【正文】 BaseT4EIA/TIA 5類（UTP）非屏蔽雙絞線4對100m100BaseFX多模光纖（MMF）線纜550m2km單模光纖（SMF）線纜2km15km千兆以太網(wǎng)，在基于以太網(wǎng)協(xié)議的基礎(chǔ)之上，將快速以太網(wǎng)的傳輸速率100Mbps提高了10倍，達到了1Gbps。（光纖與銅纜）（雙絞線）。許多匯聚層的以太網(wǎng)交換機均提供千兆接口，用于連接其他的交換機，組成更大的網(wǎng)絡(luò)，許多支持堆疊功能的以太網(wǎng)交換機也是采用千兆接口實現(xiàn)堆疊功能的。所謂堆疊，是指通過軟硬件的支持，將一組交換機連接起來作為一個對象加以控制的方式，通常有菊花鏈模式和星型模式。其最大優(yōu)點在于可實現(xiàn)簡單的本地管理，但由于是一種非標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，通常不支持各個廠家交換機的混合堆疊。某些高性能的UNIX或者視頻點播服務(wù)器很容易具有上百兆的帶寬需求，在這種情況下，采用千兆以太網(wǎng)進行連接是非常好的選擇。對于高性能服務(wù)器比較集中的場合，通常也會需要使用千兆以太網(wǎng)交換機進行網(wǎng)絡(luò)互連。千兆以太網(wǎng)是建立在以太網(wǎng)協(xié)議之上的，但它的數(shù)據(jù)傳輸速率是快速以太網(wǎng)的10倍，達到1000Mbit/s，由于千兆以太網(wǎng)使用的協(xié)議遵從許多原始的以太網(wǎng)規(guī)范，所以，客戶可以應(yīng)用現(xiàn)有的知識和技術(shù)進行安裝、管理和維護千兆以太網(wǎng)。千兆（1000Mbit/s）以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)定位模型分類網(wǎng)絡(luò)定位接入層一般不使用匯聚層提供接入層和匯聚層設(shè)備間的高速連接核心層提供匯聚層和高速服務(wù)器的高速連接，提供核心設(shè)備間的高速互聯(lián)千兆以太網(wǎng)使用1000BASEX（8B/10B）編碼可支持三種介質(zhì)：178。 光纖（單模和多模）；178。 使用4對線的5類UTP（1000BASET）；178。 特殊的兩對線STP電纜（也稱為短銅跳線Short Copper Jumper）1000BASEX支持三種光纖：178。 50um多模光纖178。 178。 9/10um單模光纖1000BASEX支持兩種用于激光驅(qū)動器的光波長：178。 短波（850nm，稱為1000BASESX）178。 長波（1300nm，稱為1000BASELX）千兆以太網(wǎng)傳輸距離技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)線纜類型傳輸距離1000BaseT銅質(zhì)EIA/TIA5類（UTP）非屏蔽雙絞線4對100m1000BaseCX銅質(zhì)屏蔽雙絞線25m1000BaseSX多模光纖，50/，使用波長為850nm的激光550m/275m1000BaseLX單模光纖，9um光纖，使用波長為1300nm的激光2km15km：178。 1000BaseLX是一種使用長波激光作信號源的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)技術(shù)，在收發(fā)器上配置波長為12701355nm（一般為1300nm）的激光，既可以驅(qū)動多模光纖，也可以驅(qū)動單模光纖。178。 1000BaseSX是一種使用短波激光作為信號源的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)技術(shù)，收發(fā)器上所配置的波長為770860nm（一般為800nm）的激光傳輸器不支持單模光纖，只能驅(qū)動多模光纖。178。 1000BaseCX使用的一種特殊規(guī)格的高質(zhì)量平衡雙絞線對的屏蔽銅纜，最長有效距離為25米，使用9芯D型連接器連接電纜。：1000BaseT是一種使用5類UTP作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的千兆以太網(wǎng)技術(shù)，最長有效距離與100BASETX一樣可以達到100米。用戶可以采用這種技術(shù)在原有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)中實現(xiàn)從100Mbps到1000Mbps的平滑升級。目前萬兆以太網(wǎng)已經(jīng)開始部署，預(yù)計未來將有大規(guī)模的應(yīng)用。其只有全雙工模式。萬兆以太網(wǎng)創(chuàng)造了一些新的概念，例如光物理媒體相關(guān)子層(PDM)。 LAN原理及組網(wǎng)半雙工CSMA/CD根據(jù)以太網(wǎng)的最初設(shè)計目標(biāo)，計算機和其他數(shù)字設(shè)備是通過一條共享的物理線路連接起來的。