面向企业的万兆以太网交换技术概述和应用.docVIP

技术上的重要进展，以及价格、性能的大幅改进，使得万兆以太网不仅被部署到数据中心，还开始被应用于园区网络。随着带宽需求的增长，以及企业应用总数的增加（详见本文所要介绍的示例），万兆以太网的部署范围正在加速扩大。 简介 自从IEEE 802.3ae标准于2002年中获得批准以来，万兆以太网端口的售货量已经从每季度几百个端口增加到了每季度几万个端口。万兆以太网的部署量之所以会出现如此快速的增长，主要源自于下列因素： 万兆以太网每端口价格的大幅降低――目前，万兆以太网的价格还不到2002年中时的五分之一。因此，在智能模块化交换机中，万兆以太网目前的性价比（包括光纤成本）已经与基于光纤的千兆以太网相差无几。 新型光纤扩大了万兆以太网的部署范围――目前，新型光纤的出现让万兆以太网可以部署到从数据中心到配线间的任何环境之中，而且可以延用现有的光纤布线。 带宽持续增长――首先，千兆以太网到桌面的部署量已经在2004年底之 前达到了每季度数百万个端口。如此广泛的部署大大提高了网络其他部分的超额使用率。万兆以太网有助于将超额使用率降低到了网络设计最佳实践所要求的水平。 其次，服务器适配器和PIC总线技术的发展使得服务器能够生成超过7Gbps的流量，这提高了为服务器使用万兆以太网连接的需求。最后，新型应用在企业园 区、数据中心内部和数据中心之间，都催生了对于万兆以太网性能的要求。以下章节将会详细介绍这些应用。 以上因素预计将会继续推动万兆以太网市场的发展。根据Dell’Oro Group的预测，这个市场将会从2004年的3.85亿美元，增长到2009年的29亿美元。 本文将介绍万兆以太网与企业网络相关的技术和应用。针对电信运营商的万兆以太网技术和应用（例如WAN PHY和接入点[POP]内部互联等）不属于本文的讨论范围。 技术概述 MAC层属性 因为万兆以太网仍然属于以太网，所以它可以充分利用经过多年发展的以太网技术，简化向这种更高速技术的迁移过程。与此前的快速以太网和千 兆以太网一样，万兆以太网采用了IEEE 802.3 以太网MAC协议、以太网帧格式和帧尺寸。它支持标准的以太网服务，例如802.3ad链路汇聚，最多可以将8个万兆以太网链路汇聚到一个虚拟的 80Gbps连接上。因为万兆以太网也是全双工的点对点技术，它可以在不导致数据包冲突的情况下，同时支持来自于链路两端的流量。因此，它不存在固有的距 离限制。最大链路距离取决于传输机制和传输介质光纤，而不取决于以太网冲突域的范围大小。 物理层属性 通用接口的命名规范和工作范围在某种新型以太网技术面世时，人们首先提出的问题之一就是：“它能传输多远的距离？”与以前的以太网技术一样，万兆以太网的传输距离取决于用户所使用的物 理接口类型。由于目前存在多种可供选择的万兆以太网接口，所以人们需要一种统一的命名规范来区分不同的光纤接口、光纤类型和传输距离（参见表1）。 万兆以太网的物理层接口通常使用下列命名规范： 前缀 = “10GBASE-” = 10Gbps基带通信 首个后缀 = 介质类型或者波长（如果介质类型是光纤的话） 第二个后缀 = PHY编码类型 第三个后缀 = 宽波分复用（WWDM）波长或者XAUI通道个数 表1. 万兆以太网的常用物理接口命名规范 前缀 首个后缀 = 介质类型或者波长 第二个后缀 = PHY编码类型 第三个后缀 = WWDM波长或者XAUI通道个数 10GBASE- 示例： C = 铜缆 (双轴) S = 短 (850 nm) L = 长 (1310 nm) E = 加长(1550 nm) Z = 超远加长(1550 nm) 示例： R = LAN PHY (64B/66B) X = LAN PHY (8B/10B)? W = WAN PHY (64B/66B) 示例： 如果省略，缺省值 = 1 (串行) 4 = 4 个WWDM 波长或者4个XAUI通道 ? 例如，10GBASE-LX4光传输模块使用一个1310纳米（nm）的激光束，LAN PHY（8B/10B）编码，4个WWDM波长。10GBASE-SR光传输模块使用一个串行850nm的激光束，LAN PHY （64B/66B）编码，1个波长。IEEE 802.3an任务组计划在2006年的稍晚些时候，确定基于双绞线铜缆的万兆以太网（10GBASE-T）的标准。 表2汇总了可在企业环境中使用的万兆以太网接口所支持的传输范围和介质类型。 表2. 万兆以太网的传输范围 10GE物理接口 典型部署 基于下列介质的传输范围 62.5微米多模光纤（FDDI等级） 50微米多模光纤（MMF） 10微米单模光纤（SMF） 双轴铜缆 10GBASE-CX4 数据中心 － － － 1