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探索光以太網

2019-11-04 10:48:31
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供稿:網友

 

光以太網之所以能夠被眾多廠商所看中,要害的一點是它結合了光纖傳輸和以太網組網模式的最佳性能。另外的一點就是光以太網應用的廣泛性和發展性。從而給設備提供商、服務供給商等開拓了廣闊的發展空間。

  根據IDC的定義,光以太網指利用在光纖上運行以太網LAN數據包接入服務的網絡。底層連接可以以任何標準的以太網速度運行,包括10Mbps、100Mbps、1Gbps或10Gbps,但在此情況下,這些連接必須以全雙工速度運行。光以太網業務能夠應用交換機的速率限制功能,以非標準的以太網速度運行。光以太網中使用的光纖電路可以是光纖全帶寬、一個SONET連接或者是DWDM。

應用的廣泛性

  光以太網設備廠商和將要使用光以太網的服務提供商(SP)的共識是,光以太網這種新技術將能夠支持以下業務類型:

  高帶寬Internet接入以及潛在的其它通信接入,如幀中繼和專線;MAN(基于分組的廣域數據業務);MAN內的透明LAN業務,即固定速率的LAN到LAN通信;存貯區域網絡(SAN)業務,以太網連接將在本地服務器和遠程存貯器之間代替或傳輸光纖信道連接;VPN業務(類似于規劃中基于MPLS標準的VPN),該業務是基于802.1p以太網標準;為其他SP提供的業務,用于集合和連接DSL及電纜調制解調器;可治理的LAN業務和可治理的Internet安全性業務。

  更多的應用可望相繼出現,這意味著光以太網將用作向VOip骨干網傳輸話音的接入技術。老牌SP目前正集中注重力于接入業務,此業務可望在近期獲利。

  迄今為止,這類業務大多基于千兆以太網,但可望采用多數光以太網具有的速率限制功能,既以1Mbps為遞增的速率限制。目前,1Gbps業務將全部光纖帶寬用于千兆比特信息流,并且將此信息流分配給一個用戶。

  當前大多數接入業務并不打算在樓群安裝本地交換設備。這意味著,即使1Gbps以太網信息流的速率可以調整,但卻不能共享,所以,假如一個客戶占用1Mbps,那么1Gbps的其余功能將無法利用。從而極大的浪費了端口資源。截至目前,只有美國一家運營商AlliedRiser的企業模式獨樹一幟,在商業大樓中敷設自己的光纖,然后在用戶中共享接入帶寬。這樣,假如可能,它將在大樓或樓群內安裝自己的LAN交換機和路由器。AlliedRiser不提供終端到終端的光以太網,而是將光以太網用于本地的IP路由器。AlliedRiser出售Internet接入帶寬,每用戶帶寬從512K到100M不等,并且利用獨立接口在大樓與最近POP間傳輸業務,速度可從T1到1G,視情況而定。這有別于使用1G以太網連接的Yipes及其它公司,它們的傳輸速率范圍較小。

光以太網MAN

  SP以高速接入為起點,正在力求向MAN擴展其業務,而且通常情況是可變速率的業務。但由于光以太網與以太網LAN密切相關,所以急需為分布極不集中的LAN提供全帶寬連接,即透明的LAN業務。

  在城域,光以太網業務將會與現有的MAN進行激烈競爭,其中與基于ATM和幀中繼以及在更低程度上,基于SMDS的MAN的競爭將尤為激烈。

  假如城域環路或者單個樓群內敷設有光纖,則在傳輸IP業務以及其它傳統協議時,光以太網會比ATM和其他IP技術更具價格優勢。

  盡管光以太網具有封裝功能,可以傳輸令牌環路業務,但截至目前還未開發出封裝標準。所以,ATM在這個領域內仍保持優勢,但這一市場規模較小,且在日益萎縮。傳統領域和NovellInternetworkPacketExchange(IPX)LAN領域的發展邁出極為重要的一步,既以太網無需采用昂貴的封裝技術即可傳輸SNA和IPX業務。因此,光以太網將比ATM和基于路由器的網絡更具優勢。ATM在連接不能使用光以太網連接的站點方面仍保持優勢。

突發和固定速率MANs

  IDC認為固定速率業務將會在早期的光以太網中廣泛應用,因為這些正是大型數據中心所要求使用的。光以太網交換機要求在所涉及的LAN交換機間設置直接鏈路,或者使用SONET(或假如可能,用DWDM)分配固定帶寬。Web主機托管業務和應用服務供給商將會對以100Mbps或更高速率連接站點更感愛好,但這只是一個極有限的市場。企業用戶僅會在站點間占用為數不多的固定帶寬,原因很簡單,很分散的公司辦事處間平時很少要求使用高帶寬連接。因此,可望出現固定速率和突發光以太網業務。除了連接企業站點,光以太網用戶將希望能夠高速接入Internet,即部分光纖接入帶寬用于接入Internet,部分用于接入MAN網絡。在這一應用的推動下,在光以太網內部提供VPN功能的機會將早日到來。

