【正文】 能力的限制以及網(wǎng)絡的附加服務能力薄弱等等，也都是以太網(wǎng)絡的不足之處。但以太網(wǎng)以成熟的技術、廣泛的用戶基礎和較高的性能價格比，仍是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡應用中較為優(yōu)秀的解決方案。? 千兆以太網(wǎng)絡技術千兆位以太網(wǎng)(Gigabit Ether)是 IEEE 以太網(wǎng)標準的擴展，傳輸速度26 / 68為每秒 1000 兆位(即 1Gbps)。應用于大型校園網(wǎng)，能把現(xiàn)有的 10Mbps 以太網(wǎng)和 100Mbps 快速以太網(wǎng)連接起來。它可取代 100Mbps FDDI 網(wǎng)，也是 ATM 技術的強勁對手。千兆位以太網(wǎng)采用同樣的 CSMA/CD 協(xié)議，同樣的幀格式，是現(xiàn)有以太網(wǎng)最自然的升級途徑，使用戶對以太網(wǎng)原有設備管理工具的投資得以保護。千兆位以太網(wǎng)是超高速主干網(wǎng)的一種選擇方案。在數(shù)據(jù)、話音、視頻等實時業(yè)務方面它雖然不能提供真正意義上的服務質量(QoS)，但千兆位以太網(wǎng)頻寬較高，能克服原以太網(wǎng)的一些弱點，提供服務保證等特性。 工作組已確定了以下一組規(guī)范，統(tǒng)稱為 1000Base－X 。1. 1000Base－LX：多模光纖傳輸距離為 550 米，單模光纖傳輸距離為3000 米。2. 1000Base－SX ： 微米多模光纖傳輸距離為 300 米，50 微米多模光纖傳輸距離為 550 米。3. 1000Base－CX：用于短距離設備的連接，使用高速率雙絞銅纜，最大傳輸距離為 25 米。4. 1000Base－T：5 類銅纜傳輸最大距離為 100 米。千兆位以太網(wǎng)支持交換機之間、交換機與終端之間的全雙工連接，支持共享網(wǎng)絡的半雙工連接方式，使用中繼器和 CSMA/CD 沖突檢測機制。千兆位以太網(wǎng)聯(lián)盟(GEA)為千兆位以太網(wǎng)的應用提出以下幾種方案：1. 更新快速以太主干網(wǎng)：更換核心交換機，全面提高原有網(wǎng)絡性能。2. 用于交換機到服務器鏈路：服務器使用千兆位以太網(wǎng)卡，直接與千兆位以太網(wǎng)交換機相接，提供每秒百萬個包的處理能力。3. 千兆位以太網(wǎng)到桌面臺式機。高性能工作站安裝千兆位以太網(wǎng)卡，直接與千兆位以太網(wǎng)相連。4. 用于交換機之間的鏈路。千兆位以太網(wǎng)交換機用光纖相接，提供一條高性能主干線路。5. 更新 FDDI 主干：保留現(xiàn)有光纜，提高帶寬 10 倍。? ATM 網(wǎng)絡“ATM（異步傳輸模式） ”這一名詞最早就為與電話中繼通訊中常用的技27 / 68術“STM（同步傳輸模式） ”相對應而產生的，它既汲取了話務通訊中電路交換的“有連接”服務和服務質量保證，又保持了以太、FDDI 等傳統(tǒng)網(wǎng)絡中帶寬可變、適于突發(fā)性傳輸?shù)撵`活性，從而成為迄今為止適用范圍最廣、技術最先進、傳輸效果最理想的網(wǎng)絡互連手段。概括起來，ATM 技術具有如下特點：實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸有連接服務，實現(xiàn)服務質量保證(QoS)這是 ATM 先進于其他網(wǎng)絡交換技術、最有魅力的特點所在。以太網(wǎng)、FDDI 等傳統(tǒng)網(wǎng)絡由于受當時技術所限，傳輸機制主要圍繞解決信息包沖突碰撞問題、保證發(fā)端的信息包能夠到達收端就可以了，并不考慮“如何到達” 。而提出 ATM 技術的主要目標則是為了解決傳輸?shù)姆召|量問題，不僅要能夠到達，還要控制如何到達，因而 ATM 技術是網(wǎng)絡通訊技術中革命性的突破，具有其他技術在產生時所不具備的 天生優(yōu)勢 。