【摘 要】隨著工業(yè)信息化的高速發(fā)展，在科研生產(chǎn)過程中引進(jìn)了很多工業(yè)仿真、三維制圖、立體建模等信息化技術(shù)，但這些信息技術(shù)的應(yīng)用對(duì)企業(yè)的園區(qū)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)帶寬提出更高的要求，企業(yè)需要一種新的技術(shù)提供更快更新的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。萬兆以太網(wǎng)正是在這樣的背景下產(chǎn)生并發(fā)展起來的，文章作者闡述了萬兆以太網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要點(diǎn)，分析了萬兆以太網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，展望了萬兆以太網(wǎng)技術(shù)在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，以及城域網(wǎng)上的應(yīng)用，并總結(jié)得出萬兆以太網(wǎng)絡(luò)是未來局域網(wǎng)的發(fā)展方向，并且它的出現(xiàn)催生、促進(jìn)了相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，必將推動(dòng)以太網(wǎng)性能大幅度的提高。

【關(guān)鍵詞】萬兆以太網(wǎng) 園區(qū)網(wǎng)

隨著大型裝配制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，原有的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理方法已經(jīng)被時(shí)代所淘汰，新型工業(yè)在研發(fā)、試制、生產(chǎn)的過程中越來越多的應(yīng)用信息化技術(shù)，三維建模、立體仿真、工程制造管理等信息化手段促進(jìn)了裝配制造業(yè)的快速發(fā)展，然而信息化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要一種新的技術(shù)提供更快更新的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平臺(tái)[1]，因此就孕育出了以太網(wǎng)技術(shù)，經(jīng)過多年來的發(fā)展千兆以太網(wǎng)已經(jīng)普遍應(yīng)用于校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中，而更高速的萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定已經(jīng)完成，并且其制造廠商已生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，其符合當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)使用的基本設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，必將被廣泛應(yīng)用。

一、萬兆以太網(wǎng)（10GE）標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要點(diǎn)

以太網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)今使用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從經(jīng)典的OSI網(wǎng)絡(luò)層次模型上看，以太網(wǎng)屬于第2層數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，萬兆以太網(wǎng)(10GE)仍然屬于以太網(wǎng)，與前幾代（l0、100和1000Mbps）以太網(wǎng)性質(zhì)相同，但萬兆以太網(wǎng)使用IEEE802.3以太網(wǎng)介質(zhì)接入控制（MAC）協(xié)議、IEEE802.3以太網(wǎng)幀格式和IEEE802.3幀格式，不需要修改以太網(wǎng)介質(zhì)接入控制（MAC）協(xié)議或分組格式。所以，能夠支持所有網(wǎng)絡(luò)的上層服務(wù)，包括在OSI七層模型的第二/三層或更高層次上運(yùn)行的智能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，具有高可用性[2]、多協(xié)議標(biāo)記交換和Web高速緩存等特點(diǎn)。

（一）萬兆以太網(wǎng)的物理層特點(diǎn)

由于萬兆以太網(wǎng)可作為L(zhǎng)AN也可以作WAN使用，而在LAN和WAN中由于工作環(huán)境不同，對(duì)于各項(xiàng)指標(biāo)的要求存在許多差異，主要表現(xiàn)在時(shí)鐘抖動(dòng)、比特差錯(cuò)率等要求不同，就此制定了兩種物理介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這兩種物理層的共同點(diǎn)是:共用一個(gè)MAC層，僅支持全雙工，省略了CSMAPCD策略，采用光纖作為物理介質(zhì)。特點(diǎn)1：支持802.3MAC全雙工工作方式，MAC時(shí)鐘可選擇工作在1G方式下和10G方式下，允許以太網(wǎng)復(fù)用設(shè)備同時(shí)攜帶10路1G信號(hào)。幀格式與以太網(wǎng)的幀格式一致，工作速率為10GbPs。萬兆域以太網(wǎng)技術(shù)可用最小的代價(jià)升級(jí)現(xiàn)有的局域網(wǎng)，并與10P、100P、1000MbPs兼容，使局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)范圍最大達(dá)到40km。特點(diǎn)2:由于局域以太網(wǎng)采用以太網(wǎng)幀格式，傳輸速率為10GbPs，而萬兆廣域以太網(wǎng)采用OC-192C幀格式在線路上傳輸，傳輸速率約為9.58GbPs，所以萬兆廣域以太網(wǎng)MAC層有速率匹配功能。

