以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用趨勢(shì)-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用趨勢(shì)-基礎(chǔ)電子統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，目前85%的網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)技術(shù)。以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是成本低、靈活，在接入領(lǐng)域使用以太網(wǎng)技術(shù)作為產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)已經(jīng)成為一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)，有一統(tǒng)天下之勢(shì)。以前用以太網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品，比如以太網(wǎng)交換機(jī)和無(wú)線局域網(wǎng)等設(shè)備，主要應(yīng)用于企業(yè)環(huán)境，不能很好地滿足商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域或企業(yè)客戶業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)融合更加緊密的需要，比如管理性不強(qiáng)、對(duì)業(yè)務(wù)的識(shí)別控制能力不強(qiáng)，無(wú)論是在企業(yè)網(wǎng)還是在電信網(wǎng)中，以太網(wǎng)產(chǎn)品都需要加以變革才能真正地適應(yīng)用戶的需求。

一、以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1．端到端QoS是未來(lái)的發(fā)展方向

經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，以太網(wǎng)的新業(yè)務(wù)和新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，這意味著更多的網(wǎng)絡(luò)資源耗費(fèi)，僅僅保證高帶寬已經(jīng)無(wú)法滿足要求。如何保證網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的端到端QoS已經(jīng)成為以太網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的建網(wǎng)模式無(wú)法滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)的QoS要求，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用迫切要求設(shè)備對(duì)QoS的支持向邊緣層和接入層發(fā)展。在過(guò)去，高QoS意味著高價(jià)格，但是ASIC技術(shù)的發(fā)展使具備強(qiáng)大QoS能力的低端設(shè)備成為可能，使網(wǎng)絡(luò)的QoS從集中保證逐漸向端到端保證過(guò)渡。目前，網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備已經(jīng)可以根據(jù)端口、MAC地址、VLAN信息、IP地址甚至更高層的信息來(lái)識(shí)別應(yīng)用類型，為數(shù)據(jù)包打上優(yōu)先級(jí)標(biāo)記（如修改IEEE802.1P、IPDiffServ域），設(shè)備不必再對(duì)應(yīng)用進(jìn)行識(shí)別，只需根據(jù)IPDiffServ、IEEE802.1P進(jìn)行交換，提供相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量即可。

2．可控組播技術(shù)

基本組播技術(shù)，存在以下問(wèn)題：

效率低：二層網(wǎng)絡(luò)對(duì)組播支持不足，網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

難：組播在協(xié)議中沒(méi)有提供用戶支持，用戶可以隨意加入一個(gè)組播組，并可以任意離開。

管理難：組播源缺少有效的手段控制組播信息在網(wǎng)絡(luò)上傳送的方向和范圍。

計(jì)費(fèi)難：組播協(xié)議沒(méi)有涉及到計(jì)費(fèi)部分。組播源無(wú)法知道用戶何時(shí)加入，何時(shí)退出，無(wú)法統(tǒng)計(jì)出某個(gè)時(shí)間網(wǎng)絡(luò)上共有多少個(gè)用戶在收看組播節(jié)目，難以對(duì)用戶進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)費(fèi)。

可控組播技術(shù)，以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)控制信令和轉(zhuǎn)發(fā)平面的配合實(shí)現(xiàn)可靠的組播業(yè)務(wù)，滿足組播管理、及增值業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，其中，組播源和組播用戶的控制是實(shí)現(xiàn)可運(yùn)營(yíng)組播的重要條件。

3．以太網(wǎng)將成為更安全的網(wǎng)絡(luò)

針對(duì)傳統(tǒng)以太網(wǎng)存在的安全隱患，交換機(jī)在安全技術(shù)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)展：訪問(wèn)控制、用戶驗(yàn)證、防地址假冒、入侵檢測(cè)與防范、安全管理等技術(shù)已經(jīng)成為以太網(wǎng)交換機(jī)的基本特性。