這樣被連接的計算機和數(shù)字設(shè)備必須采用一種半雙工的方式來訪問該物理線路，而且還必須有一種沖突檢測和避免的機制，來避免多個設(shè)備在同一時刻搶占線路的情況，這種機制就是所謂的CSMA/CD（帶碰撞檢測的載波監(jiān)聽多路訪問）。全雙工以太網(wǎng)和以太網(wǎng)交換機把雙絞線作為以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)不但提高了靈活性和降低了成本，而且引入了一種高效的運行模式——全雙工模式。所謂全雙工，就是數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收可以同時進行，互不干擾。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 HUB 是不支持全雙工的，因為 HUB 的內(nèi)部是一條總線，數(shù)據(jù)接收和發(fā)送都是在該總線上進行，沒有辦法進行全雙工通信，因此，要實現(xiàn)全雙工通信，必須引入一種新的設(shè)備，即現(xiàn)在的交換機。交換機跟HUB的外觀相同，都是一個多端口設(shè)備，每個端口可以連接終端設(shè)備和其他多端口設(shè)備。但在交換機內(nèi)部就不是一條共享總線了，而是一個數(shù)字交叉網(wǎng)絡(luò)，該數(shù)字交叉網(wǎng)絡(luò)能把各個終端進行暫時的連接，互相獨立的傳輸數(shù)據(jù)，而且交換機還為每個端口設(shè)置了緩沖區(qū)，可以暫時緩存終端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，等資源空閑之后再進行交換。正是交換機的出現(xiàn)，使以太網(wǎng)技術(shù)由原來的 10M/100M 共享結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)?20M/200M 獨占帶寬的結(jié)構(gòu)，大大提高了效率，而且可以在交換機上施加一些軟件策略，來實現(xiàn)附加的服務(wù)，比如 VLAN（虛擬局域網(wǎng)），優(yōu)先級，冗余鏈路等，這些技術(shù)增加了業(yè)務(wù)的豐富性，是以太網(wǎng)技術(shù)的靈魂所在，也是本文的重點內(nèi)容。1000M 以太網(wǎng)和 10G 以太網(wǎng)隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新興的應(yīng)用逐漸顯現(xiàn)，比如大型的分布式數(shù)據(jù)庫和高速的視頻圖象傳輸?shù)?。這些應(yīng)用需要大量的帶寬，傳統(tǒng)的快速以太網(wǎng)（100M）已經(jīng)不能滿足要求，這時候迫切再次提高以太網(wǎng)的運行速度，提高到 1000M 是最直接的，即所謂的千兆以太網(wǎng)。千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層基本上沿用了傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的鏈路層（只在半雙工運行模式下，與傳統(tǒng)以太網(wǎng)的鏈路層稍微有不同），這樣可以很好的保護了投資。但在物理層上做了改變（為了在物理介質(zhì)上傳送高達 1000M 的數(shù)據(jù)比特，千兆以太網(wǎng)沿用了光纖通道的技術(shù)），對目前來說，千兆以太網(wǎng)只能用光纖作為物理傳輸介質(zhì)，但基于同軸電纜和五類雙絞線的千兆以太網(wǎng)正在研制當(dāng)中，估計不久的將來會投入使用。 千兆以太網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)完全成熟并大量投入使用，主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的骨干位置，也應(yīng)用于連接一些高端的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。正在研究當(dāng)中的 10G 以太網(wǎng)也已經(jīng)初具雛形，到能夠商用的地步還有一段時間，但可以預(yù)計，在不久的將來，1000M 以太網(wǎng)和 10G 以太網(wǎng)將象現(xiàn)在的 10M 以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)一樣普遍。