中行广西新大楼网络方案(20页).doc
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1、1.局域网主要网络技术分析21.1.主要的局域网技术21.1.1.传统以太网21.1.2.交换式以太网21.1.3.千兆以太网31.1.4.异步传输模式 - ATM41.1.5.令牌环61.1.6.FDDI61.2.局域网中的多层交换技术71.3.在局域网中应用千兆以太网与ATM的比较111.4.现代IP网中的多媒体应用极其技术要求142.广西区中行新大楼局域网建设的需求分析173.广西区中行新大楼局域网的配置建议174.广西区中行新大楼局域网配置方案特点175.新宇公司能提供最好的技术支持和服务176.相关产品介绍177.产品配置及报价171. 局域网主要网络技术分析1.1. 主要的局域网技
2、术1.1.1. 传统以太网传统的常规局域网(LAN)按照网络介质存取控制方式分为以太网(10Mbps)、令牌环网(16Mbps)、FDDI网(100Mbps)、快速以太网(100Mbps)等。以上网络都是共享型的局域网,即网上任一瞬间只有一个用户在发送信息,所有其它节点接收所有的传输帧,但只把与自己地址相同的数据帧或广播帧拷贝下来。 以太网是现有网络中使用最为广泛的一种形式。特别是可采用非屏幕双绞线(UTP)的10BASET,它价格便宜,可选产品类型多、容易安装,得到多数厂家的支持,可满足多数用户对带宽的要求。以太网是共享型局域网,网络里如有很多用户则会产生争用,使每个用户的平均带宽减少。大多
3、数以太网采用载波侦听多重访问冲突检测(CSMACD)协议来管理争用问题,以保证任一时刻网络上只能传送一个包。在传输前和传输过程中都要检验网络冲突,如果信号存在或冲突发生则停止传送,并推迟一个随机时间段进行重发,重发时间是利用“指数退避”算法计算。于是,网络部分带宽被传输冲突和发送重试所占用,延迟变得不可预测。根据实际测试表明,虽然共享型以太网的理论最高带宽为10Mbps,但当较多终端在发送信息时,以太网实际可用带宽为3545Mbps,介质有效利用率很低。 1.1.2. 交换式以太网随着局域网用户数量的增加和网络应用软件的发展,造成了在以太网的主干、服务器、关键资源处的瓶颈现象越来越严重。交换式
4、局域网为用户提供独占的、点对点的连接,凡是连接到交换器端口的用户都独占以太网的全部带宽,共享型网把报文广播到每个节点,而交换式以太网是在节点之间沿指定路径转发报文;共享型网上的节点争用一个信道的带宽,其它所有节点的网络请求只能等待,而交换式以太网是个并行系统,可同时支持多对不同源端口与不同目的端口的终端之间的通信,而不发生冲突;共享型网随着用户的增加,平均每个用户的带宽将减少,而交换式局域网是高度可扩充的,其带宽随着用户的增加而扩张。目前各类交换机可提供的端口有10Mbps交换式、100 Mbps交换式和10/100 Mbps自适应交换式.1.1.3. 千兆以太网高性能交互式网络应用需要千兆位
5、(Gigabit)网络。目前,数据网络上的应用对延迟及带宽不太敏感,TCP/IP能够自动识别延迟的变化,E-mail、FTP等都能够动态地适应TCP所提供的带宽。很少有人去计较文件传输快慢的细微区别。然而,对于交互式应用,尤其是基于X-Windows和多媒体的应用,需要高速网络来支撑大量报文的传输。对于分布式文件系统,如网络文件系统(NFS),客户经常需要向文件服务器请求一大块数据,客户端的应用紧紧依赖于网络的传输时间。随着处理机速度的提高,根据Amdahl定律所述,每条指令至少需要一个位的I/O。由于处理机周期将接近1ns级,研究人员已经提出每条指令需要64位或128位(含指令及数据)的I/
6、O。对于这样的系统,自然需要千兆位以上的千兆位网络。千兆以太网,以其高速的传输优势,良好的带宽,成为今日网络的聚焦点。目前世界上已构建的网络中,83采用的是以太网技术。千兆以太网由于使用了与其前代相同的CSMACD协议,相同的帧结构及帧长,不需要太大的投资,就可以为网络使用者提供超过1000Mbps的传输速率。正是这诱人之处使它得以在短短三年多的时间里,备受关注。IEEE已于1998年6月正式通过千兆以太网标准IEEE8023E。另一个有关1000BaseT的标准IEEE8023ab也将1999年完成。通过在MAC层和PHY层之间设置逻辑接口,对光纤通道采用8B10B编码技术,并使此技术可应用
7、于性能价格比高的非屏蔽双绞线上,传输距离至少可达25米,以低成本的传输介质满足千兆以太网的高效与稳定。这一标准将使以往光纤介质的高昂价格不再成为掣肘,真正推动千兆以太网的高速发展。 为了引导制定千兆以太网标准,集中技术建议,推动技术发展,检验产品的互操作性,千兆以太网联盟在新汉普顿大学设立了独立的测试实验室。千兆以太网协会将对110种网络和计算机进行测试,以保证千兆以太网的互操作性。 千兆以太网的标准通过在即,生产厂商的千兆网产品日益成熟,加之证券、金融、邮电等行业用户对网络的要求也越来越高,千兆以太网的应用普及指日可待。1.1.4. 异步传输模式 - ATM八十年代,ATM技术是被作为BIS
