萬兆以太網(wǎng)的技術(shù)特色及其應(yīng)用前景

1、萬兆以太網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生的背景和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

　　與所有嚴謹?shù)目茖W(xué)一樣，萬兆以太網(wǎng)技術(shù)并非是某位天才一拍腦袋發(fā)明的。從1973施樂公司(Xerox)提出并實現(xiàn)以太網(wǎng)技術(shù)，到1999年萬兆以太網(wǎng)經(jīng)歷組織成型，2000年萬兆以太網(wǎng)的革案成型及互操作性測試，到2002年6月完成802.3ae10GE標準的制定，仔細一想，原來以太網(wǎng)發(fā)展到萬兆網(wǎng)絡(luò)時，剛好到了孔子所說的“三十而立”之年呢。

　　眾所周知，從1983年以來，局域網(wǎng)領(lǐng)域是以太網(wǎng)技術(shù)(802.3)與令牌總線(802.4)、令牌環(huán)(802.5)三分天下。但隨著時間的推移，這種局面漸漸變成了現(xiàn)在以太網(wǎng)一家獨秀。為什么呢？理由其實很簡單，因為以太網(wǎng)技術(shù)的每一次產(chǎn)品變革，都是“科技適應(yīng)社會需要”的表現(xiàn)。他既沒有落伍于社會的發(fā)展，成為拖累；也沒有不顧現(xiàn)實情況，發(fā)明而沒有實用。從全雙工以太網(wǎng)、百兆以太網(wǎng)、802.3u快速以太網(wǎng)標準、到現(xiàn)在的萬兆以太網(wǎng)，以太網(wǎng)技術(shù)所以能如此長足發(fā)展，絕非偶然。

　　2002年中旬，隨著802.3ae10GE標準的正式發(fā)布，標志著萬兆以太網(wǎng)迎來一個新的春天。這個統(tǒng)一的標準，使用戶在選擇時不必再擔心廠商之間的產(chǎn)品不能兼容的問題，大大規(guī)范了產(chǎn)商之間的競爭。其最終對萬兆以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的促進意義，是顯而易見的。目前，包括華為3Com、Avaya、Cisco、Enterasys、Foundry和Riverstone公司在內(nèi)的多家廠商已推出多款萬兆以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品，成就了今天以太網(wǎng)技術(shù)的全新局面。

2、萬兆以太網(wǎng)的技術(shù)特色和顯著特征

　　萬兆以太網(wǎng)相對于以往代表最高適用度的千兆以太網(wǎng)擁有著絕對的優(yōu)勢和特點。其技術(shù)特色首先表現(xiàn)在物理層面上。萬兆以太網(wǎng)是一種只采用全雙工與光纖的技術(shù)，其物理層(PHY)和OSI模型的第一層(物理層)一致，它負責(zé)建立傳輸介質(zhì)(光纖或銅線)和MAC層的連接，MAC層相當于OSI模型的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)。在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模型中，把PHY進一步劃分為物理介質(zhì)關(guān)聯(lián)層(PMD)和物理代碼子層(PCS)。光學(xué)轉(zhuǎn)換器屬于PMD層。PCS層由信息的編碼方式(如64B/66B)、串行或多路復(fù)用等功能組成。

　　其次，萬兆以太網(wǎng)技術(shù)基本承襲了以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)及千兆以太網(wǎng)技術(shù)，因此在用戶普及率、使用方便性、網(wǎng)絡(luò)互操作性及簡易性上皆占有極大的引進優(yōu)勢。在升級到萬兆以太網(wǎng)解決方案時，用戶不必擔心既有的程序或服務(wù)是否會受到影響，升級的風(fēng)險非常低，同時在未來升級到40G甚至100G都將是很明顯的優(yōu)勢。

　　第三，萬兆標準意味著以太網(wǎng)將具有更高的帶寬(10GB)和更遠的傳輸距離(最長傳輸距離可達40公里)。

　　第四、在企業(yè)網(wǎng)中采用萬兆以太網(wǎng)可以最好地連接企業(yè)網(wǎng)骨干路由器，這樣大大簡化了網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)性能。

