摘要：文中論述了千兆以太網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢及千兆網(wǎng)交換技術(shù)，闡述了信息網(wǎng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)及原則，介紹了選用CB千兆產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及校園網(wǎng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：千兆以太網(wǎng) 交換技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 校園網(wǎng)

1.千兆以太網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢

在局域網(wǎng)中為了維持直徑為200米的最大碰撞區(qū)域，最小CSMA/CD載波時(shí)間,以太網(wǎng)時(shí)間片已從目前的512比特?cái)U(kuò)展到512字節(jié)(4096比特)，最小信息包大小仍為64字節(jié)。載波擴(kuò)展特性在不修改最小包尺寸的條件下解決了CSMA/CD固有的時(shí)序問題。雖然這些改變可能會(huì)影響到小信息包的性能，然而這種影響已經(jīng)被CSM/CD算法中稱作信息包突發(fā)傳送的特性所抵消。千兆位以太網(wǎng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于它對(duì)現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性。

同100M位以太網(wǎng)一樣,千兆位以太網(wǎng)使用與10M位以太網(wǎng)相同的幀格式和幀大小,以及相同的CSMA/CD協(xié)議。這意味著廣大的以太網(wǎng)用戶可以對(duì)現(xiàn)有以太網(wǎng)進(jìn)行平滑的、無需中斷的升級(jí),而且無需增加附加的協(xié)議棧或中間件。同時(shí),千兆位以太網(wǎng)還繼承了以太網(wǎng)的其它優(yōu)點(diǎn),如可靠性較高,易于管理等。

千兆以太網(wǎng)相比其他技術(shù)具有大帶寬的優(yōu)勢，并且仍具有發(fā)展空間，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織正在制定10G以太網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)基于以太網(wǎng)幀層及IP層的優(yōu)先級(jí)控制機(jī)制和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以及各種QoS支持技術(shù)也逐漸成熟，為實(shí)施要求更佳服務(wù)質(zhì)量的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。伴隨光纖制造和傳輸技術(shù)的進(jìn)步，千兆位以太網(wǎng)的傳輸距離可達(dá)百公里，這使得其逐漸成為構(gòu)建城域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)絡(luò)的一種技術(shù)選擇。

主干采用千兆以太網(wǎng)的好處在于：千兆位以太網(wǎng)將提供10倍于快速以太網(wǎng)的性能并與現(xiàn)有的10/100 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)兼容。同時(shí)為10/100/1000 Mbps 開發(fā)的虛擬網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 802.1Q以及優(yōu)先級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 802.1p 都已推廣，千兆網(wǎng)已成為構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)主干的主流技術(shù)。

1998 年六月已制定完成的第一個(gè)千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 802.3 以使用光纖線纜和短程銅線線纜的全雙工鏈接為對(duì)象。針對(duì)半雙工和遠(yuǎn)程銅線線纜的標(biāo)準(zhǔn) 802.3ab 于 1999 年內(nèi)出臺(tái)。

千兆位以太網(wǎng)將提供完美無缺的遷移途徑，充分保護(hù)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上的投資。千兆位以太網(wǎng)將保留802.3和以太網(wǎng)幀格式以及 802.3 受管理的對(duì)象規(guī)格，從而將使企業(yè)能夠在升級(jí)至千兆性能的同時(shí)，保留現(xiàn)有的線纜、操作系統(tǒng)、協(xié)議、桌面應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)管理戰(zhàn)略與工具。

千兆位以太網(wǎng)相對(duì)于原有的快速以太網(wǎng)、FDDI、ATM等主干網(wǎng)解決方案，提供了另一條改善交換機(jī)與交換機(jī)之間骨干連接和交換機(jī)與服務(wù)器之間連接的可靠、經(jīng)濟(jì)的途徑。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員將能夠建立有效使用高速、任務(wù)關(guān)鍵的應(yīng)用程序和文件備份的高速基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)管理人員將為用戶提供對(duì)Internet、Intranet、城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的更快速的訪問。

