通信學論文-萬兆以太網(wǎng)的技術市場分析.doc

通信學論文-萬兆以太網(wǎng)的技術市場分析隨著網(wǎng)絡應用特別是視頻、語音應用的快速發(fā)展,語音、視頻和其他大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)類型都需要在已經(jīng)融合的網(wǎng)絡上頻繁傳輸,IP電話、視頻會議、大容量數(shù)據(jù)庫群等應用促使對帶寬的需求日益增長。萬兆以太網(wǎng)(10GE)技術的推出,提供了一種簡單的帶寬升級途徑,解決了帶寬不斷增加的問題。但是,如圖1萬兆以太網(wǎng)技術市場參考模型所示,萬兆以太網(wǎng)技術應當遵循市場經(jīng)濟規(guī)律,從滿足用戶的需求角度出發(fā),依靠需求拉動和技術推動的合力,吸收以太網(wǎng)歷史成功經(jīng)驗,提供高性能、低價格、易維護的網(wǎng)絡解決方案,才能得以真正的廣泛推廣應用。市場需求探析用戶基于業(yè)務對帶寬的需求最終決定著萬兆以太網(wǎng)技術的應用導向,這種需求的拉動是10GE得以發(fā)展之源。10GE技術可以通過以下五個途徑來滿足用戶需求:1、企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)隨著企業(yè)及校園網(wǎng)絡應用的急劇增長,高校多媒體網(wǎng)絡教學、數(shù)字圖書館等應用不斷展開,企業(yè)及校園的骨干網(wǎng)承受著不斷升級的壓力,從當初的快速以太網(wǎng)到現(xiàn)在的千兆網(wǎng)絡,很快將過渡到萬兆網(wǎng)絡,利用10GE高速鏈路構建校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)的骨干鏈路和各分部與本部之間的連接,可實現(xiàn)端到端的以太網(wǎng)訪問,進而提高傳輸效率為用戶提供諸如多媒體業(yè)務、數(shù)據(jù)流內容、SAN等服務。萬兆以太網(wǎng)設備具有高帶寬、低時延、網(wǎng)絡管理簡易等特性,非常適用于企業(yè)及校園骨干網(wǎng)建設。2、數(shù)據(jù)中心和互聯(lián)網(wǎng)交換中心目前的文件和數(shù)據(jù)服務器所需要的數(shù)據(jù)帶寬是非?？捎^的,一個高性能的文件管理器可以管理多個千兆位以太網(wǎng)網(wǎng)卡,并且由于它采用了優(yōu)化的系統(tǒng)軟件和加速的網(wǎng)卡硬件,可以輕松地占用所有接口卡中的所有帶寬。這種巨大的處理能力,無論是事務處理還是執(zhí)行關鍵任務型應用,都會將任何高性能的網(wǎng)絡容量使用到極限。如果在服務器群的分布層和核心層采用萬兆以太網(wǎng)技術,就可更加平穩(wěn)地實現(xiàn)它們的增長,滿足高級應用對于廉價原始帶寬的不斷增長的需求。數(shù)據(jù)中心需要匯聚數(shù)百計的快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)線路,在用戶端,服務器匯聚網(wǎng)絡要提供具有L2交換、L3路由的高密度GE/10GE路由器和交換機。千兆或千兆捆綁作為平臺已不能滿足用戶需求,升級到萬兆以太網(wǎng)在服務質量及成本上都將占有相對的優(yōu)勢。而互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)依然按照每七個月翻一翻的速度在增長。