8、DN的基本技术来看待的。BISDN,按照当时的说法,是“能够支持现有的电信业务,并且能够支持将来可能出现的各种电信业务的通信网络”。因此,在当时同时存在电话交换网和分组交换网的情况下,ATM技术的出现是有震动意义的。业界把它看成一种全能的、从未出现过的、有重大意义的新一代技术。它将一统天下,结束多种通信网并存的混乱局面。十几年后的今天,这种看法已经发生了巨大的变化。业界起码是不再期望ATM在最近的将来能够一统天下了。人们也日益认识到,全新全能的要求,同样给ATM带来了固有的缺陷和不足。大家已经认识到,ATM不是全能的。全新全能,一统天下,也许是个过于艰巨的任务。BISDN的发展极为缓慢,标准制
9、定工作仍未完成,许多人已不再对它抱有当初的希望。全能的BISDN在设想上的完美,必然导致实现上的巨大困难。在多年进展缓慢后,ATM终于抛弃全能的幻想,集中于支持当前最火爆的计算机网络。由此,ATM成为了众目睽睽的热点技术,获得了前所未有的发展。ATM(异步传输模式),是一种面向连接的快速分组交换技术,建立在硬件交换的基础上。它可以为每个工作站分配专用带宽。每个交换机的端口都特定于某一单个节点,并且在ATM网络中不存在共享的访问方式。信元交换是和ATM相关联的一般性说法,它兼有分组交换的可调带宽和高速度,以及电路和帧交换固有的低时延。类似于分组交换,ATM利用了将信息分成小段的观点,不过没有使用
10、分组交换的差错校检功能。ATM网络的数据传输是面向连接的,这是因为ATM网络中的端节点在发送任何数据之前,都预先建立称作“虚连接”的数据传送会话。ATM网络首先确定两个站点之间的路由,通知数据传送路径上的交换机确保网中的资源分配。虚连接标识用于标记特定的连接关系,并且交换机通过基于硬件的交换,按照信元头中的虚连接移动信元。ATM之所以将其称为“异步”是因为信元可以随应用的运行随时产生,随时发送,而不必受采用帧结构的传输系统(多为同步)的限制。事实上,ATM技术具有内在的、对等时性服务要求的支持,能够将不同类型的数据在同一虚电路上传输。这种新技术的吸引力是它的带宽ATM技术具有高度的可扩展性,无
11、论是局域网、企业网甚至广域网,均是基于同一的信元交换技术,所不同的仅仅是速率而已。而目前ATM已商品化的速率可从1.5Mbps直至622Mbps,更高的速率也即将实现。支持计算机互联网络(Internet)和计算机局域网(LAN),是ATM技术目前最大的应用领域。Internet和LAN借ATM技术提升了速度并获得了交换能力,解决其迅速发展中遇到的关键问题。ATM技术则借Internet和LAN得到了大量的应用层规程软件和现有环境的支持,终于找到了一个现实的网络应用的落脚点。二者具有完美的互补关系。基于ATM的互联网络提供了一个高速的计算机骨干网络。在发现拥挤的互联网络段落,使用ATM来缓解拥
12、挤现象是ATM进入Internet的起点。这导致互联网络中逐渐出现一些快速的部分,用户可以选择快速的接入或慢速的接入。同样,在互联网络的本地部分,存在快速的ATM局域网和原有的各种局域网络。它们都可以接入互联网络的快速部分或慢速部分。在现有的计算机网络中无困难地引入ATM,实现了ATM和现有计算机网络的“无缝”集成。ATM是提供联接型业务的技术,而IP是无联接型的,局域网也是如此。此外,局域网还是广播型的。虽然IPOA和LANE给出了在ATM这种基于联接的技术上支持无联接和广播业务的方法,并定义了标准,但是,除了取得兼容性之外,并没有其它的好处,甚至丧失了某些方面的性能。其中之一便是业务质量问
13、题。现实的TCPIP网络中没有业务质量的控制手段,这样,在用于互联网络和局域网上时,ATM中的业务质量控制的优势就丧失了。由于在Internet上发展多媒体业务和实时业务的需要,已经在研究Internet上的业务质量保证方法,提出了RSVP和RTP等规程。这些规程能否和如何同ATM中的业务质量控制手段结合起来,正是当今一个研究中的问题。目前ATM和以太网互联的技术主要有Classical IP Over ATM、LAN Emulation和Multiple Protocol Over ATM三种技术。Classical IP Over ATM建立ATM地址和IP地址间的映射,只限于处理ATM上