交換吞吐量大ATM 交換理論在建立時，充分利用了當時剛剛成熟的超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術，其定長的幀結構使所有交換工作能用純硬件完成，因而 ATM 交換機本身硬件交換性能就遠大于一般傳統(tǒng)網(wǎng)絡交換設備。帶寬利用率高ATM 是有連接的網(wǎng)絡服務，內部交換是通過建立 虛電路完成的。每一個虛電路所需帶寬由服務質量保證體系按需分配，不同的應用要求分配不同的信道帶寬。一經(jīng)分配，該帶寬就由所屬應用以統(tǒng)計的方式所占用，有傳輸則提供始終如一的持續(xù)帶寬，無傳輸則自動讓出帶寬給其他通訊使用，因而帶寬分配靈活，利用率極高，可達 90%以上。具有靈活的組網(wǎng)拓撲結構和負載平衡能力，伸縮性、可靠性極高由于 ATM 采用有連接的網(wǎng)絡服務，因而在 ATM 網(wǎng)絡中可以存在多條冗余鏈路，實現(xiàn)環(huán)接、并行連接等冗余拓撲結構，在傳輸時可同時傳輸，帶寬按鏈路冗余數(shù)目加倍，使全網(wǎng)具有極高的可伸縮性和可靠性，這在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中都是難以做到的。比如：以太網(wǎng)是不能同時啟動兩條和兩條以上的冗余鏈路的，這樣會導致永無休止的“回環(huán)包”占據(jù)所有有用帶寬，讓網(wǎng)絡崩潰。一旦網(wǎng)絡中出現(xiàn)冗余，則必須啟動一種稱之為 Spanning Tree 算法的尋徑技術，堵塞住所有28 / 68冗余鏈路端口。用這種算法重新拓撲后的網(wǎng)絡不僅會失去所有負載平衡功能，而且還會帶來額外的網(wǎng)絡負擔，降低網(wǎng)絡性能。局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)技術統(tǒng)一ATM 是現(xiàn)今唯一可同時應用于局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)兩種網(wǎng)絡應用領域的網(wǎng)絡技術，兩種技術的統(tǒng)一是網(wǎng)絡未來發(fā)展的趨勢，也是實現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（BISDN）這一計算機網(wǎng)絡未來的宏遠目標的必由之路，具有廣闊的發(fā)展前景。在整個業(yè)界的充分重視下，ATM 近八年的發(fā)展已使其走向一個成熟穩(wěn)定發(fā)展的軌道，逐步占據(jù)網(wǎng)絡市場的主流。ATM 是一個在現(xiàn)有技術水平上已獲得成熟的發(fā)展、同時兼具有新技術所特有的勃勃生命力的技術。不過，ATM 有一個不足之處就是，采用 ATM 技術來構建網(wǎng)絡主干，需要較高的成本。其經(jīng)濟可行性較差，對 ABC 中學所建的中等規(guī)模偏小的校園網(wǎng)絡就更是如此。在闡述完當今幾種主流網(wǎng)絡主干技術后，我們回到 ABC 中學校園網(wǎng)的設計中來，結合前面所強調的設計原則和用戶的具體需求，我們可以得出一個最佳的主干設計方案。首先根據(jù)最先進技術和最佳性能優(yōu)化的設計原則，技術已很久停滯不前、性能相對偏低 FDDI 已不適應 ABC 中學校園網(wǎng)的需求了。剩下可選的則是快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)和 ATM 這兩種（共三個）當今主流主干網(wǎng)絡技術。