　　第五、萬兆以太網(wǎng)技術(shù)提供了更多的更新功能，大大提升QoS，具有相當?shù)母锩�性，因此，能更好的滿足網(wǎng)絡(luò)安全、服務(wù)質(zhì)量、鏈路保護等多個方面需求。

　　最后，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深入，WAN/MAN與LAN融和已經(jīng)成為大勢所趨，各自的應(yīng)用領(lǐng)域也將獲得新的突破，而萬兆以太網(wǎng)技術(shù)讓工業(yè)界找到了一條能夠同時提高以太網(wǎng)的速度、可操作距離和連通性的途徑，萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用必將為三網(wǎng)發(fā)展與融和提供新的動力。

萬兆以太網(wǎng)還有十分明顯的應(yīng)用特征：

　　1)萬兆以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單、管理方便、價格低廉。由于沒有采用訪問優(yōu)先控制技術(shù)，簡化了訪問控制的算法，從而簡化了網(wǎng)絡(luò)的管理，并降低了部署的成本，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

　　2)過去有時需采用數(shù)個千兆捆綁以滿足交換機互連所需的高帶寬，因而浪費了更多的光纖資源，現(xiàn)在可以采用萬兆互連，甚至4個萬兆捆綁互連，達到40GB的寬帶水平。

　　3)采用萬兆以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)管理者可以用實時方式，也可以用歷史累積方式輕松地看到第2層到第7層的網(wǎng)絡(luò)流量。允許“永遠在線”監(jiān)視，能夠鑒別干擾或入侵監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸，獲取計費信息或呼叫數(shù)據(jù)記錄，從網(wǎng)絡(luò)中獲取商業(yè)智能。

　　4)以太網(wǎng)的可平滑升級保護了用戶的投資，以太網(wǎng)的改進始終保持向前兼容，使得用戶能夠?qū)崿F(xiàn)無縫的升級，一方面不需要額外的投資升級上層應(yīng)用系統(tǒng)，也不影響原來的業(yè)務(wù)部署和應(yīng)用。

　　以太網(wǎng)技術(shù)的持續(xù)改進滿足了用戶不斷增長的需求，以太網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展過程中得到了不斷的改進，如物理介質(zhì)從粗同軸電纜到細同軸電纜、雙絞線、光纖的擴展，網(wǎng)絡(luò)功能從共享以太網(wǎng)到全雙工、交換以太網(wǎng)的進步，傳輸速率從10MB到100MB、1000MB乃至10GB的提升，極大地滿足了廣大用戶對各類應(yīng)用的需求。

3、萬兆以太網(wǎng)適合的領(lǐng)域及應(yīng)用

　　既然萬兆以太網(wǎng)標準已經(jīng)出臺，技術(shù)已經(jīng)成熟，那么其應(yīng)用前景如何，市場空間又有多大？

　　首先，就目前網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀而言，萬兆以太網(wǎng)首先應(yīng)用場合將是數(shù)據(jù)中心的出口、城域網(wǎng)的骨干。作為匯聚客戶連接的城域網(wǎng)的邊緣，如果采用萬兆交換機和第2層(802.1q/p、802.1W等等IEEE標準)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，就能在城市的任何角落迅速地部署本地以太網(wǎng)服務(wù)。

　　其次，如今的教育園區(qū)網(wǎng)，無論在信息訪問量、用戶數(shù)還是業(yè)務(wù)應(yīng)用上，與幾年前相比已有極大的改變。根據(jù)近幾年權(quán)威機構(gòu)的統(tǒng)計，所有行業(yè)的信息訪問量排行中，教育行業(yè)一直高居榜首，出口訪問利用率可以達到97%，這是一個非常值得關(guān)注的現(xiàn)象。