（二）接口方式

萬兆以太網(wǎng)作為新一代寬帶技術(shù)，在接口類型及應(yīng)用上提供了更為多樣化的選擇。局域網(wǎng)PHY(局域網(wǎng)接口)、城域網(wǎng)PHY(城域網(wǎng)接口)及廣域網(wǎng)PHY(廣域網(wǎng)接口)可以適用于不同的解決方案。萬兆以太網(wǎng)在局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)不同的應(yīng)用上提供了多樣化的接口類型。在局域網(wǎng)方面，針對(duì)數(shù)據(jù)中心或服務(wù)器群組的需要，可以提供多模光纖長(zhǎng)達(dá)300m的支持距離， 或針對(duì)大樓與大樓間園區(qū)網(wǎng)的需要提供單模光纖長(zhǎng)達(dá)10km的支持距離。在城域網(wǎng)方面，可以提供1550nm波長(zhǎng)單模光纖長(zhǎng)達(dá)40km的支持距離。在廣域網(wǎng)方面，更可以提供廣域網(wǎng)，支持長(zhǎng)達(dá)70～100km的連接。

二、萬兆網(wǎng)的應(yīng)用

（一）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)層次化

萬兆網(wǎng)促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次化的發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)可管理的、高可用性的、高性能網(wǎng)絡(luò)，會(huì)將萬兆帶寬的網(wǎng)絡(luò)作為主干帶寬，這樣就自然的將網(wǎng)絡(luò)分為核心層、分布層和接入層三個(gè)層次進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這種結(jié)構(gòu)下，三個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備各司其職又相互協(xié)同工作，從而有效保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、高性能、高安全性和靈活的擴(kuò)展性。其每一層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能描述如下：核心層：提供高速的三層交換骨干核心層不進(jìn)行終端系統(tǒng)的連接；核心層少用或不實(shí)施影響高速交換性能的ACL等功能。分布層：作為接入層和核心層的分界層，分布層完成以下的功能：本功能區(qū)VLAN 間的路由；IP地址或路由區(qū)域的匯聚；接入層：提供2層或3層的網(wǎng)絡(luò)接入，通過VLAN定義實(shí)現(xiàn)接入終端的隔離。

（二）網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計(jì)

整體網(wǎng)絡(luò)采用層次化設(shè)計(jì)分為三層，即：核心層、分布層和接入層，核心交換機(jī)之間通過10G（萬兆）光纖冗余互聯(lián)形成高速萬兆核心層，各分布層交換機(jī)通過雙萬兆光纖冗余鏈路上聯(lián)至核心路由交換機(jī)，各個(gè)接入交換機(jī)通過雙千兆光纖冗余上聯(lián)至分布層交換機(jī)，使網(wǎng)絡(luò)具備高可用性、高安全性。如果網(wǎng)絡(luò)對(duì)帶寬要求很高，可以采用雙萬兆鏈路捆綁，甚至4個(gè)萬兆捆綁互聯(lián)，使網(wǎng)絡(luò)主干達(dá)到40G的寬帶水平，這樣即實(shí)現(xiàn)了高帶寬網(wǎng)絡(luò)有保證了物理線路的冗余備份。

（三）核心網(wǎng)絡(luò)區(qū)設(shè)計(jì)

如果要將萬兆網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮得淋漓盡致，就必須將網(wǎng)絡(luò)核心層的設(shè)計(jì)更加完善，核心層的主要作用是負(fù)責(zé)在各匯聚層設(shè)備之間的第三層數(shù)據(jù)交換和路由，需要有很高的處理交換能力和安全穩(wěn)定性，因此需配置高性能路由交換機(jī)。另外，可以將多臺(tái)核心交換機(jī)采用虛擬交換技術(shù)，虛擬為一臺(tái)核心交換機(jī)，所有連接大大降低網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性并且大大提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。核心交換機(jī)，每?jī)膳_(tái)可互為熱備份，大大提高了核心交換區(qū)的整體可靠性；另外一個(gè)更大的好處是可以做到了充分的負(fù)載均衡[3]，從而大大提高了整體網(wǎng)絡(luò)的工作效率。

三、結(jié)論

論文簡(jiǎn)要介紹了萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)及萬兆網(wǎng)技術(shù)常見的應(yīng)用形式，并且歸納了萬兆網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及由其帶動(dòng)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，相信萬兆網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展定會(huì)使網(wǎng)絡(luò)傳輸更加快捷，同時(shí)也將促進(jìn)更為高端的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展[2]。

參考文獻(xiàn)：

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