萬兆以太網技術產生的背景和技術特征

1、萬兆以太網技術產生的背景和國內外發展現狀

與所有嚴謹的科學一樣，萬兆以太網技術并非是某位天才一拍腦袋發明的。從1973施樂公司(Xerox)提出并實現以太網技術，到1999年萬兆以太網經歷組織成型，2000年萬兆以太網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，原來以太網發展到萬兆網絡時，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，局域網領域是以太網技術(802.3)與令牌總線(802.4)、令牌環(802.5)三分天下。但隨著時間的推移，這種局面漸漸變成了現在以太網一家獨秀。為什么呢？理由其實很簡單，因為以太網技術的每一次產品變革，都是“科技適應社會需要”的表現。他既沒有落伍于社會的發展，成為拖累；也沒有不顧現實情況，發明而沒有實用。從全雙工以太網、百兆以太網、802.3u快速以太網標準、到現在的萬兆以太網，以太網技術所以能如此長足發展，絕非偶然。


2002年中旬，隨著802.3ae10GE標準的正式發布，標志著萬兆以太網迎來一個新的春天。這個統一的標準，使用戶在選擇時不必再擔心廠商之間的產品不能兼容的問題，大大規范了產商之間的競爭。其最終對萬兆以太網技術發展的促進意義，是顯而易見的。目前，包括華為3Com、Avaya、Cisco、Enterasys、Foundry和Riverstone公司在內的多家廠商已推出多款萬兆以太網交換機產品，成就了今天以太網技術的全新局面。


2、萬兆以太網的技術特色和顯著特征

萬兆以太網相對于以往代表最高適用度的千兆以太網擁有著絕對的優勢和特點。其技術特色首先表現在物理層面上。萬兆以太網是一種只采用全雙工與光纖的技術，其物理層(PHY)和OSI模型的第一層(物理層)一致，它負責建立傳輸介質(光纖或銅線)和MAC層的連接，MAC層相當于OSI模型的第二層(數據鏈路層)。在網絡的結構模型中，把PHY進一步劃分為物理介質關聯層(PMD)和物理代碼子層(PCS)。光學轉換器屬于PMD層。PCS層由信息的編碼方式(如64B/66B)、串行或多路復用等功能組成。


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


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


第四、在企業網中采用萬兆以太網可以最好地連接企業網骨干路由器，這樣大大簡化了網絡拓撲結構，提高網絡性能。


第五、萬兆以太網技術提供了更多的更新功能，大大提升QoS，具有相當的革命性，因此，能更好的滿足網絡安全、服務質量、鏈路保護等多個方面需求。


最后，隨著網絡應用的深入，WAN/MAN與LAN融和已經成為大勢所趨，各自的應用領域也將獲得新的突破，而萬兆以太網技術讓工業界找到了一條能夠同時提高以太網的速度、可操作距離和連通性的途徑，萬兆以太網技術的應用必將為三網發展與融和提供新的動力。


萬兆以太網還有十分明顯的應用特征：


1)萬兆以太網結構簡單、管理方便、價格低廉。由于沒有采用訪問優先控制技術，簡化了訪問控制的算法，從而簡化了網絡的管理，并降低了部署的成本，因而得到了廣泛的應用。


2)過去有時需采用數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，現在可以采用萬兆互連，甚至4個萬兆捆綁互連，達到40G的寬帶水平。


3)采用萬兆以太網，網絡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層的網絡流量。允許“永遠在線”監視，能夠鑒別干擾或入侵監測，發現網絡性能瓶頸，獲取計費信息或呼叫數據記錄，從網絡中獲取商業智能。


4)以太網的可平滑升級保護了用戶的投資，以太網的改進始終保持向前兼容，使得用戶能夠實現無縫的升級，一方面不需要額外的投資升級上層應用系統，也不影響原來的業務部署和應用。


以太網技術的持續改進滿足了用戶不斷增長的需求，以太網技術在發展過程中得到了不斷的改進，如物理介質從粗同軸電纜到細同軸電纜、雙絞線、光纖的擴展，網絡功能從共享以太網到全雙工、交換以太網的進步，傳輸速率從10M到100M、1000M乃至10G的提升，極大地滿足了廣大用戶對各類應用的需求。



既然萬兆以太網標準已經出臺，技術已經成熟，那么其應用前景如何，市場空間又有多大？


首先，就目前網絡現狀而言，萬兆以太網首先應用場合將是數據中心的出口、城域網的骨干。作為匯聚客戶連接的城域網的邊緣，如果采用萬兆交換機和第2層(802.1q/p、802.1W等等IEEE標準)構建網絡，就能在城市的任何角落迅速地部署本地以太網服務。


其次，如今的教育園區網，無論在信息訪問量、用戶數還是業務應用上，與幾年前相比已有極大的改變。根據近幾年權威機構的統計，所有行業的信息訪問量排行中，教育行業一直高居榜首，出口訪問利用率可以達到97%，這是一個非常值得關注的現象。