千兆位產(chǎn)品提供商，具有完整的千兆以太網(wǎng)產(chǎn)品線，可契合用戶需求提供完整的解決方案。從核心的網(wǎng)絡(luò)主干交換機(jī)到邊緣的客戶機(jī)服務(wù)器千兆接入，有針對(duì)用戶需求設(shè)計(jì)的高性能的產(chǎn)品。千兆以太網(wǎng)交換機(jī)的部署，是一個(gè)非常引人注目的技術(shù)。目前,許多廠商的交換機(jī)把第2層交換和第3層交換融于一體，不論交換還是路由,都能提供至少1000萬pps的轉(zhuǎn)發(fā)速率，甚至有的產(chǎn)品還可達(dá)到2000萬pps。這些高性能的特點(diǎn)對(duì)于Intranet來講已顯得非常重要，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的局域網(wǎng)流量80/20自然法則(即80%的流量在本地工作組網(wǎng)絡(luò)內(nèi)和20%的流量流向骨干網(wǎng))已經(jīng)過時(shí)。

千兆以太網(wǎng)高速的多層數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力是千兆以太網(wǎng)技術(shù)能提供最好的性能價(jià)格比的有力例證。不僅如此，千兆以太網(wǎng)技術(shù)對(duì)于降低網(wǎng)絡(luò)的長期擁有成本也是大有裨益的。

2.千兆網(wǎng)交換技術(shù)

從1996年底開始，有些公司陸續(xù)推出集成了第2層交換和第3層路由的交換機(jī)產(chǎn)品,這種技術(shù)稱之為“多層交換(multilayer switching)”。它為第2層交換技術(shù)增加了路由層服務(wù)，支持有選擇的廣播和組播抑制，支持VLAN及VLAN之間的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和防火墻功能，全面支持TCP/IP和IPX路由。

經(jīng)過將近4年時(shí)間的發(fā)展，這些功能不斷地得到了完善和加強(qiáng),使得多層交換機(jī)比傳統(tǒng)的路由器的性能價(jià)格比高出8至16倍。而新一代多層交換機(jī)以千兆以太交換技術(shù)為核心, 可以提供更加吸引人的性能價(jià)格比，是部門級(jí)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中替代傳統(tǒng)路由器的最理想的可以提供多層交換的交換機(jī)。同時(shí),其直接傳輸距離目前已達(dá)到130公里，完全可以實(shí)現(xiàn)以千兆以太網(wǎng)為骨干的大的企業(yè)局域網(wǎng)，骨干傳輸速率為2Gbps(全雙工模式)。

推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的主要因素推動(dòng)高速多層交換技術(shù)發(fā)展的最大因素是采用廉價(jià)的10/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡的Internet和Intranet的大量部署。目前的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)離傳統(tǒng)的c/s計(jì)算模式的層次結(jié)構(gòu)越來越遠(yuǎn)，傳統(tǒng)的c/s模式的80/20流量法則已成為過去。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方面, 傳統(tǒng)的路由器加Hub或第2層交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)部署模式也將變成歷史。

另外，Intranet支持更加復(fù)雜的和對(duì)帶寬敏感的各種多媒體數(shù)據(jù)流,如數(shù)據(jù)、文件、圖片、動(dòng)畫、聲音和視頻等。一個(gè)Intranet最終用戶對(duì)帶寬的要求至少要比非Intranet 用戶多50%～100%。同時(shí),寬帶接入已成為發(fā)展趨勢。

另一個(gè)值得注意的問題是，為用戶提供快速以太網(wǎng)連接可以提供更多的帶寬余量來處理突發(fā)的交通量，這點(diǎn)是10BASE-T技術(shù)無法比擬的。突發(fā)流量是IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特點(diǎn)之一。廉價(jià)和高帶寬使得快速以太網(wǎng)不論在用戶端還是服務(wù)器端都得以廣泛的應(yīng)用。

為了在無阻塞和處理突發(fā)交通流量的能力之間取得平衡，新一代交換機(jī)平臺(tái)必須提供高于用戶請(qǐng)求連接的8～16倍速率的主干連接，而以千兆以太網(wǎng)為主干正好滿足了用戶端的快速以太網(wǎng)連接的服務(wù)請(qǐng)求。這對(duì)于充分處理突發(fā)流量非常重要。

