• 以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀及應用趨勢

          統(tǒng)計數(shù)字表明,目前全球85%的網(wǎng)絡采用以太網(wǎng)技術(shù)。以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢是成本低、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)平臺已經(jīng)成為一個必然的發(fā)展趨勢,有一統(tǒng)天下之勢。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)交換機和無線局域網(wǎng)等設備,主要應用于企業(yè)環(huán)境,不能很好地滿足商業(yè)應用領(lǐng)域或企業(yè)客戶業(yè)務與網(wǎng)絡融合更加緊密的需要,比如管理性不強、對業(yè)務的識別控制能力不強,無論是在企業(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用戶的需求。   

    一、以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢   

    1.端到端QoS是未來的發(fā)展方向   

           經(jīng)過十幾年的發(fā)展,以太網(wǎng)的新業(yè)務和新應用不斷涌現(xiàn),這意味著更多的網(wǎng)絡資源耗費,僅僅保證高帶寬已經(jīng)無法滿足要求。如何保證網(wǎng)絡應用的端到端QoS已經(jīng)成為以太網(wǎng)面臨的最大挑戰(zhàn)   
    。傳統(tǒng)的建網(wǎng)模式無法滿足現(xiàn)有業(yè)務的QoS要求,網(wǎng)絡應用迫切要求設備對QoS的支持向邊緣層和接入層發(fā)展。在過去,高QoS意味著高價格,但是ASIC技術(shù)的發(fā)展使具備強大QoS能力的低端設備成為可能,使網(wǎng)絡的QoS從集中保證逐漸向端到端保證過渡。目前,網(wǎng)絡邊緣設備已經(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識別應用類型,為數(shù)據(jù)包打上優(yōu)先級標記(如修改IEEE802.1P、IP DiffServ域),核心設備不必再對應用進行識別,只需根據(jù)IP DiffServ、IEEE802.1P進行交換,提供相應的服務質(zhì)量即可。   

    2.可控組播技術(shù)   

           基本組播技術(shù),存在以下問題:   

           效率低:二層網(wǎng)絡對組播支持不足,網(wǎng)絡資源浪費嚴重。   

           認證難:組播在協(xié)議中沒有提供用戶認證支持,用戶可以隨意加入一個組播組,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)絡上傳送的方向和范圍。  
     
           計費難:組播協(xié)議沒有涉及到計費部分。組播源無法知道用戶何時加入,何時退出,無法統(tǒng)計出某個時間網(wǎng)絡上共有多少個用戶在收看組播節(jié)目,難以對用戶進行準確計費。   

           可控組播技術(shù),以太網(wǎng)交換機通過控制信令和轉(zhuǎn)發(fā)平面的配合實現(xiàn)可靠的組播業(yè)務,滿足組播管理、認證及增值業(yè)務發(fā)展的需要,其中,組播源和組播用戶的控制是實現(xiàn)可運營組播的重要條件。   

    3.以太網(wǎng)將成為更安全的網(wǎng)絡   

           針對傳統(tǒng)以太網(wǎng)存在的安全隱患,交換機在安全技術(shù)方面取得了長足進展:訪問控制、用戶驗證、防地址假冒、入侵檢測與防范、安全管理等技術(shù)已經(jīng)成為以太網(wǎng)交換機的基本特性。  
     
    4.智能識別技術(shù)的發(fā)展   

           隨著芯片技術(shù)的發(fā)展,人們對網(wǎng)絡應用的需求逐步提高,不再滿足于通過交換機完成基本的二層橋接和三層轉(zhuǎn)發(fā)任務,而更多地關(guān)注網(wǎng)絡的業(yè)務需求,希望新型交換機具有智能轉(zhuǎn)發(fā)特點,可根據(jù)報文類型、業(yè)務優(yōu)先級、安全性需求等特性對不同的用戶群和應用級別/層次進行識別,區(qū)別轉(zhuǎn)發(fā),滿足不同用戶的大范圍需求,智能識別技術(shù)將逐步應用于以太網(wǎng)交換機領(lǐng)域。   

    5.設備管理簡單化   

           由于接入層設備價格低廉,因此可通過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)絡維護和網(wǎng)絡管理更趨人性化。然而,對于運營網(wǎng)絡和大型企業(yè)來說,接入層設備數(shù)量眾多,維護工作量大,迫切需要一種統(tǒng)一的管理和維護手段即集群管理協(xié)議。集群管理方式可通過一個管理IP來維護眾多的網(wǎng)絡設備,具有設備拓撲發(fā)現(xiàn)功能、設備故障和鏈路故障告警、設備統(tǒng)一配置等多種便于網(wǎng)絡維護的手段,逐漸發(fā)展成為網(wǎng)絡接入層設備管理的主要手段。   