4．智能識(shí)別技術(shù)的發(fā)展

隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求逐步提高，不再滿足于通過(guò)交換機(jī)完成基本的二層橋接和三層轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，而更多地關(guān)注網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求，希望新型交換機(jī)具有智能轉(zhuǎn)發(fā)特點(diǎn)，可根據(jù)報(bào)文類型、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、安全性需求等特性對(duì)不同的用戶群和應(yīng)用級(jí)別/層次進(jìn)行識(shí)別，區(qū)別轉(zhuǎn)發(fā)，滿足不同用戶的大范圍需求，智能識(shí)別技術(shù)將逐步應(yīng)用于以太網(wǎng)交換機(jī)領(lǐng)域。

5．設(shè)備管理簡(jiǎn)單化

由于接入層設(shè)備價(jià)格低廉，因此可通過(guò)Web方式為一般的企業(yè)用戶提供便利的管理手段，基于Web管理界面，使網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)管理更趨人性化。然而，對(duì)于運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)和大型企業(yè)來(lái)說(shuō)，接入層設(shè)備數(shù)量眾多，維護(hù)工作量大，迫切需要一種統(tǒng)一的管理和維護(hù)手段即集群管理協(xié)議。集群管理方式可通過(guò)一個(gè)管理IP來(lái)維護(hù)眾多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有設(shè)備拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)功能、設(shè)備故障和鏈路故障告警、設(shè)備統(tǒng)一配置等多種便于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的手段，逐漸發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)接入層設(shè)備管理的主要手段。

6．用戶管理功能更趨完善

以太網(wǎng)從局域網(wǎng)絡(luò)誕生至今，以其優(yōu)良的性能和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，逐漸發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。在這一發(fā)展過(guò)程中，也伴隨著各種挑戰(zhàn)，如網(wǎng)絡(luò)缺少用戶管理機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴、網(wǎng)絡(luò)攻擊頻生，因此用戶管理技術(shù)迅速應(yīng)用到以太網(wǎng)，通過(guò)技術(shù)保證合法用戶的正常業(yè)務(wù)。常見的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括：

VLAN+Web：用戶在使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先通過(guò)Web服務(wù)器驗(yàn)證用戶的合法身份，獲得后可得到用戶的SLA服務(wù)。這種方式不需要客戶端軟件，并支持更多的增值業(yè)務(wù)，已成為技術(shù)的主流。

802.1x：隨著802.1x擴(kuò)展技術(shù)的發(fā)展，這一方式可隨時(shí)檢查用戶的合法性，防止網(wǎng)絡(luò)欺騙行為，并為按時(shí)長(zhǎng)計(jì)費(fèi)提供了可能。

多種技術(shù)的出現(xiàn)，使以太網(wǎng)具有更為實(shí)用的用戶管理特性，從而為以太網(wǎng)的可運(yùn)營(yíng)、可管理奠定了基礎(chǔ)。

7．VPN等業(yè)務(wù)從骨干向匯聚轉(zhuǎn)移

隨著以太網(wǎng)交換機(jī)芯片技術(shù)的發(fā)展以及匯聚層設(shè)備性能的提高，原先由骨干層提供的MPLSVPN業(yè)務(wù)逐漸轉(zhuǎn)由匯聚層以太網(wǎng)交換機(jī)來(lái)提供。通過(guò)骨干設(shè)備提供業(yè)務(wù)的主要原因在于匯聚層設(shè)備的性能不足，但是目前匯聚層以太網(wǎng)交換機(jī)的性能已經(jīng)超過(guò)原先的骨干設(shè)備，從業(yè)務(wù)提供角度來(lái)看，匯聚層的設(shè)備比骨干層設(shè)備多，也更接近用戶，提供業(yè)務(wù)更方便。從網(wǎng)絡(luò)的可靠性角度來(lái)看，骨干設(shè)備應(yīng)該向功能簡(jiǎn)單化的方向發(fā)展。