同時(shí)，在校園網(wǎng)或城域網(wǎng)中，不管跨越幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)層,對(duì)于隨機(jī)的Intranet交通量都要求提供端到端的持續(xù)不變的高性能。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),在一臺(tái)交換機(jī)中同時(shí)具備高性能的第2層和第3層轉(zhuǎn)發(fā)能力是唯一的解決方案。

無阻塞能力和有選擇的轉(zhuǎn)發(fā)功能是用戶的主要需求。而各種非常有效的網(wǎng)管工具使得網(wǎng)絡(luò)管理員能夠有效且高效地把業(yè)務(wù)策略注入轉(zhuǎn)發(fā)引擎中，其性能可以通過網(wǎng)管軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測。這將從根本上有助于用戶根據(jù)公司的短期和長期業(yè)務(wù)發(fā)展需要確定和交付所需的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。新一代千兆以太網(wǎng)交換機(jī)支持這些特點(diǎn)和服務(wù)，同時(shí)也支持通用的路由協(xié)議,如IP/RIP或IP/OSPF等。這也大大降低了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性。

3.網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的目標(biāo)及原則

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高性能要求核心交換機(jī)滿足網(wǎng)絡(luò)中心海量數(shù)據(jù)交換的要求，上連中心的通訊鏈路帶寬能夠滿足應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能要求。不管是企業(yè)網(wǎng)還是城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，其上的信息應(yīng)用正以前所未有的速度發(fā)展，新的多媒體應(yīng)用及新的數(shù)據(jù)應(yīng)用對(duì)帶寬提出了更高的要求。以企業(yè)普遍采用Intranet網(wǎng)絡(luò)模式來說，其 WWW 服務(wù)器，F(xiàn)TP服務(wù)器，Lotus Notes 群件應(yīng)用服務(wù)器，Novell Server等服務(wù)器群支撐著整個(gè)企業(yè)的信息服務(wù)環(huán)境。企業(yè)各部門用戶客戶端應(yīng)用軟件，透過網(wǎng)絡(luò)訪問中心服務(wù)器，請(qǐng)求應(yīng)用，查詢數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載流量主要是從邊緣設(shè)備到核心的數(shù)據(jù)交換，隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展，以及應(yīng)用的信息交換量增加，使得企業(yè)網(wǎng)絡(luò)通常首先在核心發(fā)生通訊瓶頸現(xiàn)象。改善企業(yè)園區(qū)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換性能，往往是首先擴(kuò)充核心交換機(jī)的交換性能，增加邊緣設(shè)備到核心的數(shù)據(jù)通訊帶寬，以減輕整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，使得應(yīng)用軟件的性能和效率得到提高。因此在設(shè)計(jì)企業(yè)園區(qū)局域網(wǎng)的原則上，首先應(yīng)該考慮滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)模所要求的核心設(shè)備數(shù)據(jù)交換處理能力，以及邊緣設(shè)備到核心的鏈路帶寬。

3.1可靠性與可用性

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的設(shè)備高可靠性和系統(tǒng)高可用性；要求核心交換機(jī)所有關(guān)鍵部件可以實(shí)現(xiàn)冗余工作，可以在線更換(插拔)，故障的恢復(fù)時(shí)間在秒級(jí)間隔內(nèi)完成。多級(jí)容錯(cuò)設(shè)計(jì)基于單個(gè)設(shè)備高可靠性的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可用性。