    6.用戶管理功能更趨完善   

            以太網(wǎng)從局域網(wǎng)絡誕生至今,以其優(yōu)良的性能和價格優(yōu)勢,逐漸發(fā)展成為網(wǎng)絡的主流技術(shù)。在這一發(fā)展過程中,也伴隨著各種挑戰(zhàn),如網(wǎng)絡缺少用戶管理機制,網(wǎng)絡風暴、網(wǎng)絡攻擊頻生,因此用戶管理技術(shù)迅速應用到以太網(wǎng),通過認證技術(shù)保證合法用戶的正常業(yè)務。常見的網(wǎng)絡認證技術(shù)包括:   

           VLAN+Web認證:用戶在使用網(wǎng)絡時,首先通過Web服務器驗證用戶的合法身份,獲得認證后可得到用戶的SLA服務。這種認證方式不需要客戶端軟件,并支持更多的增值業(yè)務,已成為認證技術(shù)的主流。   

           802.1x認證:隨著802.1x擴展技術(shù)的發(fā)展,這一認證方式可隨時檢查用戶的合法性,防止網(wǎng)絡欺騙行為,并為按時長計費提供了可能。
       
           多種認證技術(shù)的出現(xiàn),使以太網(wǎng)具有更為實用的用戶管理特性,從而為以太網(wǎng)的可運營、可管理奠定了基礎。   

    7.VPN等業(yè)務從骨干向匯聚轉(zhuǎn)移   

           隨著以太網(wǎng)交換機芯片技術(shù)的發(fā)展以及匯聚層設備性能的提高,原先由骨干層提供的MPLS VPN業(yè)務逐漸轉(zhuǎn)由匯聚層以太網(wǎng)交換機來提供。通過骨干設備提供業(yè)務的主要原因在于匯聚層設備的性能不足,但是目前匯聚層以太網(wǎng)交換機的性能已經(jīng)超過原先的骨干設備,從業(yè)務提供角度來看,匯聚層的設備比骨干層設備多,也更接近用戶,提供業(yè)務更方便。從網(wǎng)絡的可靠性角度來看,骨干設備應該向功能簡單化的方向發(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)交換機旁邊放置一臺BAS設備,隨著用戶數(shù)量的不斷增加,集中控制方式存在著擴展性問題,并可能造成帶寬浪費現(xiàn)象,因此這種集中的用戶控制和接入認證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)務管理、記費和業(yè)務認證仍集中在業(yè)務平臺實現(xiàn)。在分布模式下,簡單的用戶控制和接入認證功能可逐漸由以太網(wǎng)交換機完成,而對于復雜的用戶管理功能則可由分布式BAS完成。   

    9.交換機和路由器將逐漸融合   

           交換機技術(shù)和路由器技術(shù)在網(wǎng)絡建設過程中,一直處于并行發(fā)展狀態(tài),人們習慣上將交換機看作為一種用于局域網(wǎng)技術(shù)的設備,只有局域網(wǎng)才會考慮采用交換機,而實現(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)絡處理器的不斷成熟,網(wǎng)絡逐漸被IP技術(shù)統(tǒng)一,以太網(wǎng)交換機技術(shù)已經(jīng)走出了當初的“橋接”框架,逐漸應用到匯聚層和骨干層:路由器的網(wǎng)絡接口交換機都可提供;路由器擁有的豐富的路由協(xié)議,交換機也大量應用;路由器的大容量路由表在交換機中也可實現(xiàn);路由器技術(shù)在路由查找方面采用最大地址匹配思想,骨干三層交換機基于最大匹配的轉(zhuǎn)發(fā)速度可以達到線速。隨著ASIC技術(shù)的不斷發(fā)展,交換機和路由器在路由更新能力、報文緩沖能力、隊列調(diào)度能力等方面的差距正逐漸縮小,并可進一步提高高性能網(wǎng)絡設備的性價比。   

    二、以太網(wǎng)網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢   

           眾所周知,接入層是以太網(wǎng)交換機技術(shù)發(fā)展最為活躍的部分,隨著ASIC技術(shù)的不斷發(fā)展,產(chǎn)品的性價比進一步提高,使以太網(wǎng)交換機技術(shù)具有更為廣闊的發(fā)展空間!下面分析以太網(wǎng)網(wǎng)絡設備的發(fā)展趨勢。   

           受最初實裝率低靡的影響,運營商普遍對交換機端口數(shù)目要求較小,一些小端口(8/16端口)設備非常受歡迎,其級聯(lián)端口還可用于樓道交換機之間的互連。未來的交換機將具備防塵、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。為了減少對居民區(qū)的影響,要求交換機工作噪聲小,可選擇交直流工作方式,以滿足不同地區(qū)的需求。   

           接入層交換機分布廣、不確定因素多,對可維護性提出了較高的要求:遠端故障定位能力、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)務是先導,業(yè)務是核心,單純地比拚網(wǎng)絡只會陷入無休止的價格戰(zhàn),而良好的性能和業(yè)務支持能力才是贏得用戶和持續(xù)發(fā)展的必要條件,因此交換機的線速轉(zhuǎn)發(fā)、上行端口捆綁、組播功能和多業(yè)務應用等才是網(wǎng)絡不可或缺的元素。網(wǎng)絡安全同樣不可忽視,用戶隔離、MAC地址過濾、廣播風暴抑制、設備安全等都是交換機必須充分考慮的重要功能。   

