(wǎng)快 100 倍，而技術上卻與以太網(wǎng)兼容，同樣使用 CSMA/CD 和 MAC 協(xié)議，使得升級費用大大低于向 ATM 升級的費用。隨著有關千兆網(wǎng)標準的逐一制定和完善，各種設備也將大量推出。因此，如何平穩(wěn)地升級到千兆網(wǎng)將是廣大網(wǎng)絡管理人員面臨的一大課題。27 / 56 千兆網(wǎng)采用與以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)同樣的標準，保留了以太網(wǎng)的幀格式、流量控制及鏈路層管理，因此千兆網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)互相兼容，IP 子網(wǎng)的結構及地址都可以用在千兆交換設備上而無需任何修改。此外，千兆網(wǎng)采用同樣的管理協(xié)議及管理工具，使用同樣的MIB（管理系統(tǒng)庫）結構及 RMONAgent，使得升級后的網(wǎng)絡管理可以很方便地掌握。按 標準，千兆以太網(wǎng)與快速以太網(wǎng)及FDDI 一樣，采用 FIBERCHANNEL 光纖傳送標準及 8B/10B 編碼方式，使得原有的光纖及短距離銅軸線纜可繼續(xù)使用。根據(jù)即將正式采用的 ，5 類 UTP 也可以用于 25～100 米內(nèi)的千兆網(wǎng)信號傳輸。但由于千兆網(wǎng)的傳輸速率達 1000Mbps，所以有兩個問題必須注意，一是所有與千兆網(wǎng)直接相連的設備接口必須是千兆接口，或者采用千兆接口板(NIC)。第二，信號傳輸距離將比原來的短，即整個網(wǎng)絡的直徑將會減小，需要增加中繼器來克服這一問題。千兆以太網(wǎng)能夠繼續(xù)延用其他種類的以太網(wǎng)幀格式，延用網(wǎng)管員現(xiàn)在的應用、管理工具、配置、安裝和故障排除手段，從而使得企業(yè)在已有硬件和應用的配置和培訓上進行很小投資即可獲得性能的大幅度提高。 千兆以太網(wǎng)規(guī)范確定:使用 微米光纖的傳送距離要達到260 米，使用 50 微米光纖的多模光纖鏈路要支持 550 米。此外，規(guī)范還確立了使用更高成本部件對更長距離的支持，例如使用 微米光纖達到 440 米，使用單模光纖傳輸達 3 公里。 還包括1000BASECX 收發(fā)機的技術規(guī)范，此種技術支持屏蔽銅線的跨距是25 米。28 / 56 千兆以太網(wǎng)規(guī)范還采用了許多 ANSI 光纖通道的標準技術。事實上，它們使用的是同一種代碼集。除更大帶寬外，千兆以太網(wǎng)標準還對一系列新產(chǎn)品提供支持，其中包括能在不同種網(wǎng)絡中，以千兆位線路速度或者比傳統(tǒng)的、基于軟件的路由器快 100 倍的速度選路的路由器。換句話說，今天所有的互連網(wǎng)絡技術都與千兆以太網(wǎng)兼容，這正如它們與傳統(tǒng)以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)兼容的情形一樣。ATM 與千兆以太網(wǎng)比較差別之一：布線和傳輸距離 千兆以太網(wǎng)技術的出現(xiàn)令深受網(wǎng)絡擁塞之苦的用戶欣喜若狂，好象盼到了救星一般，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”的承諾，更使網(wǎng)絡用戶倍感親切。盡管 委員會在制定千兆以太網(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，但事實上，光纖傳輸距離的問題已經(jīng)圓滿解決，至于非屏蔽雙絞線上進行千兆傳輸，還要解決信號反射和畸變等技術問題。 目前，絕大多數(shù)以太網(wǎng)用戶在局域網(wǎng)布線中都采用 3 類或 5 類非屏蔽雙絞線。由于千兆以太網(wǎng)對傳輸線路要求的限制，事實上，傳統(tǒng)以太網(wǎng)用戶升級到千兆以太網(wǎng)決不是一個“平滑無縫”的過程，至少在目前，傳統(tǒng)以太網(wǎng)的布線系統(tǒng)很難為千兆以太網(wǎng)所沿用。千兆以太網(wǎng)技術在單模光纖上的傳輸距離現(xiàn)已達到了 4000 米，顯然，29 / 56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)，它仍然顯得無能為力。 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)。它不受任何物理結構的限制，也和所傳輸?shù)臄?shù)字數(shù)據(jù)類型無關。就是說，ATM 可以用于在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。 同步光纖網(wǎng)(SONET)是許多 ATM 光纖通信的標準，以光纖為傳輸媒介的 ATM 廣域網(wǎng)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，傳輸速度高達 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 的低速連接在 ATM 網(wǎng)絡中已經(jīng)相當普遍。由于 ATM 在廣域網(wǎng)中的出色表現(xiàn)，再加上 ATM 上新推出的反復用技術可以為用戶提供 1～45M 的帶寬，這些優(yōu)勢將大大增強 ATM 在高速網(wǎng)絡中的生命力。差別之二：升級的可行性和可用性 由于網(wǎng)絡中信息資源的飛速增長，傳統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)技術在新的應用條件下正面臨著嚴峻的考驗。將網(wǎng)絡盡快升級為能夠承擔起新的傳輸任務的高速網(wǎng)絡是許多網(wǎng)絡管理員的迫切要求，而世界上許多知名的網(wǎng)絡設備廠商也瞅準了這一商機，紛紛推出了各具特色的網(wǎng)絡升級解決方案。 在千兆以太網(wǎng)和 ATM 之間，究竟哪種升級方案更具有可行性和30 / 56可用性？千兆以太網(wǎng)一經(jīng)問世，便以“以傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術為基礎，從以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)升級時方便、快捷，最大限度地保護用戶原有投資”為宣傳口號，這種商業(yè)渲染迎合了千百萬以太網(wǎng)用戶的迫切需求，很是令人心動。由于千兆以太網(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)升級的具體操作過程中，只需將傳統(tǒng)以太局域網(wǎng)的主干設備加插千兆以太網(wǎng)適配模塊，在新的網(wǎng)絡主干之間形成千兆鏈路，或是增加千兆以太網(wǎng)，而將原先的網(wǎng)絡主干結構移向下級應用即可。它保護了用戶在設備和技術方面的投資，也為園區(qū)局域網(wǎng)升級提供了較為合理的解決方案。 在傳統(tǒng)以太局域網(wǎng)所提出的 ATM 技術升級解決方案中，均采用ATM 交換機形成網(wǎng)絡主干，這樣做難以保護用戶已有的投資和技術。ATM 局域網(wǎng)升級的投資要比以太網(wǎng)升級的投資高得多。由于近年來在局域網(wǎng)市場上受到千兆以太網(wǎng)技術的沖擊，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番審慎的考慮。此外，區(qū)別于以太網(wǎng)產(chǎn)品的是，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，用戶在進行 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 技術在桌面系統(tǒng)的應用。差別之三：服務質(zhì)量（QoS） 千兆以太網(wǎng)作為一種新興的高速網(wǎng)絡技術，盡管它將網(wǎng)絡主干31 / 56帶寬提升到千兆位，但是它仍然和傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術一樣缺乏擁塞控制，因此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)技術的一個弱點。也許，隨著千兆以太網(wǎng)技術的不斷發(fā)展、成熟，千兆以太網(wǎng)技術論壇也將會考慮制定相應的服務質(zhì)量標準，以支持千兆以太網(wǎng)上高質(zhì)量實時多媒體數(shù)據(jù)的傳輸。當千兆以太網(wǎng)技術真正