　　因此，隨著高校多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、數(shù)字圖書館等應(yīng)用的開展，高校校園網(wǎng)將是萬兆以太網(wǎng)的重要應(yīng)用場合，利用10GE的高速鏈路構(gòu)建校園網(wǎng)的骨干鏈路以及各個分校區(qū)和本部之間的連接，實現(xiàn)端到端的以太網(wǎng)訪問，提高了傳輸?shù)男�率，有效地保證了遠程多媒體教學(xué)、數(shù)字圖書館等業(yè)務(wù)的開展。

　　第三，隨著服務(wù)器紛紛采用千兆鏈路連接網(wǎng)絡(luò)，匯聚這些服務(wù)器的上行帶寬將會很快成為瓶頸，使用10GE高速鏈路能夠為數(shù)據(jù)中心出口提供充分的帶寬保障。

　　第四，城域網(wǎng)建設(shè)的深入，各種豐富的內(nèi)容業(yè)務(wù)(如各種流媒體視頻應(yīng)用、多媒體互動游戲)紛紛出現(xiàn)，對城域網(wǎng)帶寬提出更高需求，而使用傳統(tǒng)的SDH、DWDM等技術(shù)作為骨干存在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難于維護、建設(shè)成本高等問題，在城域網(wǎng)的骨干層部署10GE可以簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低部署成本，便于維護，通過端到端以太網(wǎng)來打造低成本、高性能、具有豐富業(yè)務(wù)支持能力的城域網(wǎng)。

　　最后，由于萬兆以太網(wǎng)技術(shù)是過去以太網(wǎng)技術(shù)的延伸，完全兼容原有網(wǎng)絡(luò)，支持原有應(yīng)用，因此在既有的網(wǎng)絡(luò)市場上，尤其是寬帶需求較為殷切的市場上將會有較大的發(fā)揮空間，同時，由于以太網(wǎng)與SONET/SDH(PoS)在長期的發(fā)展中有相當?shù)膬r格優(yōu)勢，而萬兆以太網(wǎng)又支持與SONET/SDH基礎(chǔ)架構(gòu)的無縫連接能力，這使得過去一直是SONET/SDH壟斷的廣域網(wǎng)市場出現(xiàn)了新的競爭者。在以太網(wǎng)技術(shù)作為存儲網(wǎng)絡(luò)平臺時，低時延與高效都是關(guān)鍵性的要求，因此萬兆位以太網(wǎng)都可以用來架構(gòu)一個以太平臺的存儲網(wǎng)絡(luò)。這是一個新興的應(yīng)用，可以滿足存儲設(shè)備的高速互連，提高存儲設(shè)備的備份及災(zāi)難恢復(fù)效率。

　　總之，萬兆以太網(wǎng)的適用領(lǐng)域十分的廣闊。各種迅速增長的帶寬密集型項目，像高帶寬園區(qū)骨干、數(shù)據(jù)中心匯聚、集群和網(wǎng)格計算、合一(語音、視頻、圖像和數(shù)據(jù))的通信、存儲組網(wǎng)、金融交易以及政府、醫(yī)療保健領(lǐng)域和大學(xué)的超級計算研究等，都離不開萬兆以太網(wǎng)技術(shù)。

　　目前在萬兆以太網(wǎng)用戶中，基本上是對技術(shù)有遠見者及對新技術(shù)易于接受者所采用，如高等學(xué)府、研究單位及技術(shù)含量成分較高的用戶。

4、華為3Com：萬兆交換構(gòu)筑校園網(wǎng)核心

　　就萬兆交換技術(shù)應(yīng)用在國內(nèi)的部署，華為3Com覺得目前的情況是教育先行。隨著校園信息化的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息點數(shù)量的不斷提升，用戶使用人數(shù)的不斷增加，各類業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn)，校園網(wǎng)帶寬匱乏，特別是核心網(wǎng)帶寬匱乏已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象。用戶長期在網(wǎng)，F(xiàn)TP應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)上視訊等長期消耗大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，學(xué)校自身提供網(wǎng)上教學(xué)、E-Learning等業(yè)務(wù)也導(dǎo)致骨干帶寬愈加匱乏，使得千兆交換機已經(jīng)不能適應(yīng)大型校園骨干網(wǎng)發(fā)展趨勢�；�于教育園區(qū)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，華為3Com公司適時提出萬兆教育網(wǎng)解決方案，以解決日益增長的帶寬需求、業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定需求及擴容升級需求，滿足高性價比、高收益率的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方針。