因此,互聯(lián)網(wǎng)交換中心需要轉向萬兆以太網(wǎng)在交換點之間連接,以滿足二層客戶以千兆以太網(wǎng)以上速度連接的要求。3、寬帶城域網(wǎng)隨著城域網(wǎng)建設的不斷深入,各種內容業(yè)務(如流媒體視頻應用、多媒體互動游戲)紛紛出現(xiàn)。2004年上半年,中國寬帶用戶達到1773萬戶,同比增長187%,其中LAN用戶達到486萬戶。此時,接入層有愈來愈多的萬兆或千兆以太網(wǎng)上連到城域網(wǎng)的匯聚層,而匯聚層也會有愈來愈多的千兆以太網(wǎng)上連到城域網(wǎng)的骨干層,而傳統(tǒng)的SDH、DWDM技術作為骨干存在著網(wǎng)絡結構復雜、難于維護和建設成本高等問題,這使得像萬兆或萬兆捆綁這樣的寬帶需求在城域網(wǎng)中的匯聚層及骨干層有相當多的市場需求。萬兆以太網(wǎng)在裸光纖上最遠可以傳送4080公里,可以滿足城域范圍的要求,也可以連接DWDM和SDH/SONET設備實現(xiàn)廣域范圍的傳輸。在城域網(wǎng)骨干層部署10GE可大大地簡化網(wǎng)絡結構、降低成本、便于維護,通過端到端以太網(wǎng)打造低成本、高性能和具有豐富業(yè)務支持能力的城域網(wǎng)。隨著萬兆技術的應用,將來網(wǎng)絡設計者可以用萬兆以太網(wǎng)作為整個網(wǎng)絡的基礎,提供更低的網(wǎng)絡時延、足夠的帶寬保證突發(fā)數(shù)據(jù)的傳送,并在LAN、MAN和WAN中使用以太網(wǎng)技術實現(xiàn)端到端的連接。由于能夠端到端采用以太網(wǎng)技術,話音、數(shù)據(jù)等各種業(yè)務在以太網(wǎng)技術上的融合將成為現(xiàn)實。4、存儲網(wǎng)絡雖然目前多數(shù)存儲網(wǎng)絡主要還是采用FiberChannel等專用存儲技術,但萬兆以太網(wǎng)和ISCSI技術所帶來的顯著的成本節(jié)約,以及可以將存儲網(wǎng)絡和企業(yè)網(wǎng)融合的特性,將使其在存儲市場大有作為。在以太網(wǎng)技術作為存儲網(wǎng)絡平臺時,時延與高帶寬都是關鍵性的性能因素,因此千兆以太網(wǎng)及萬兆以太網(wǎng)都可以用來架構一個以太網(wǎng)平臺的存儲網(wǎng)絡,這是一個新興的應用。2003年2月通過的IETF的ISCSI即為支持IP和用萬兆以太網(wǎng)技術提供存儲網(wǎng)業(yè)務的標準。萬兆以太網(wǎng)不僅可以滿足存儲設備的高速互聯(lián),也可以實現(xiàn)存儲設備的備份及災難恢復。出于成本的考慮下,萬兆以太網(wǎng)可以在這個新興的應用上得到發(fā)揮。5、超級計算中心通過先進的程序進行新的計算科學研究,設計出新的高性能計算機架構和網(wǎng)絡,可以促進計算機科學研究在算法、可視化、系統(tǒng)軟件和工具方面的發(fā)展。同時,研究機構正在推動下一代IT的革命:網(wǎng)格計算。這里大量的分布式計算能力和高速通信鏈路的需要對于滿足很多要求非常嚴格的應用需求至關重要。萬兆以太網(wǎng)設備提供高密度的端口、線速的交換性能、全面的L2交換和L3路由能力,可充分滿足超級計算中心服務器機群內部高性能網(wǎng)絡互連的要求,也滿足同一計算網(wǎng)絡中分布在不同地方的服務器機群之間的連接。今天的網(wǎng)格計算在千兆互聯(lián)的集群之間采用萬兆互聯(lián)。同樣,越來越多的企業(yè)將會把企業(yè)服務器組成集群然后給桌面用戶提供超級計算功能。