因此，隨著高校多媒體網絡教學、數字圖書館等應用的開展，高校校園網將是萬兆以太網的重要應用場合，利用10GE的高速鏈路構建校園網的骨干鏈路以及各個分校區和本部之間的連接，實現端到端的以太網訪問，提高了傳輸的效率，有效地保證了遠程多媒體教學、數字圖書館等業務的開展。


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


第四，城域網建設的深入，各種豐富的內容業務(如各種流媒體視頻應用、多媒體互動游戲)紛紛出現，對城域網帶寬提出更高需求，而使用傳統的SDH、DWDM等技術作為骨干存在網絡結構復雜、難于維護、建設成本高等問題，在城域網的骨干層部署10GE可以簡化網絡結構，降低部署成本，便于維護，通過端到端以太網來打造低成本、高性能、具有豐富業務支持能力的城域網。


最后，由于萬兆以太網技術是過去以太網技術的延伸，完全兼容原有網絡，支持原有應用，因此在既有的網絡市場上，尤其是寬帶需求較為殷切的市場上將會有較大的發揮空間，同時，由于以太網與SONET/SDH(PoS)在長期的發展中有相當的價格優勢，而萬兆以太網又支持與SONET/SDH基礎架構的無縫連接能力，這使得過去一直是SONET/SDH壟斷的廣域網市場出現了新的競爭者。在以太網技術作為存儲網絡平臺時，低時延與高效都是關鍵性的要求，因此萬兆位以太網都可以用來架構一個以太平臺的存儲網絡。這是一個新興的應用，可以滿足存儲設備的高速互連，提高存儲設備的備份及災難恢復效率。


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


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

4、華為3Com：萬兆交換構筑校園網核心

就萬兆交換技術應用在國內的部署，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展，網絡信息點數量的不斷提升，用戶使用人數的不斷增加，各類業務的不斷出現，校園網帶寬匱乏，特別是核心網帶寬匱乏已經成為普遍現象。用戶長期在網，FTP應用、網絡游戲、網上視訊等長期消耗大量的網絡帶寬，學校自身提供網上教學、E-Learning等業務也導致骨干帶寬愈加匱乏，使得千兆交換機已經不能適應大型校園骨干網發展趨勢?；诮逃龍@區網的發展現狀和趨勢，華為3Com公司適時提出萬兆教育網解決方案，以解決日益增長的帶寬需求、業務需求、網絡穩定需求及擴容升級需求，滿足高性價比、高收益率的網絡建設方針。


華為3Com公司的萬兆園區解決方案主要考慮如下幾點：


1)滿足用戶未來發展所需的骨干帶寬：TBits級教育園區網解決方案考慮目前教育網絡應用現狀和發展趨勢，利用Quidway S8500系列強大的背板容量，提升整體網絡的使用壽命，滿足用戶未來幾年對教育園區網骨干帶寬的需求；


2)追求業務與性能的和諧之美：華為3Com公司增強了核心萬兆三層交換機的業務支持能力，從硬件結構上支持全分布式業務處理，提高了業務性能，解決了全網智能化對核心設備的業務支持要求。


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


4)提供最低TCO：對于容量和業務瓶頸的高價格核心設備，我們提供了容量到業務的逐步升級，保證強大的擴容升級能力，最終實現整網最低TCO。“


作為萬兆教育網解決方案的核心，Quidway S8500由華為3Com公司自主研發，基于10G平臺設計，并提供10GE接口；包括提供5個業務槽位的Quidway S8505和12個槽位的Quidway S8512兩款產品，它們唯一的區別就是容量不同，各種業務特性完全一致，各種單板完全兼容；該系列產品秉承全分布式體系結構設計，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MPLS、IPv6的分布式線速轉發，并以10G NP實現線速NAT、Webswitch等高性能業務，在線速轉發的基礎上能夠提供強大的QoS保障，并支持豐富的ACL、策略路由、安全等特性。目前，該產品已在安徽大學、煙臺大學、山東大學、北京財貿管理干部學院等項目中取得了成功應用。


除萬兆校園網外，Quidway 8500系列還可廣泛應用于電子政務網核心層、教育城域網核心層、園區網和企業網核心層以及運營商IP城域網核心層、匯聚層，充分實現TBits級交換平臺、線速業務、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。


結語

技術在飛快的進步，在這個信息化水平已成為衡量一個國家和地區綜合實力重要標志的新經濟時代，越來越多的社會機構內部復雜而龐大信息系統的整合，ERP和CRM的運轉，語音、視頻等新應用需求的提出，大大增加了對網絡帶寬和IP智能應用的要求，這種現象呼喚著萬兆網絡。根據目前市場狀況以及技術發展的趨勢來看，預計不用太久，萬兆網絡將逐漸成為網絡交換市場的主流。(

原文轉自：http://www.kjueaiud.com