以太網(wǎng)各層相關(guān)設(shè)備網(wǎng)線，集線器，中繼器－－－－物理層網(wǎng)卡，網(wǎng)橋，交換機－－－－數(shù)據(jù)鏈路路由器，三層交換機－－－－－網(wǎng)絡(luò)層Lan組網(wǎng)介紹IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)可以分成：骨干網(wǎng)絡(luò)和本地網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)絡(luò)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋面可分為：國家級骨干網(wǎng)絡(luò)、省級骨干網(wǎng)絡(luò)、城域網(wǎng)城域網(wǎng)分為：核心層、匯聚層和接入層三個層次數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)－組網(wǎng)模型寬帶接入組網(wǎng)結(jié)構(gòu) LAN典型組網(wǎng)應(yīng)用 VLAN原理及規(guī)劃方法以太網(wǎng)交換機一般有十幾個或幾十個端口，默認(rèn)情況下，連接到這些端口的計算機能夠無阻隔的進行二層通信。但有些情況下，人們希望某些端口上的計算機不能被其他端口上的計算機訪問，這時候采用這種默認(rèn)的工作方式就不行了，我們需要引入這樣一種功能：可以把交換機上任意數(shù)目的端口進行組合，這些組合的端口成為一個封閉的系統(tǒng)，連接到該封閉系統(tǒng)的計算機可以通信，但跟不在該端口集合內(nèi)的其他端口上的計算機，則無法進行二層通信。這個組合的概念便是 VLAN（虛擬局域網(wǎng)）。按照上面的概念，VLAN 是交換機上的一個集合，該集合的元素就是端口。我們用一個整數(shù)來表示該集合，這樣當(dāng)在交換機上創(chuàng)建一個集合后，就面臨一個問題：怎樣為該集合確定其中的元素（端口）下面是確定元素的最重要的幾種方式?；诙丝诘腣LAN最簡單，也是最直接的方式就是手工指定，也就是說，一旦在交換機上創(chuàng)建一個 VLAN，我們可以手工指定該 VLAN 包含哪些端口。在該方式下，我們只要在交換機上進行一些簡單的配置就可以了。這種方式是最直接的，也是最容易理解的。 基于MAC地址的VLAN在基于端口的 VLAN 方式下，我們在交換機上進行了設(shè)置，來決定 VLAN包含那些端口。但有些情況下，我們希望把終端系統(tǒng)進行分類，使它們屬于指定的 VLAN。這時候，我們可以手工建立終端系統(tǒng)的標(biāo)識跟 VLAN之間的關(guān)系。在以太網(wǎng)上，MAC地址可以唯一的標(biāo)識一個終端系統(tǒng)，于是，我們就建立 MAC地址跟VLAN之間的對應(yīng)關(guān)系?；诘谌龑訁f(xié)議的VLAN有些情況下，人們往往對網(wǎng)絡(luò)做一些限制，讓網(wǎng)絡(luò)上的終端系統(tǒng)只運行一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，比如，在一個有大量 NOVELL 服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)上，可能只存在 IPX協(xié)議，這樣做的目的主要是節(jié)省資源，因為如果運行其他的路由協(xié)議，一些服務(wù)進程會跟所有運行的協(xié)議綁定，這樣該服務(wù)就會通過該協(xié)議對應(yīng)的廣播地址（比如，IP 協(xié)議的廣播地址是 ）發(fā)送通告消息，以表明自己的存在。這樣必然產(chǎn)生大量的廣播包，嚴(yán)重浪費資源。在這些情況下，人們可以根據(jù)運行的協(xié)議不同來劃分 VLAN。在該種方式下，只要告訴交換機，上層協(xié)議跟 VLAN 之間的對應(yīng)關(guān)系即可，比如，我們把所有運行 IPX 的計算機都劃分到 VLAN100 里面，只要告訴交換機（通過命令行的方式）IPX 和 VLAN100 的對應(yīng)關(guān)系即可。完成這樣的配置之后，交換機就進行下列工作： 交換機檢查每個端口上接收到的數(shù)據(jù)幀，判斷該數(shù)據(jù)幀的類型字段，如果該類型字段是 IPX，則馬上把接收到該數(shù)據(jù)幀的端口加入VLAN100中； 如果從端口上接收到的數(shù)據(jù)幀的協(xié)議類型字段不是 IPX，則根據(jù)通常的步驟進行轉(zhuǎn)發(fā)。這個過程延續(xù)下來，交換機就會把所有接收到 IPX 包的端口加入VLAN100里面?；诮M播組的VLAN在前面介紹交換機的時候，曾經(jīng)介紹了交換機對組播數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)方式，交換機內(nèi)部維護一個組播轉(zhuǎn)發(fā)表，該表的內(nèi)容是一個組播地址和一個接口列表，該表是根據(jù)一些二層組播協(xié)議建立的，比如 IGMP 窺探，CGMP，GMRP等。我們很容易的想到，我們可以把某個組播地址對應(yīng)的接口列表劃分到一個VLAN 里面。在該種模式下，我們需要做的就是在交換機上給出組播 MAC地址和 VLAN 的對應(yīng)關(guān)系，比如，我們給出組播 MAC 地址 01010E1E8E98對應(yīng) VLAN100，于是交換機馬上創(chuàng)建 VLAN100，根據(jù)給出的組播地址查詢組播 CAM 表，把找到的接口列表中的所有接口都劃分到 VLAN100 里面。 