10G以太網(wǎng)挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)時代

2019-11-05 01:44:46

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供稿：網(wǎng)友

　　誰也不能否認，在眾多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，以太網(wǎng)來得挺早，也發(fā)展得挺好，從10Mbps、100Mbps直到1000Mbps。現(xiàn)在，千兆以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)打敗了其他的LAN體系，Token Ring、100VG-Anylan、FDDI、ATM都已敗下陣來,這一次10G以太網(wǎng)幾乎沒有了競爭對手。雖然，目前還沒有一套10G以太網(wǎng)的現(xiàn)實系統(tǒng)，但有一件事是肯定的：10G以太網(wǎng)將最終延伸到你的網(wǎng)絡(luò)，沒有其他的選擇。
　　
　　萬兆以太網(wǎng)專題
　　10G以太網(wǎng)挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)時代(上)
　　10G以太網(wǎng)挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)時代(下)
　　10G以太網(wǎng)實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一
　　簡單升級平滑過渡
　　10G以太網(wǎng)聯(lián)盟
　　10G以太網(wǎng)產(chǎn)品
　　
　　一、應(yīng)用驅(qū)動帶寬需求
　　隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速發(fā)展，高分辨率圖像、視頻和其他大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)類型都需要在網(wǎng)上傳輸，促使對帶寬的需求日益增長，并對計算機、服務(wù)器、集線器和交換機造成越來越大的壓力。表1簡單總結(jié)了這些應(yīng)用以及它們對網(wǎng)絡(luò)的影響。
　　
　　這些應(yīng)用很多都需要在網(wǎng)上傳輸大型文件。例如科學(xué)應(yīng)用需要超帶寬的網(wǎng)絡(luò)，從而可以傳輸分子、飛行器等復(fù)雜對象的三維可視信息。在計算機上制作的雜志、說明書以及其他全彩色出版物直接傳給數(shù)字打印設(shè)備。很多醫(yī)療設(shè)備在LAN和MAN鏈路上傳送復(fù)雜的圖像。工程師使用電子和機械設(shè)計自動化工具在分散的各開發(fā)小組成員之間進行相互交流，并且共享數(shù)百吉字節(jié)的文件。決策者為了作報告或者分析，需要訪問一些企業(yè)數(shù)據(jù)。作為決策者對數(shù)據(jù)進行訪問的一種方式，數(shù)據(jù)倉庫的應(yīng)用非常廣泛。這些數(shù)據(jù)倉庫可能由分布在數(shù)百個平臺上，可讓成千上萬個用戶訪問的吉字節(jié)或者千吉字節(jié)數(shù)據(jù)組成，它們必須經(jīng)常更新從而為用戶提供最接近實時的數(shù)據(jù)，以用于重要事務(wù)的報告或分析。在很多需要將企業(yè)數(shù)據(jù)存儲起來的行業(yè)，對服務(wù)器和存儲系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)備份是經(jīng)常的事情。這種備份通常需要在某個固定時間段（4到8小時）進行高帶寬傳輸。它包括分布在整個企業(yè)的數(shù)百個服務(wù)器和存儲系統(tǒng)中的吉比特或千吉比特的數(shù)據(jù)。
　　
　　由于這些應(yīng)用需要對計算機更大程度的帶寬共享，因此網(wǎng)管員將不得不把其網(wǎng)絡(luò)中的要害部分升級到可提供更高帶寬的網(wǎng)絡(luò)上。
　　
　　在目前可用的高速以太網(wǎng)技術(shù)中，快速以太網(wǎng)或100Base－T已經(jīng)成為最優(yōu)的選擇。快速以太網(wǎng)技術(shù)建立在10Base－T以太網(wǎng)之上，它提供了一種向100Mbps帶寬平穩(wěn)過渡的方式。然而，隨著使用100Base－T連到計算機和服務(wù)器的用戶逐漸增多，出現(xiàn)了一種很明顯的需求，也就是要求在骨干網(wǎng)和服務(wù)這一級提供更高的速率。從理想上來說，這樣的技術(shù)還應(yīng)該提供一種平滑的升級方式，費用合理且不需要進行再培訓(xùn)。
　　
　　
　　表1 應(yīng)用驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展應(yīng)用數(shù)據(jù)類型/大小網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)潛在的要求網(wǎng)絡(luò)要求
　　科學(xué)建模
　　工程技術(shù) 數(shù)據(jù)文件
　　數(shù)百兆到數(shù)百吉大型文件增加了所需要的帶寬臺式機、服務(wù)器骨干網(wǎng)更高的帶寬和
　　出版物
　　醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)文件
　　數(shù)百兆到數(shù)百吉大型文件增加了所需要的帶寬臺式機、服務(wù)器和骨干網(wǎng)更高的帶寬