從前面需求分析我們可以看到用戶的網(wǎng)絡應用可分為管理、教學、科研以及其它的Inter/Intra 應用服務系統(tǒng)，其中網(wǎng)絡教學應用具有很強的實時性，要求有長時間穩(wěn)定的帶寬；而管理、科研和 Inter/Intra 應用則非常復雜，它們不僅具有傳統(tǒng)計算機通信的文件的傳輸、數(shù)據(jù)的查詢等等，還根據(jù)信息發(fā)展的需要加入了大量圖像、視頻、聲音等多媒體應用，比如 Web 瀏覽、視頻會議、語音電子郵件等等，這就需要網(wǎng)絡不僅具有傳送大量突發(fā)性數(shù)據(jù)的充裕帶寬，還應當對實時性較強的多媒體信息的傳送保持均勻的低延遲傳輸特性，從這方面來看，具備對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)服務和多媒體信息都有最佳傳輸效果的 ATM 交換技術29 / 68和快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)技術無疑都可作為理想的解決方案。從另一方面來講，我們還必須考慮到建設的成本、未來維護的能力和不同網(wǎng)絡應用類型的搭配等各種因素。端到端全 ATM 在國外的先進地區(qū)雖有成功的案例，但對于 900 個點左右的 Intra 而言需要更大的投資和較高水平的維護力量，我們的應用仍是傳統(tǒng)應用加新型多媒體應用共存的模式，多媒體傳輸不可忽視但而且將來會占絕對的主體，因此我們從發(fā)展的眼光來看，雖然目前應用還不是太多，快速以太網(wǎng)能夠滿足需要，但根據(jù)經(jīng)驗，在基礎設施建立以后，帶寬的需求將飛速增長，所以我們建議采用千兆以太網(wǎng)技術，達到最近五年不過時的標準。從 ABC 中學的網(wǎng)絡建設資金以及網(wǎng)絡應用信息流量的實際情況出發(fā)，我們設計了一套基于千兆以太網(wǎng)主干技術的校園網(wǎng)方案，它以 1000Mbps 以太網(wǎng)交換技術為主干，可以做到 1000Mbps 全光纜到二級交換機，100Mbps 到桌面。它能很好地支持 ABC 中學的校園內部的網(wǎng)絡通信以及與 CERNET 其它節(jié)點的信息交互，而且在性能有很大的優(yōu)勢，而且價格上并不貴多少，是一種比較先進的校園網(wǎng)絡解決方案。以下是網(wǎng)絡系統(tǒng)方案設計的示意圖：30 / 68 廠家產品選擇提供網(wǎng)絡產品廠家實在是太多了。國外的有Cisco、NortelNetworks、3Com、Lucent（該公司提供網(wǎng)絡設備的部門現(xiàn)已獨立出來成為公司 AVAYA） 、Alcatel、Cabletron 、Intel。國內的有華為（華為的產品基本上全是 OEM 的，路由器是 OEM Cisco 的，交換設備是 OEM Intel 的） 、聯(lián)想（Legend ） 、中興、Dlink（目前已被聯(lián)想收購，成了聯(lián)想 Dlink） 、Accton（Dlink 和 Accton 是臺灣出產） 。各家有各家的優(yōu)勢和特色。Cisco 在廣域網(wǎng)產品方面的地位是無人能及的，據(jù)稱在廣域網(wǎng)骨干路由器上 Cisco 產品占有 80%的市場份額；Nortel Networks在語音交換方面有 100 多年的歷史；3Com 盡管它的高端產品目前已經(jīng)被人收購，但它在園區(qū)網(wǎng)方面，特別是在中國市場上，占有很大的份額；各家的特點說來話長，不一而足。但總的一點，比較貴，且他們占據(jù)的是中高端市場。在中低端市場方面，是 Dlink 和 Accton 有極大的優(yōu)勢。特別要強調的是 3 公司。3 公司是校園網(wǎng)方面擁有很長的歷史，全國有相當一部分大學均采用WEB 服務器視頻服務器數(shù)據(jù)庫/數(shù)據(jù)服務器網(wǎng)管工作站教學樓 圖書館 教師宿舍 電腦室 實驗樓飯?zhí)脤W生宿舍體育館辦公樓 Inter31 / 683 的網(wǎng)絡設備，她以質量好、性能穩(wěn)定著稱，雖然目前因全球策略調整將高端出售，從而強化了她在中低端產品上的競爭力，作為 ABC 中學一個中小型的園區(qū)網(wǎng)，3 的系列產品必將能提供一個性能、穩(wěn)定雙佳的網(wǎng)絡。具體配備如下：中心機房：選擇 3 公司 Switch 4007 作為中心交換機。