14、的IP协议,并且它没有定义如何处理广播与多路广播。LANE技术是现有的传统网络与ATM互连的主要技术之一,LANE使用MAC地址封装使得它支持大量数目的现存OSI的第三层协议。最终的结果是连接到仿真LAN上的所有设备好像是在同一个桥接的网段。LANE技术简化了边缘设备的开发,无须实现网络层的智能,支持虚拟网。LANE技术是目前ATM和以太网络互连的主要技术。然而,LANE10中,由于没有定义LECS和LESBUS的冗余备份,使得网络中存在单点故障。虽然有些厂商通过自己的技术实现网络中LECS和LESBUS的冗余备份,但因为是专用技术,厂商间产品的互操作性几乎是不可能的。MPOA是用于下一代基于
15、交换LAN结构的主要技术,它能提供比LANE更好的性能,适合于大型的网络,网络的可靠性也比完全基于LANEV10的要好。从本质上说,MPOA扩展了LANE和Classical IP Over ATM。MPOA技术标准经过长达一年多的争论,于1997年6月制定了标准。由于标准制定的时间短,MPOA技术实现极为复杂,目前能够提供完全的MPOA技术全套解决方案和产品的厂商寥寥无几。1.1.5. 令牌环令牌环网(TOKEN RING)是IBM公司在70年代研制的局域网技术,现在仍是IBM基本的局域网技术。令牌环网在全球局域网产品的应用普及程度仅次于以太网。传统上令牌环网是IBM公司计算机系统默认的局域
16、网配置,所以在IBM公司主要用户的网络系统中,有许多仍使用令牌环网。广西中行新大楼局域网是一新建的局域网,当然不应受此专有技术的限制。1.1.6. FDDIFDDI在100Mbps传输技术上最成熟,但其销量增长最平缓。在中国没有形成主流,在国外也减缓了发展速度。FDDI(100M)适合作网络骨干,但它的性能价格比较低。它的优点在于:l 令牌传递模式和一些带宽分配的优先机制使它可以适应一部分多媒体通讯的需求l 有众多的产品供应商和互联产品,与传统网络的集成很容易l 双环及双连接等优秀的容错技术l 网络可延伸达200km,支持500个工作站但FDDI还有许多弱点:l 居高不下的价格限制了它走向桌面
17、的应用,无论安装和管理都不简单l 基于带宽共享的传输技术从本质上限制了大量多媒体通讯同时进行的可能性FDDI由网络节点共享的100Mbps频宽在通讯作业急速成长的今天已显得紧张,且支持数字化语音、图像的新一代FDDI标准迟迟未能发展出来,其未来性已逐渐下降,而且交换式产品虽然可以实现,但成本无法接受1.2. 局域网中的多层交换技术LAN中的交换技术是作为对共享的局域网进行最有效的网段划分的解决方案而出现的,它可以使每个用户尽可能地分享到最大带宽。交换技术可以连接共享的以太网网段或模块,为主机提供固定专用的带宽资源,而且交换技术还可以用来连接不同速度的局域网。LAN交换技术在OSI网络七层模型中
18、的第二层、即数据链路层中进行操作,这就说明LAN 交换机对数据包的转发是以以太网或令牌环的目的介质存取控制(MAC)地址为基础的。因此,LAN交换机对网络协议诸如Internet协议(IP)或Novell的IPX来说是透明的。 LAN交换机中具有一定数量的物理端口来接连LAN网段,通常为8128个。这些端口通过提取每个发送到交换机的数据包的源MAC地址,得到MAC的目的地址及与接收该数据包的端口地址,进而得知端口与MAC目的地址之间的关系。由于LAN交换机大多数都是自动配置的,所以较易安装、构造和管理。 相比之下,在七层网络模型中第三层、即网络层上操作路由器,是依照网络层地址前缀和存于路由器内
19、存中的路由分配表转发数据包的。这些路由器分配表通过用于在路由器之间互换可到达信息的路由器协议的帮助来进行不断更新。路由器比交换机更复杂,花费更大。由于处理通过路由器的每个数据包都需要大量的软件,所以一般来说,路由器不仅速度比交换机慢得多,而且其构造及安装也困难得多。 然而在实际网络中,许多具体的问题决定了对路由功能的需求,也就是说,如果配置了传统的局域网交换机,就必须要配置路由器。 我们把多层交换技术描述成为能够支持各种局域网体系结构的一个集成的、完整的解决方案,它将交换技术和路由技术智能化地、有机地结合起来。 一台多层交换设备具有许多交换端口。网上的站点之间可以通过第二层数据包转发的方法(即
20、传统的LAN交换技术)或采用第三层数据包转发方式(即传统的路由技术)进行数据通信。不同情况下数据包转发的类型由站点之间通信要求而定。在实际应用中,这是由它们是否属于同一子网来决定。如果属于同一子网,采用第二层转发方式,否则,采用第三层转发方式。 l 多层交换设备 一个多层交换机从逻辑上可以被看成一个附带有第三层转发功能的第二层交换设备,同时它与第三层的数据转发模块采用高速互连。一组局域网端口界面的参数直接附属于第二层交换的处理核心。就像一个传统的路由器的转发应用一样,网络节点为了将数据包转发给不同子网,首先将IP数据包传给第三层转发功能模块,该模块具有一个或多个IP寻址器和MAC 寻址器,然后
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