　　國際互聯(lián)網(wǎng)/企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) 實時數(shù)據(jù)文件
　　實時音頻
　　視頻合成
　　高業(yè)務(wù)處理比率
　　大型文件，1兆到100兆大型文件增加了所需要的帶寬
　　低傳輸時延
　　數(shù)據(jù)流的高容量服務(wù)器和骨干網(wǎng)更高的帶寬
　　低時延
　　數(shù)據(jù)倉庫
　　網(wǎng)絡(luò)備份數(shù)據(jù)文
　　吉字節(jié)到千吉字節(jié)件大型文件增加了所需要的帶寬
　　在某個固定時間段內(nèi)傳輸大量數(shù)據(jù) 服務(wù)器和骨干網(wǎng)更高的帶寬
　　低時延
　　桌面視頻會議
　　交互式白板連續(xù)的數(shù)據(jù)流
　　桌面速率1.5mbps至3.5mbps 預(yù)留服務(wù)種類
　　數(shù)據(jù)流的高容量服務(wù)器和骨干網(wǎng)更高的帶寬
　　低時延
　　
　　
　　因此，最好的解決方案就是10G以太網(wǎng)。它為目前的以太網(wǎng)設(shè)備提供了一種簡單的升級途徑，在現(xiàn)有的終端工作站、治理工具和培訓(xùn)之間達到一個均衡。10G以太網(wǎng)使用與原有網(wǎng)絡(luò)同樣的帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD）協(xié)議，同樣的幀格式和幀大小。對于用戶數(shù)量較多的網(wǎng)絡(luò)而言，這意味著他們現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)投資只需要一些合理的花費就可延伸到10G以太網(wǎng)，而不需要重新培訓(xùn)技術(shù)支持人員和用戶，也不需要額外的協(xié)議棧和中間設(shè)備。
　　
　　由于10G以太網(wǎng)具有這些特點，所以它可作為在10/100Base－T交換機間的一種理想骨干互聯(lián)網(wǎng)，也可作為一個到高性能服務(wù)器的連接。當未來臺式機需要的帶寬比100Base－T所能提供的帶寬還要高時，10G以太網(wǎng)還可作為一種有效的升級途徑。
　　
　　二、以太網(wǎng)優(yōu)勢顯著的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
　　到處都有以太網(wǎng)，它已經(jīng)成為目前最流行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。所有的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都與以太網(wǎng)兼容，諸如TCP/ip、IPX、NetBEUI和DECNet之類的上層協(xié)議棧也與以太網(wǎng)兼容。1998年是以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)展的里程碑，使用這種技術(shù)的產(chǎn)品達到了86％。以太網(wǎng)的成功源于它的各種優(yōu)勢，10G以太網(wǎng)同樣是以太網(wǎng)，它也具有這些優(yōu)勢。
　　
　　網(wǎng)絡(luò)的高可靠性
　　網(wǎng)絡(luò)的高可靠性是一個企業(yè)成功的要害，此外，易于安裝和維護也是在選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時首要考慮的因素。自從1986年引入星型有線10BASE－T集線器以來，網(wǎng)絡(luò)的可靠性一直持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)在，以太網(wǎng)正迅速地向電話網(wǎng)的可靠性級別發(fā)展，而且相對而言，它更易于把握和治理。
　　網(wǎng)絡(luò)治理的有效性
　　包括簡單網(wǎng)絡(luò)治理協(xié)議（SNMP）及其后續(xù)版本在內(nèi)的治理標準的廣泛應(yīng)用，使人們使用以太網(wǎng)治理工具成為可能。它答應(yīng)治理者從一個中心工作站查看臺式機和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的狀況。以太網(wǎng)故障處理工具的性能涵蓋了從簡單的鏈路指示器到復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)分析器。以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用促使很多人都接受了與以太網(wǎng)安裝、治理和故障處理相關(guān)的培訓(xùn)。
　　可升級性
　　1995年提出的快速以太網(wǎng)標準，將以太網(wǎng)確立為一種可升級的技術(shù)。現(xiàn)在，隨著1998年提出的10G以太網(wǎng)的發(fā)展，使這種可升級性進一步得到擴展。目前，以太網(wǎng)速率升級范圍為從10到100到1000Gbps。
　　價格便宜
　　IDC對以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)的分析表明，以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)的每端口價格已經(jīng)全面迅速降低。隨著時間的推移，可以預(yù)見10G以太網(wǎng)每端口的價格也會出現(xiàn)同樣的降價過程。
　　三、10G以太網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)略性選擇