根據(jù)用戶要求，加入兩塊 9 口千兆模塊，為整個校園網(wǎng)提供 18 個 1000BaseSX 接口。其中 7個 SX 接口用來下連教學樓、圖書館、教師宿舍、學生宿舍、飯?zhí)谩⑥k公樓、體育館；另外三個分別可用于 Web 服務器、數(shù)據(jù) /數(shù)據(jù)庫服務器、視頻服務器；剩余的 8 個備用。教學樓：教學樓共有 32 個信息點，并且已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)。教學樓的配線間在四樓。根據(jù)用戶要求，分別選擇 24 口和 12 口的 SuperStack II Switch 3300 兩臺來進行連接各信息點。圖書館：圖書館共有 90 個信息點。其中二樓資料查詢室共有 61 個信息點（其中的一個點與一臺服務器相連） ，在一、二樓辦公室各 2 個點。剩余的 26個信息點在一樓的學生書庫。圖書館采用四臺 24 口 SuperStack II Switch 3300交換機堆疊。教師宿舍：教師宿舍共有 70 個信息點。采用三臺 SuperStack II Switch 3300交換機堆疊。學生宿舍：學生宿舍共有兩幢樓。每幢采用兩組四臺 24 口 SuperStack II Switch 3300 交換機堆疊。每個學生宿舍安置兩個信息點，每幢樓有 192 個信息點。兩幢樓有 384 個信息點。飯?zhí)茫猴執(zhí)霉灿?5 個信息點，采用一臺 24 口的 SuperStack II Switch 3300交換機來連接。辦公樓：辦公樓共有 145 個信息點，并且目前辦公樓已經(jīng)布線連網(wǎng)，根據(jù)用戶要求，辦公樓要重新布線。辦公樓采用四臺 24 口的 SuperStack II Switch 3300 交換機堆疊來連接。體育館：體育館共有 10 個信息點，也是采用一臺 24 口的 SuperStack II Switch 3300 交換機來連接。實驗樓：實驗樓主要有兩類情況。一個是對電腦室的布置，電腦室在實驗32 / 68樓 4 樓，共有兩間（分別為 62 個和 64 個點） ，均位于中心機房隔壁，并且已經(jīng)連網(wǎng)?？梢詫⒚總€電腦室的交換機直接通過 UTP 連往中心機房的交換機。另外一個情況是，實驗樓 1 至 4 層還有一些實驗室（共有 15 個點）需要與中心機房連接，它們可以直接通過 UTP 直接連往中心機房。根據(jù)招標文件所述，各幢樓需要交換機類別、模塊如圖所示：說明：①學生宿舍樓招標文件要求是 192 個點，實際上根據(jù)校方要求為 384 個點，相應地需要再引入一條光纖。另外，根據(jù)校方要求，對于學生宿舍樓，目前暫訂購兩個四臺 3300 交換機堆疊。②中心交換機建議增加 3CB9RG4 三層千兆模塊，加入此模塊，可以有效3C169873C16981辦公樓 145中心交換機學生宿舍 1923C169883C169853C169853C169873C169883C169873C16985教學樓 323C16987飯?zhí)?5實驗樓 15圖書館 90 教師宿舍 703C169853C169853C169873C169883C169853C169853C169873C169883C168013CB9EP93CB9EME3CB9FG24T3CB9LG9MC3CB9LG9MC3CB9RF12R3C169873C169853C169813C169853C169853C169873C169883C16987體育館 10 電腦室 126六芯多模光纖超五類雙絞線3C1698733 / 68防止由于路由時發(fā)生的網(wǎng)絡瓶頸。原 10/100M 3CB9RF12R 可能無法滿足學生宿舍、辦公樓等訪問密集單位的需求，易發(fā)生網(wǎng)絡擁塞。因為 3CB9RF12R 既是一個 12 口的 L2 交換機，同時還是一臺“單臂”連接的路由器，要負責整個校園網(wǎng)的 VLAN 之間的路由，而 3CB9RF12R 與 48G 交換引擎模塊3CB9FG24T 之間的連接只有 1Gbps 的帶寬，即只有 1 個 1Gbps 的背