802.3ae標準的確立無疑將開創以太網的新時代。從現實意義來看,萬兆以太網的應用剛剛開始啟步。由此,本次關于萬兆以太網的探討,是從其技術特 性著手,來關注其現今和將來的應用層面,以客觀態度促發冷靜思考。
1973年施樂公司位于美國硅谷研究中心的學者Robert Metcalfe和David Boggs,研發出了以太網技術。Metcalfe同時提出了有關網絡增長重要性的定理,就是大家所知的“Metcalfe定律”,即網絡的價值將隨著用戶的增長成指數增長。現在回頭來看,Metcalfe定律成功地得到了驗證。
在某種意義上,Metcalfe定律與Moore定律類似。以太網的速度不斷提高,從開始的10M、100M至千兆、萬兆,而以太網設備的價格則隨著大規模的應用和生產而逐漸下調。以太網不僅成為局域網網絡技術的主流,隨著千兆和萬兆技術的成熟,它正逐步延伸至城域網和廣域網。
技術篇
萬兆以太網技術基本上承襲過去的以太網、快速以太網及千兆以太網技術,因此在用戶普及率、使用的方便性、網絡的互操作性及簡易性上都占有極大的引進優勢。在升級到萬兆以太網解決方案時,用戶不需擔心既有的程序或服務是否會受到影響,因此升級的風險是非常低的。這不僅可以從過去以太網一路升級到千兆以太網中得到證實,同時在未來升級到萬兆,甚至四萬兆(40G),十萬兆(100G)都將是一個很明顯的優勢。
根據萬兆以太網標準IEEE802.3ae,萬兆以太網將保留802.3幀格式、保留802.3最小/最大幀長度、局域網/城域網 PHY(物理層)的速率可達萬兆,而廣域網 PHY的速率為9.29 千兆(可支持SONET/SDH)。萬兆以太網與以前以太網技術的不同之處主要表現在以下兩點。首先是具有適用于單模光纖的長距離接口(40公里或以上),可用于局域網PHY或廣域網絡(廣域網 PHY);其次是萬兆以太網提供了可選擇的廣域網 PHY。萬兆位以太網只對光纖作用,并只能在全雙工模式下操作,這意味著不必使用沖突探測協議。正是由于這些特征,以太網的速度才可達每秒萬兆位。
萬兆以太網作為新一代寬帶技術,在接口類型及應用上提供了更為多樣化的選擇。局域網-PHY(局域網接口)、城域網-PHY(城域網接口)及廣域網-PHY(廣域網接口)可以適用于不同的解決方案(如上圖所示)。
萬兆以太網在局域網/城域網/廣域網不同的應用上提供了多樣化的接口類型,在局域網方面,針對數據中心或服務器群組的需要,可以提供多模光纖長達300米的支持距離,或針對大樓與大樓間/園區網的需要提供單模光纖長達10公里的支持距離。在城域網方面,可以提供1550nm波長單模光纖長達40公里的支持距離。在廣域網方面,更可以提供OC-192C 廣域網-PHY,支持長達70公里至100公里的連接。
對于萬兆以太網這項新技術而言,萬兆位以太網聯盟 (10GEA)的作用非常重要。其成立目的是推動基于標準的萬兆以太網技術發展,并鼓勵使用和實施萬兆位以太網作為一個連接多種計算、數據和通信設備的重要網絡技術。萬兆位以太網聯盟主要致力于以下工作。
支持IEEE 802.3工作組在萬兆位以太網標準方面的工作;
提供資源以促進技術規范方面的會聚和一致性;
促進業界了解、接受和發展萬兆位以太網標準;
加速萬兆位以太網產品和服務的采用和使用;
提供資源以建立和論證多廠商協同工作的能力,并鼓勵和促進協同工作;
促進萬兆位以太網技術和產品的供給商與用戶之間的交流。
目前,網絡拓撲設計和操作已經隨著智能化萬兆以太網多層交換機的出現發生了轉變。以太網帶寬可以從10Mbps 擴大到10Gbps,而不影響智能化網絡服務,比如第三層路由和第四層至七層智能,包括服務質量 (QoS)、服務級別 (CoS)、高速緩存、服務器負載均衡、安全性和基于策略的網絡功能。由于部署 IEEE 802.3ae 后整個環境的以太網性質相同,因此這些服務可以按線速提供到網絡上,而且局域網、城域網和廣域網中的所有網絡物理基礎設施都支持這些服務。
從以前的以太網方案中我們可以看出,隨著新技術的發展,10Gbps 通信成本有可能大大降低。與 10Gbps 通信激光器相比,萬兆位以太網短鏈接(在單模上小于 40 公里)將可以使用更低成本的未冷卻的光學系統,某些情況下可以使用垂直腔面發射激光器 (VCSEL),它可能有更低的 PMD 成本。此外,該產業還受到發展迅猛的商業芯片市場的支持,可提供高度集成的硅解決方案。
按照IEEE 802.3ae的要求,萬兆以太網可以滿足很多要害性的標準,從而可以高效地利用高速網絡。
在不導致中斷的情況下,方便地從現有的10/100/1000M系統移植到更高的性能等級(增加10倍);
與目前的同類技術相比,具有更低的整體運營成本;
熟悉的治理工具和功能集;
能夠支持新舊類型的應用;
由于技術的靈活性和經過驗證的互操作性,可以提供全面的投資保護。
以太網已成為世界上最廣泛采用的網絡技術,低成本的 ip 服務要求已經向傳統網絡信條提出了質疑。運營商正在尋求更高容量的解決方案,以求簡化網絡連接,降低其總成本,進而實現有利可圖的服務差異,同時保持高級別的可靠性。進入萬兆位以太網時代。以太網不再局限于局域網中的使用,萬兆位以太網成為IEEE 802.3 標準在速度和距離上的自然發展。
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