　　華為3Com公司的萬兆園區(qū)解決方案主要考慮如下幾點：

　　1)滿足用戶未來發(fā)展所需的骨干帶寬：TBits級教育園區(qū)網(wǎng)解決方案考慮目前教育網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，利用Quidway S8500系列強大的背板容量，提升整體網(wǎng)絡(luò)的使用壽命，滿足用戶未來幾年對教育園區(qū)網(wǎng)骨干帶寬的需求；

　　2)追求業(yè)務(wù)與性能的和諧之美：華為3Com公司增強了核心萬兆三層交換機的業(yè)務(wù)支持能力，從硬件結(jié)構(gòu)上支持全分布式業(yè)務(wù)處理，提高了業(yè)務(wù)性能，解決了全網(wǎng)智能化對核心設(shè)備的業(yè)務(wù)支持要求。

　　3)滿足用戶可靠性需求：華為3Com公司利用電信設(shè)備提供商所積累的驚艷，在萬兆教育園區(qū)網(wǎng)解決方案中提供了高可靠性保證技術(shù)，利用整機99.999%的可靠性實現(xiàn)提升整網(wǎng)不間斷運行時間的目的。

　　4)提供最低TCO：對于容量和業(yè)務(wù)瓶頸的高價格核心設(shè)備，我們提供了容量到業(yè)務(wù)的逐步升級，保證強大的擴容升級能力，最終實現(xiàn)整網(wǎng)最低TCO�！�

　　作為萬兆教育網(wǎng)解決方案的核心，Quidway S8500由華為3Com公司自主研發(fā)，基于10G平臺設(shè)計，并提供10GE接口；包括提供5個業(yè)務(wù)槽位的Quidway S8505和12個槽位的Quidway S8512兩款產(chǎn)品，它們唯一的區(qū)別就是容量不同，各種業(yè)務(wù)特性完全一致，各種單板完全兼容；該系列產(chǎn)品秉承全分布式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用功能強大的ASIC芯片進行高速路由查找，并通過Crossbar技術(shù)進行高速報文交換，從而大大提升了路由交換機的專訪性能和擴充能力；實現(xiàn)MPLS、IPv6的分布式線速轉(zhuǎn)發(fā)，并以10G NP實現(xiàn)線速NAT、Webswitch等高性能業(yè)務(wù)，在線速轉(zhuǎn)發(fā)的基礎(chǔ)上能夠提供強大的QoS保障，并支持豐富的ACL、策略路由、安全等特性。目前，該產(chǎn)品已在安徽大學(xué)、煙臺大學(xué)、山東大學(xué)、北京財貿(mào)管理干部學(xué)院等項目中取得了成功應(yīng)用。

　　除萬兆校園網(wǎng)外，Quidway 8500系列還可廣泛應(yīng)用于電子政務(wù)網(wǎng)核心層、教育城域網(wǎng)核心層、園區(qū)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)核心層以及運營商IP城域網(wǎng)核心層、匯聚層，充分實現(xiàn)TBits級交換平臺、線速業(yè)務(wù)、電信級可靠性和最低TCO，為客戶提供”凸顯和諧之美“的解決方案。

結(jié)語

　　技術(shù)在飛快的進步，在這個信息化水平已成為衡量一個國家和地區(qū)綜合實力重要標志的新經(jīng)濟時代，越來越多的社會機構(gòu)內(nèi)部復(fù)雜而龐大信息系統(tǒng)的整合，ERP和CRM的運轉(zhuǎn)，語音、視頻等新應(yīng)用需求的提出，大大增加了對網(wǎng)絡(luò)帶寬和IP智能應(yīng)用的要求，這種現(xiàn)象呼喚著萬兆網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)目前市場狀況以及技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，預(yù)計不用太久，萬兆網(wǎng)絡(luò)將逐漸成為網(wǎng)絡(luò)交換市場的主流。