　　局域網(wǎng)業(yè)務(wù)量增長很快，使網(wǎng)絡(luò)治理者把解決帶寬問題的希望放在可提供更高速率的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上。這些網(wǎng)絡(luò)治理者(目前他們大都已經(jīng)構(gòu)建了以太網(wǎng)或者FDDI骨干網(wǎng))可以有幾種選擇。對于選擇高速率的網(wǎng)絡(luò)而言，10G以太網(wǎng)由于符合以下幾個要害的標準而受到青睞：
　　
　　1.易于向更高性能發(fā)展
　　
　　網(wǎng)絡(luò)治理者所面對的最重要的問題之一，就是怎樣在不破壞現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的前提下獲得更高的帶寬。10G以太網(wǎng)仍使用與以往10Mbps和100Mbps以太網(wǎng)相同的形式，它答應(yīng)直接升級到高速網(wǎng)絡(luò)。所有的這三種以太網(wǎng)速率都使用同樣的IEEE 802.3幀格式、全雙工業(yè)務(wù)和流量控制方式。在半雙工方式下，10G以太網(wǎng)使用基本的CSMA/CD訪問方式來解決共享介質(zhì)的沖突問題。此外，10G以太網(wǎng)使用由IEEE 802.3小組定義了和以太網(wǎng)相同的治理對象。總之，10G以太網(wǎng)仍然是以太網(wǎng)，只不過更快。
　　
　　2.網(wǎng)絡(luò)費用較低
　　
　　網(wǎng)絡(luò)費用是決定一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展速度的重要因素。網(wǎng)絡(luò)費用不僅包括購買設(shè)備的費用，還包括培訓(xùn)、維修以及處理故障的費用。
　　
　　競爭和規(guī)模效應(yīng)使以太網(wǎng)設(shè)備的價格很快下降。盡管快速以太網(wǎng)產(chǎn)品從1994年才進入市場，但是最近兩年，這些產(chǎn)品的價格也大幅度下降。10G以太網(wǎng)的價格趨勢也會與快速以太網(wǎng)一樣。現(xiàn)在市場上的產(chǎn)品為吉比特傳輸速率提供了一種比較劃算的連接。IEEE的目標是以兩到三倍的100Base-FX接口的價格建立10G以太網(wǎng)連接。隨著容量的增加，減少線寬IC的應(yīng)用以及價格較低的光電子學(xué)設(shè)備的發(fā)展，10G以太網(wǎng)接口的花費一定會下降。
　　
　　由于以太網(wǎng)相對簡單，設(shè)備產(chǎn)量較大，交換式10G以太網(wǎng)連接要比622Mbps的ATM接口（假設(shè)物理媒介接口相同）便宜。10G以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器接口價格大大低于622Mbps ATM連接，它為用戶提供了一種用于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)骨干和服務(wù)器連接的選擇方式。表2給出了當前一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的價格，這些網(wǎng)絡(luò)包括以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI、622Mbps ATM，以及基于IEEE802.3z目標和Dell'Oro Group猜測的10G以太網(wǎng)。
　　
　　表2 網(wǎng)絡(luò)骨干連接價格技術(shù) 設(shè)備
　　類型 1996年每端
　　口設(shè)備價格當前每端口
　　設(shè)備價格變化百
　　分比
　　共享式快速以太網(wǎng) 集線器 $137 $85 －39％
　　交換式快速以太網(wǎng) 交換機 $785 $390 －50％
　　共享式fddi 集中器 $835 $650 －22％
　　交換式fddi 交換機 $4000 $1860 －54％
　　atm622mbps（多模光纖）交換機 $6600 $4800 －27％
　　共享式10g以太網(wǎng)
　　ieee目標（多模光纖）集線器 n.a. $479到$700
　　(快速以太網(wǎng)的兩到三倍) ** 　
　　交換式10g以太網(wǎng)
　　ieee目標（多模光纖）交換機 n.a. $1070到
　　$1610(快速以太網(wǎng)的兩到三倍) ** 　
　　**根據(jù)dell'oro group和ieee的目標所作的估計
　　
　　隨著時間的推移，在硅芯片嵌入0.35微米CMOS ASIC技術(shù)的進步，將以更低的價格提供更高的性能，這會產(chǎn)生費用更為合算的新一代以太網(wǎng)技術(shù)。
　　
　　表3 高速網(wǎng)絡(luò)的性能性能快速以太網(wǎng) 10g以太網(wǎng) atm fddi
　　是否與ip兼容是是需要rfc 1557或ipover lane；未來的i-pnni/mpoa。是
　　是否支持以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包是是需要lane。是，通過802.1h翻譯橋。
　　是否處理多媒體是是是，但需要從根本上進行變動。是
　　是否支持服務(wù)質(zhì)量是，使用rsvp和/或802.1p。是，使用rsvp和/或802.1p。是，使用svcs或rsvp。是，使用rsvp/802.1p。
　　是否支持802.1q/p 是是需要將lane/svcs映射到802.1 q。是
　　
　　最后，由于目前用戶

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