就企業(yè)應(yīng)用來說，其通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制，無紙辦公自動(dòng)化，提高了企業(yè)的生產(chǎn)、管理效率和水平。支持企業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施是企業(yè)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，它的工作狀況會(huì)直接影響到企業(yè)的辦公應(yīng)用環(huán)境，交易、生產(chǎn)、開發(fā)、設(shè)計(jì)等業(yè)務(wù)環(huán)境，財(cái)務(wù)管理，部品管理等環(huán)境，信息檢索、數(shù)據(jù)庫查詢、Internet瀏覽等支持企業(yè)正常運(yùn)行的必要服務(wù)設(shè)施功能。網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求是保障企業(yè)應(yīng)用環(huán)境正常運(yùn)行的首要條件，網(wǎng)絡(luò)要求可靠性的同時(shí)，要求網(wǎng)絡(luò)具有高可用性。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇，尤其是核心機(jī)箱式設(shè)備，應(yīng)該可以配置冗余部件，關(guān)鍵部件不存在單一故障點(diǎn)，也就是說，像交換機(jī)的電源、風(fēng)扇、交換引擎、管理模塊這些部件可以冗余備份，其中之一任何部件的損壞，不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的連通。提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性，容錯(cuò)性的另一個(gè)要求是設(shè)備損壞部件更換時(shí)，不需要停機(jī)，更換部件后不需要重新啟動(dòng)，也就是說部件的更換可以進(jìn)行在線操作，這樣可以使停機(jī)的時(shí)間降低到最小。在設(shè)計(jì)企業(yè)園區(qū)網(wǎng)的原則上提高網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、高可用性原則是至關(guān)重要的，不僅要求設(shè)備的部件冗余，同時(shí)要求網(wǎng)絡(luò)的鏈路冗余，可結(jié)合物理層、鏈路層及第三層技術(shù)實(shí)現(xiàn)，以保證網(wǎng)絡(luò)可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)提供信息訪問服務(wù)。

3.2可擴(kuò)展性

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展性要求，包括交換機(jī)硬件的擴(kuò)展能力以及網(wǎng)絡(luò)實(shí)施新應(yīng)用的能力。核心交換機(jī)的靈活擴(kuò)充性要求：核心交換機(jī)應(yīng)該具備靈活的端口擴(kuò)充能力，模塊擴(kuò)充能力，滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)充；同時(shí)提高性能，滿足更高性能的要求。支持新應(yīng)用的能力：產(chǎn)品具有支持新應(yīng)用的技術(shù)準(zhǔn)備，能構(gòu)方便快捷地實(shí)施新應(yīng)用。

3.3規(guī)模與用戶

在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的方案時(shí)，首先是滿足現(xiàn)有規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)用戶的需求，同時(shí)考慮到未來業(yè)務(wù)發(fā)展、規(guī)模的擴(kuò)大，應(yīng)該設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)具有用戶端口靈活的擴(kuò)充能力。核心設(shè)備是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的樞紐，用戶端口數(shù)的擴(kuò)充，需要增加配線間邊緣工作組的設(shè)備，增加邊緣設(shè)備的同時(shí)，要求連接核心骨干設(shè)備的端口數(shù)相應(yīng)增加，因此核心設(shè)備應(yīng)該可以通過增加模塊來靈活地增加端口數(shù)。核心設(shè)備的機(jī)箱設(shè)計(jì)應(yīng)該具備強(qiáng)大的背板帶寬，足夠多的負(fù)載插槽容量。對(duì)于交換機(jī)來說，核心交換引擎應(yīng)該可以滿足最大配置下，無阻塞的進(jìn)行端口數(shù)據(jù)包交換，模塊的擴(kuò)充不影響交換性能。采用分布式交換結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)這一原則的最佳方案，分布式交換機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了交換機(jī)的并行數(shù)據(jù)交換處理，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)的性能，本地交換和全局交換相結(jié)合的分布式結(jié)構(gòu)減少了核心交換引擎的壓力。因此在設(shè)計(jì)大規(guī)模園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的原則上普遍采用分布式交換機(jī)實(shí)現(xiàn)靈活的模塊、端口擴(kuò)充能力。