8．用戶控制功能逐漸由集中式向分布式轉(zhuǎn)移

傳統(tǒng)的組網(wǎng)方案是在大的以太網(wǎng)交換機(jī)旁邊放置一臺(tái)BAS設(shè)備，隨著用戶數(shù)量的不斷增加，集中控制方式存在著擴(kuò)展性問(wèn)題，并可能造成帶寬浪費(fèi)現(xiàn)象，因此這種集中的用戶控制和接入方式正逐漸向分布式控制發(fā)展，隨著用戶控制功能逐漸下移到接入層匯聚部分，如小區(qū)出口等，使用戶控制功能呈現(xiàn)出分布特性，但用戶的業(yè)務(wù)管理、記費(fèi)和業(yè)務(wù)仍集中在業(yè)務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。在分布模式下，簡(jiǎn)單的用戶控制和接入功能可逐漸由以太網(wǎng)交換機(jī)完成，而對(duì)于復(fù)雜的用戶管理功能則可由分布式BAS完成。

9．交換機(jī)和路由器將逐漸融合

交換機(jī)技術(shù)和路由器技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，一直處于并行發(fā)展?fàn)顟B(tài)，人們習(xí)慣上將交換機(jī)看作為一種用于局域網(wǎng)技術(shù)的設(shè)備，只有局域網(wǎng)才會(huì)考慮采用交換機(jī)，而實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)之間的互連則是路由器的性能。隨著ASIC技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)處理器的不斷成熟，網(wǎng)絡(luò)逐漸被IP技術(shù)統(tǒng)一，以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)已經(jīng)走出了當(dāng)初的“橋接”框架，逐漸應(yīng)用到匯聚層和骨干層：路由器的網(wǎng)絡(luò)接口交換機(jī)都可提供；路由器擁有的豐富的路由協(xié)議，交換機(jī)也大量應(yīng)用；路由器的大容量路由表在交換機(jī)中也可實(shí)現(xiàn)；路由器技術(shù)在路由查找方面采用地址匹配思想，骨干三層交換機(jī)基于匹配的轉(zhuǎn)發(fā)速度可以達(dá)到線速。隨著ASIC技術(shù)的不斷發(fā)展，交換機(jī)和路由器在路由更新能力、報(bào)文緩沖能力、隊(duì)列調(diào)度能力等方面的差距正逐漸縮小，并可進(jìn)一步提高高性能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性價(jià)比。

二、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

眾所周知，接入層是以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)發(fā)展為活躍的部分，隨著ASIC技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的性價(jià)比進(jìn)一步提高，使以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)具有更為廣闊的發(fā)展空間！下面分析以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。

受初實(shí)裝率低靡的影響，運(yùn)營(yíng)商普遍對(duì)交換機(jī)端口數(shù)目要求較小，一些小端口（8/16端口）設(shè)備非常受歡迎，其級(jí)聯(lián)端口還可用于樓道交換機(jī)之間的互連。未來(lái)的交換機(jī)將具備防塵、防雷、防潮等功能，具有較好的電磁屏蔽能力，并能在惡劣的環(huán)境下正常工作。為了減少對(duì)居民區(qū)的影響，要求交換機(jī)工作噪聲小，可選擇交直流工作方式，以滿足不同地區(qū)的需求。

接入層交換機(jī)分布廣、不確定因素多，對(duì)可維護(hù)性提出了較高的要求：遠(yuǎn)端故障定位能力、群組管理能力、多配置方式和網(wǎng)管功能是其不可或缺的要素。眾所周知，業(yè)務(wù)是先導(dǎo)，業(yè)務(wù)是，單純地比拚網(wǎng)絡(luò)只會(huì)陷入無(wú)休止的價(jià)格戰(zhàn)，而良好的性能和業(yè)務(wù)支持能力才是贏得用戶和持續(xù)發(fā)展的必要條件，因此