           LAN網(wǎng)絡的建設是運營商在數(shù)據(jù)業(yè)務市場上的重要品牌,也是寬帶整體解決方案的一項主要構(gòu)件。是否解決了上述問題就萬事大吉了呢?當然不是!運營網(wǎng)絡與無管理的企業(yè)網(wǎng)絡具有很大區(qū)別,如何在基于不信任的網(wǎng)絡基礎之上建立一個可運營、可管理的網(wǎng)絡是網(wǎng)絡建設的重中之重,這里所謂的可運營和可管理包含業(yè)務、設備維護管理、靈活的計費、用戶訪問策略控制和用戶認證等五大構(gòu)件。   

    1. 用戶認證   

           VLAN+Web認證方式可提供多種增值業(yè)務,已成為認證技術(shù)的主流:   
           采用帳號和物理位置結(jié)合的認證方式;   
           利用VLAN隔離和加密保障Web認證的安全性;   
           效率高于PPPoE;   
           通過自動下載的JAVA程序替代PPPoE虛擬撥號軟件,降低維護成本;   
           與業(yè)務相關(guān),可作為實現(xiàn)Portal(門戶業(yè)務)的基礎。
       
    2. 用戶訪問策略   

           采用基于用戶的訪問控制列表,實現(xiàn)功能包括:   
           配置用戶可以訪問的網(wǎng)段;   
           配置用戶組間的訪問與禁止;   
           保護網(wǎng)上或小區(qū)重要服務器。   

    3.靈活多樣的計費   

          計費策略:遠端認證(Radius認證)、本地認證、不認證;   

          計費方式:基于時長、流量、優(yōu)先級、帶寬進行不同費率的計費,具有多種優(yōu)惠策略。   

    4.設備維護管理   

           支持統(tǒng)一的網(wǎng)管,能夠?qū)崿F(xiàn)零維護的遠程配置(集群管理),提供可視化圖形管理,堆疊管理,支持PVLAN、Super VLAN等。   

    5.業(yè)務   

          業(yè)務是網(wǎng)絡發(fā)展的關(guān)鍵,對帶寬控制、組播業(yè)務、業(yè)務的優(yōu)先級將是不可缺少的功能特性。  
     
    三、三網(wǎng)合一何時到來   

          十多年前,人們提出了三網(wǎng)合一的設想。電信網(wǎng)、廣播電視(IP TV)網(wǎng)、計算機網(wǎng)分別是在不同時期和不同背景下產(chǎn)生和發(fā)展起來的,每個網(wǎng)絡所采用的方案和標準都帶有濃烈的時代標記。但是,用戶對綜合信息的需求越來越明確,即通過相對一致而又簡單的網(wǎng)絡獲得更多的內(nèi)容和服務。三網(wǎng)融合是必然的,卻不是一帆風順的,在這一融合過程中,數(shù)字技術(shù)將不同的物理信號統(tǒng)一為二進制比特流,在傳輸、交換、選路和處理過程中實現(xiàn)融合;光通信技術(shù)提供理想的帶寬,降低了傳輸成本,形成了融合的傳輸平臺;軟件技術(shù)使三大網(wǎng)絡及其終端能夠通過軟件變更支持各種用戶所需的特性、功能和業(yè)務;通信協(xié)議工程研究提出了“實現(xiàn)大量異構(gòu)網(wǎng)絡互連互通”的目標,并實現(xiàn)了以TCP/IP協(xié)議為代表的跨平臺應用協(xié)議。所有這些技術(shù)都為網(wǎng)絡的融合奠定了基礎。   

    四、IP互連互通的理念   

           目前,以Internet為代表的計算機網(wǎng)絡大多采用無連接的點對點通信,電信網(wǎng)絡大多進行有連接的點對點通信,廣播電視網(wǎng)絡則是規(guī)范的有連接廣播通信,融合網(wǎng)絡必須能夠很好地包容這些特性。   

           IP技術(shù)的優(yōu)點在三網(wǎng)的融合過程中獲得了充分發(fā)揮。三網(wǎng)融合所形成的網(wǎng)絡是一個龐大的局部之間異構(gòu)的復雜網(wǎng)絡,IP技術(shù)的最初目的在于實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的互連互通,中間網(wǎng)絡層采用IP技術(shù)可順利地對多種業(yè)務數(shù)據(jù)、軟硬件環(huán)境、通信協(xié)議進行集成、綜合和統(tǒng)一,進而對網(wǎng)絡資源進行綜合調(diào)度和管理。   

           三網(wǎng)融合不僅在工程方面實現(xiàn)了綜合業(yè)務服務,而且也是未來網(wǎng)絡演進所必需的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)。ITU在下一代網(wǎng)絡研究中,已經(jīng)明確地將GII(全球信息基礎設施)稱為“計算機、電信和廣播三種技術(shù)融合的中心”,并在此基礎上展開對下一代網(wǎng)絡的研究。 


     
     
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