3.4安全性

網(wǎng)絡(luò)的安全性對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是非常重要的，合理的網(wǎng)絡(luò)安全控制，可以使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效的保護(hù)可以有效的控制網(wǎng)絡(luò)的訪問，靈活的實(shí)施網(wǎng)絡(luò)的安全控制策略。在企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中，關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器、核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只有系統(tǒng)管理人員才有操作、控制的權(quán)力。應(yīng)用客戶端只有訪問共享資源的權(quán)限，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能夠阻止任何的非法操作。在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上應(yīng)該可以進(jìn)行基于協(xié)議、基于Mac地址、基于IP地址的包過濾控制功能。在大規(guī)模園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)上，劃分虛擬子網(wǎng)，一方面可以有效的隔離子網(wǎng)內(nèi)的大量廣播，另一方面隔離網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)間的通訊，控制了資源的訪問權(quán)限，提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。在設(shè)計(jì)園區(qū)網(wǎng)的原則上必須強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)安全控制能力，使網(wǎng)絡(luò)可以任意連接，又可以從第二層、第三層控制網(wǎng)絡(luò)的訪問。

3.5可管理性

網(wǎng)絡(luò)的可管理性要求：網(wǎng)絡(luò)中的任何設(shè)備均可以通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)進(jìn)行控制，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備狀態(tài)，故障報(bào)警等都可以通過網(wǎng)管平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)簡化管理工作，提高網(wǎng)絡(luò)管理的效率。

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件是必不可少的。網(wǎng)絡(luò)管理軟件應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備配置，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表示，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)顯示，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的故障事件報(bào)警，網(wǎng)絡(luò)流量統(tǒng)計(jì)分析以及計(jì)費(fèi)等。網(wǎng)管軟件的應(yīng)用可以提高網(wǎng)絡(luò)管理的效率，減輕網(wǎng)絡(luò)管理人員的負(fù)擔(dān)。網(wǎng)絡(luò)管理的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)零管理，基于策略的管理方式，網(wǎng)絡(luò)管理是通過制定統(tǒng)一的策略，由管理策略服務(wù)器進(jìn)行全局控制的。基于Web的網(wǎng)管界面，是網(wǎng)管軟件的發(fā)展趨勢，靈活的操作方式簡化了管理人員的工作。在設(shè)計(jì)園區(qū)網(wǎng)的設(shè)備選擇上，要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP，同時(shí)支持RMON/RMONII協(xié)議，核心設(shè)備要求支持 RAP (遠(yuǎn)程分析端口) 協(xié)議，實(shí)施充分的網(wǎng)絡(luò)管理功能。在設(shè)計(jì)園區(qū)網(wǎng)的原則上應(yīng)該要求設(shè)備的可管理性，同時(shí)先進(jìn)的網(wǎng)管軟件可以支持網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、監(jiān)控、配置等功能。

3.6協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)性

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用開放技術(shù)、支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議：采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議保護(hù)用戶的投資，提高設(shè)備的互操作性。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)所采用的設(shè)備要求采用主流技術(shù)、開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有良好的互操作性，能夠支持同一廠家的不同系列產(chǎn)品，不同廠家的產(chǎn)品之間的無縫相互連接與通訊。在設(shè)計(jì)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的原則上，發(fā)揮不同廠商產(chǎn)品的專用先進(jìn)技術(shù)同時(shí)，必須強(qiáng)調(diào)考察設(shè)備的技術(shù)、協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)性，減少設(shè)備互連的問題，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的費(fèi)用，使用戶的投資得到有效保護(hù)。

應(yīng)當(dāng)考慮選擇的設(shè)備是否是可升級(jí)的，在新的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)以后，系統(tǒng)應(yīng)能夠升級(jí)到新的標(biāo)準(zhǔn)。因而注重產(chǎn)品廠商在相應(yīng)產(chǎn)品和技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的地位和參與標(biāo)準(zhǔn)化的能力。

當(dāng)今世界，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)既要適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的潮流，保證系統(tǒng)的先進(jìn)性，也要兼顧技術(shù)上的成熟性，降低由于新技術(shù)和新產(chǎn)品中不成熟因素所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