技術的創(chuàng)新以太網(wǎng)技術發(fā)展到今天,絕不只是因為其技術上的領先,但也絕對離不開以太網(wǎng)技術的強大推動。要高質量、低成本地滿足用戶對以太網(wǎng)帶寬的需求,不斷推進萬兆以太網(wǎng)技術的應用和發(fā)展,萬兆以太網(wǎng)技術本身也進行了大量的技術創(chuàng)新。1、端到端萬兆以太網(wǎng)的廣域網(wǎng)物理層采用簡化SDH幀結構,用OC-192c承載,傳輸速率為9.953Gbit/s,提供了“端到端”的網(wǎng)絡服務保證。如果骨干鏈路使用POS封裝時,鏈路層信息包括VLAN信息都被刪除。而VLAN標識可能綁定服務質量,用戶標識甚至作為交換的標記。當在骨干鏈路采用萬兆以太網(wǎng)時,VLAN信息可以很方便地端到端傳送。2、全雙工萬兆以太網(wǎng)MAC層不采用CSMA/CD碰撞檢測機制,不必使用沖突探測協(xié)議,只支持兩個站點對點全雙工的傳送數(shù)據(jù)。這樣,其全雙工鏈路中沒有分組沖突,鏈路距離由光纖決定而非以太網(wǎng)沖突域直徑。也就是說,全雙工的工作模式原理上不產(chǎn)生距離限制,限制鏈路距離的只有傳輸特性和物理介質。3、簡化幀結構10GWAN物理層并不是簡單地將MAC幀用OC-192c承載,而是在SDH幀結構的基礎上作了大量的簡化,僅采用了幀定位字節(jié)A1和A2、段層誤碼監(jiān)視字節(jié)B1、蹤跡字節(jié)J0、同步狀態(tài)字節(jié)S1、保護倒換字節(jié)K1和K2,以及備用字節(jié)Z0,對沒有定義或沒有使用的字節(jié)填充00000000,減少了許多不必要的開銷,簡化了SDH幀結構。與千兆以太網(wǎng)相比,10GE增強了物理層的網(wǎng)絡管理和維護,在物理線路上實現(xiàn)保護倒換；同時,又避免了繁瑣的同步復用。此外802.3ae不支持自協(xié)商,還可以簡化故障定位。如果考慮到以太網(wǎng)技術在局域網(wǎng)中的廣泛應用和大量的沉沒成本和技術儲備,10GE還具備簡化網(wǎng)絡管理、減少網(wǎng)絡層次、降低網(wǎng)絡成本等優(yōu)勢。這樣,新興運營商可以很方便地利用光纖和以太網(wǎng)技術構建大范圍多業(yè)務寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng),網(wǎng)絡技術人員也可以采用一個網(wǎng)絡管理系統(tǒng)監(jiān)視很多連接。問題探討1、性能價格比在以太網(wǎng)發(fā)展歷史上,一般規(guī)律是當性能增加到10倍而價格只增加到2-3倍時用戶會樂于升級?？焖僖蕴W(wǎng)和千兆以太網(wǎng)都是遵循上述規(guī)律得到推廣。而當前的現(xiàn)狀是1個萬兆以太網(wǎng)接口的價格是千兆以太網(wǎng)接口價格的8-10倍。因此在應用10GE技術時,一定要注意帶寬的利用效率,如果帶寬得不到充分利用、寬帶業(yè)務得不到充分發(fā)展,則會造成一定程度上的投資浪費。2、服務質量以太網(wǎng)在速率上的高速發(fā)展的同時在對應用業(yè)務的支撐體系上也不斷完善成熟,可以采用802.1P、DIFFSERV、MPLS流量工程的技術區(qū)分業(yè)務服務質量。目前以太網(wǎng)已經(jīng)可以通過DIFFSERV+MPLSVPN的方式完成從桌面交換機到核心骨干設備的業(yè)務和用戶級的通道技術,通過802.1P+DIFFSERV+MPLS流量工程的模式實現(xiàn)端到端的智能業(yè)務流處理。但是,從原理上說,