基于IP地址影射的VLAN該種VLAN的含義很容易理解，只許需要在交換機上配置一個IP網(wǎng)段跟VLAN的對應(yīng)關(guān)系即可。完成如下配置后，交換機開始做如下工作：在每個端口上監(jiān)聽接收到的數(shù)據(jù)幀，判斷該數(shù)據(jù)幀的協(xié)議類型，如果不是 IP，則按正常的轉(zhuǎn)發(fā)方式轉(zhuǎn)發(fā)，否則轉(zhuǎn)下一步處理；如果該數(shù)據(jù)幀是IP數(shù)據(jù)幀，則進一步檢查該數(shù)據(jù)幀的源IP地址，看該IP地址是否落在配置的 IP 地址段范圍內(nèi)。如果是，則把剛接收到該數(shù)據(jù)幀的接口加入到指定的VLAN中?；诓呗缘腣LAN這是最復(fù)雜的一種VLAN劃分方式，也是最靈活的劃分方式。在該種方式下，可以定義一定的策略（所謂策略，就是一些限制條件），交換機對每個接口進行檢查，凡是滿足策略的接口都會添加到該組策略對應(yīng)的 VLAN 中。這種VLAN的定義方式十分靈活，但效率不是很高，因為交換機需要檢查每個接口，判斷該接口是否滿足配置的策略，對策略的匹配是一項很耗時的工作。數(shù)據(jù)幀在不同類型端口之間的轉(zhuǎn)發(fā)我們把交換機的端口劃分為TAG端口，非TAG端口和混合端口，下面我們看一下交換機在不同端口類型中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的時候，是怎樣處理的。非TAG端口和非TAG端口之間：在這種方式下轉(zhuǎn)發(fā)方式最簡單，交換機只根據(jù)內(nèi)部的CAM 表找到數(shù)據(jù)幀的出口，把該數(shù)據(jù)幀復(fù)制到出口的緩沖隊列中即可； 非TAG 端口和TAG端口之間：該方式下，交換機首先判斷接收到數(shù)據(jù)幀的端口所屬的 VLAN號，然后根據(jù)該 VLAN 號和物理鏈路類型，以及數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級等形成一個1Q標(biāo)記，把該標(biāo)記插到接收到的數(shù)據(jù)幀的類型/長度字段前面，然后提交給TAG端口即可； TAG 端口和TAG端口之間：該情況跟非TAGD端口和非TAG端口之間的轉(zhuǎn)發(fā)類似，交換機只把數(shù)據(jù)幀無改變的向另外一個TAG端口轉(zhuǎn)發(fā)即可； 非TAG端口和混合端口之間：該情況跟非TAG端口和TAG端口之間的轉(zhuǎn)發(fā)過程類似；混合端口和TAG端口之間：該情況最為復(fù)雜，分兩種情況討論：如果接收的數(shù)據(jù)幀本身是個標(biāo)記幀，則僅僅把該標(biāo)記幀向TAG端口復(fù)制即可；如果接收到的數(shù)據(jù)幀不是標(biāo)記幀，而是一般的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，這時候，需要給該數(shù)據(jù)幀打上一個VLAN標(biāo)記再向TAG鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。交換機怎樣確定這個VLAN標(biāo)記呢？原來，混合端口有一個默認(rèn)的VLAN，如果接收到的數(shù)據(jù)幀不包含 TAG，則交換機根據(jù)該端口的默認(rèn)VLAN形成一個標(biāo)記，并插入到數(shù)據(jù)幀里面發(fā)送出去。所以，在配置混合端口的時候，一般情況下指定一個默認(rèn) VLAN，如果不指定，系統(tǒng)可能會自己指定一個 VLAN，一般是VLAN1。VLAN的配置有了上述VLAN的基礎(chǔ)概念之后，我們看一下怎樣在一個交換機上實施VLAN，即配置 VLAN。 首先，也是最基本的一步，就是在交換機上創(chuàng)建 VLAN。默認(rèn)情況下，交換機上只存在一個 VLAN，即 VLAN1，所有端口都屬于該 VLAN。創(chuàng)建 VLAN的時候，需要給出該 VLAN 對應(yīng)的 VLAN 號，根據(jù) 1Q 幀格式，VLAN 號是有一定范圍的，最大范圍是2 到4095，但有些廠家的特殊實現(xiàn)可能耗費掉了一些 VLAN，故實際使用的 VLAN 可能還要少；其次，就是把交換機的端口加入 VLAN。創(chuàng)建 VLAN 之后，該 VLAN 不包含任何成員，只有通過某種方式把端口加入 VLAN 當(dāng)中，VLAN 才包含了成員。這項工作可以通過許多種途徑實現(xiàn)，比如，我們上面講到的基于端口的靜態(tài)VLAN 和基于 MAC 地址的 VLAN 等。我們以基于端口的靜態(tài) VLAN 為例，只需要把某個端口指定為所屬的 VLAN 即可； 如果 VLAN 跨越了交換機，必須配置交換機之間的連接，使之能傳送特定VLAN 的數(shù)據(jù)。默認(rèn)情況下，交換機的端