4.校園網(wǎng)解決方案

千兆位以太網(wǎng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于它對(duì)現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性。同100M位以太網(wǎng)一樣,千兆位以太網(wǎng)使用與10M位以太網(wǎng)相同的幀格式和幀大小,以及相同的CSMA/CD協(xié)議。這意味著廣大的以太網(wǎng)用戶可以對(duì)現(xiàn)有以太網(wǎng)進(jìn)行平滑的、無需中斷的升級(jí),而且無需增加附加的協(xié)議棧或中間件。同時(shí),千兆位以太網(wǎng)還繼承了以太網(wǎng)的其它優(yōu)點(diǎn),如可靠性較高,易于管理等。在園區(qū)網(wǎng)主干網(wǎng)中，目前逐步占據(jù)了主要地位。

作為校園網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)特點(diǎn)，大部分應(yīng)用對(duì)延遲及帶寬不太敏感，可以通過TCP/IP“慢啟動(dòng)”機(jī)制自動(dòng)識(shí)別延遲的變化，動(dòng)態(tài)地適應(yīng)TCP所提供的帶寬，部分應(yīng)用要求實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸支持，QoS服務(wù)保障。這部分應(yīng)用目前所占比例很小，隨著教學(xué)手段現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，多媒體課件制作工具的逐步普及，多媒體課件的逐步豐富，該比例預(yù)期將逐步提高。IP網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的主要瓶頸是路由器采用軟件實(shí)現(xiàn)路由識(shí)別、計(jì)算和包的轉(zhuǎn)發(fā)，由于路由識(shí)別、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的速度慢，時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)大，不能保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)。自1997年下半年以來，一些公司陸續(xù)推出采用硬件專用電路（ASIC）進(jìn)行路由識(shí)別、計(jì)算和轉(zhuǎn)發(fā)的新型線速路由交換機(jī)。這種線速路由交換機(jī)的結(jié)構(gòu)與L2交換機(jī)相似，兼有L3路由器包轉(zhuǎn)發(fā)功能和L2交換功能，有些廠商還在其中加入一些L4應(yīng)用層功能。

在包交換的IP網(wǎng)上提供QoS，必須對(duì)服務(wù)進(jìn)行分類，實(shí)行分類服務(wù)（CoS）。設(shè)備生產(chǎn)廠商一般采用擁塞管理保證網(wǎng)絡(luò)性能，為一些專門的業(yè)務(wù)提供所要的帶寬。一種做法是采用RED（隨機(jī)早期丟失）探測和智能識(shí)別流量的瞬時(shí)劇增，將其與真正的網(wǎng)絡(luò)擁塞區(qū)別開來，以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。通過從IP包頭中IPv4服務(wù)分類標(biāo)識(shí)（TOS）識(shí)別服務(wù)類別（802.1P），確定該數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)，并根據(jù)某種隊(duì)列優(yōu)先算法以保證QoS的能力。還可使用訪問控制表（ACL）定義策略，確定數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以預(yù)見，高速IP網(wǎng)絡(luò)上的QoS能力將達(dá)到FR/ATM網(wǎng)類似的水平。

在分析比較市場上多種L2/L3/L4線速路由交換機(jī)性能、價(jià)格、服務(wù)的基礎(chǔ)上，選擇美國朗訊（Lucent）公司的Cajun P550R路由交換機(jī)共11臺(tái)，作為校園網(wǎng)主干交換機(jī)。其主要技術(shù)、性能指標(biāo)為：

背板能力 45.76 Gbps

交換吞吐能力 22.88 Gbps

第2層交換能力 33,000,000 pps

第3層交換能力18,000,000 pps

多種L2/L3接口模塊

冗余風(fēng)扇、電源

OpenTrunk/VLAN互操作性

CoS/QoS/RSVP支持

在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，主干交換機(jī)彼此之間通過千兆位以太網(wǎng)互連。所有交換機(jī)均配置L3交換引擎，實(shí)施分布式的路由策略，從而降低對(duì)中心交換機(jī)L3路由解析、包轉(zhuǎn)發(fā)的壓力并控制廣播域的范圍。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和設(shè)備配置中仔細(xì)地考慮了設(shè)備與線路及路由的物理與邏輯冗余、網(wǎng)絡(luò)中心服務(wù)器群的防火墻設(shè)置及安全策略。