基于VLAN的VPN

  既然如此,VPN業務應該與計劃推出的基于MPLS的IP業務相似,該協議將數據包分為個人用戶業務和特定級別的業務。以太網VPN與IPVPN不同,它無需使用隧道和加密,因為這些功能都不必要。

  以太網VPN與MPLS相似,它們都基于802.1q協議。802.1q能同802.1p一道為LAN數據包添加優先級分配功能,把數據包從其它的聚合的業務流量中拆分出來,并為它們分配優先級別和QoS特性。因為802.1q是一個VLAN協議,不是VPN協議,所以它能規定虛擬廣播域,而不能指定虛擬路徑。但是,因為802.1q的報頭能與以太網MAC(消息鑒權代碼)地址一起使用,指定到達同一地址的不同路徑,所以與MPLS殊途同歸。這樣,當來自不同用戶的數據包在同一線路上傳輸時,就能提供保護措施。

  標準802.1q能把網絡分為4096個子網。但一些SP認為這還不夠,所以北電網絡把802.1q標記中的目的地址空間增大了一倍,達到24位,并把總標記長度增加到6個字節。地址空間增加一倍旨在把子網數量增加到1,700多萬個。北電網絡正計劃陸續把修正方案提交給各標準委員會,首先是IETF(Internet工程專家小組)。

  然而,由于802.1qVPN和MPLSVPN的概念相似,所以大量的工作都集中在開發能與MPLS協作運行的軟件上。更嚴重的問題是,802.1q目前仍基于橋接的方法,這要求使用生成樹算法,在大型網絡中很難治理。

  但是,SP似乎不會只通過第2層來構建大型的復雜網絡。由此,802.1q則能夠更好地用于把發往或來自Internet的接入業務與發往或來自其它SP業務(如MAN)的接入業務進行分離。當802.1q報頭在帶寬更高的LAN骨干網中傳輸時,它將作為差分業務的工具在MAN中繼續使用。例如,假如一個SP必須在單個本地骨干網線路上傳輸100位不同用戶的100Mbps以太網業務流,最可行的方法就是把這些業務集中到一條10Gbps光以太網信道上。但以太網與ATM的恒定比特率業務不同,它不能集中業務流,只能集中單個業務流的數據包,這就意味著不同用戶的數據包不能在10Gbps線路上混合,而確保各用戶安全的唯一辦法就是使用VPN字段。

  因為每個數據包將按它被接收的先后順序來處理,所以沒有什么機制能保證每個用戶都能從端到端網絡得到100Mbps,除非SP過量使用10Gbps鏈路或一些用戶比其他用戶擁有更高的優先級,這樣每個用戶才可能獲得100Mbps。因為線路昂貴,而且過量使用10Gbps鏈路是SP增加收入的傳統方式,因此,SP過量使用10Gbps鏈路就是最可行的辦法。當線路被過量使用時,SP將努力來保證QoS。使用802.1q和802.1p可把QoS的功能發揮到極限,但它不能擴展ATM的功能。

  廠商把VPN看作光以太網的功能之一,但似乎VPN是屬于MAN范疇,而且被它當作MAN業務銷售。因此,在基于信道的VPN中,VPN功能是其他業務的實現技術,它本身不應被當作業務。

以太網或IP,還是以太網和IP?

  光以太網借助低成本設備實現了成本節約,該技術的巨大優勢是它是第二層業務。然而,該特性也有缺陷。假如超大第二層網絡建成,他們會面臨早期橋接式LAN所導致的問題,如廣播風暴和環路故障。但假如在簡單的SP網絡中使用以太網,就能帶來以下優勢:

  因為在SNA大型機上的以太網接口已使用多年,所以以太網能用低成本承載傳統業務。而且,還能用Novell的IPX。它們都無需封裝入要求使用多協議路由器們在IP中。

  只要網絡不復雜,光以太網就能開發廣域或城域以太網,在這些網絡中,企業只需在一中心站點維持一臺或少量路由器。防火墻和服務器同樣可被集中,這樣便能方便治理。當第三層協議使用IP時,SP就能在他們的站點上維護路由器和防火墻,并開展可治理的服務器業務和安全業務。該功能不一定適合大型企業,但非常適合小型企業、共享網絡和聯合企業。

  光以太網和IP在光鏈路設備上的差別表現為他們分別使用不同的接口,即分別為10Gbps以太網NIC接口和OC-192cPOS接口,它們都以相同的10Gbps數據速率運行。

  他們之間最主要的差別就是價格。10Gbps光以太網NIC的售價還不清楚,估計就幾萬美元,但OC-192cPOS卡的售價高達20萬美元左右。盡管10Gbps以太網標準已經提出,但差別仍然存在,例如像POS,也同樣在SONET幀中運行數據包。添加SONET就意味著要增加設備成本,雖然如此,但動態市場要求以太網設備的成本遠遠低于路由器或ATM領域的設備成本。




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