萬兆以太網發展趨勢之前世今生篇

前世

??? 從二十世紀七十年以太網技術發明到98年千兆以太網技術的標準化，到2002年萬兆技術的標準化，從早期的集線器互聯到目前的全球互聯網，當人們還在感慨以太網技術普及之迅猛、影響之廣泛超乎想象時，更先進的以太網技術已經悄悄走近我們的生活。

??? 今天，人們對網絡的依賴超過以往任何時候，我們在不經意中發現我工作、生活、娛樂、人際交往或多或少都開始與網絡有關甚至是不可或缺。網絡已經實實在在成為我國經濟發展的主要推動力之一。

　在上個世紀末的一次關于“影響人類生活方式的100項發明”的討論中，以太網技術也入選其中。1973年，Xerox公司提出以太網技術并實現之。最初以太網的速率只有2.9Mbps。1980年，Xerox、Digital、3Com三家聯合推出了10Mbps DIX以太網標準。1995年IEEE正式通過了802.3u快速以太網標準，1998年，IEEE 802.3z千兆以太網標準正式發布。2002年7月18日，IEEE通過了802.3ae，即10Gbit/s以太網，又稱萬兆以太網，它包括了10GBASE-R、10GBASE-W、10GBADW-LX4三種物理接口標準。2004年3月，IEEE批準銅纜10G以太網標準802.3ak，新標準將作為10GBASE-CX4實施，提供雙絞電纜的10Gbps。

　隨著局域網技術的發展，隨著百兆、千兆、萬兆技術的應用，逐步出現了快速以太網、千兆以太網和萬兆以太網的概念，每一個組網模式都是與更高帶寬技術的應用緊密聯系，同時每一個新的組網模式又都不僅僅只是帶寬的擴充，伴隨著帶寬的提升往往會出現更多的新型技術與應用，從而使得新型的組網技術比以往的組網技術有了質的提升。

　在當今社會，用戶的工作平臺首先是一個網絡平臺。在工作中，與工作伙伴、外部客戶、內部核心服務器等大量數據、信息的交流溝通日益成為工作的核心。而隨著業務創新的發展和體系結構功能的增強，組播或視頻點播、帶附件的電子郵件、文件傳輸器、按需備份和恢復、CRM/ERP以及Web和Java工具等多種應用都成為吞噬帶寬的“殺手”，桌面網絡資源的不足已經嚴重滯后了工作的效率，千兆位以太網逐漸延伸到桌面已經成為最迫切的需要之一。

　網格計算是伴隨著互聯網而迅速發展起來的，專門針對復雜科學計算的新型計算模式。這種計算模式是利用互聯網把分散在不同的地理位置的電腦組織成為一具“虛擬的超級計算機”，這種技術對網絡交換設備提出很高的要求，從而以最小的投資大大提高復雜計算的速度。而分布式圖像處理技術可以通過多臺千兆服務器實現分布式圖像處理、合成，極大提高了圖像處理的速度與質量。網格計算和分布式圖像處理要求提供高密度的千沏網口接入大量千兆服務器，對新型的高帶寬交換網絡有著最為迫切的需求。

　在網絡技術飛速發展的，網絡病毒、網絡攻擊的水平也在飛速發展，尤其是網絡技術的普及化更是促進了網絡病毒、網絡攻擊制造者的技術提高，使得網絡安全問題已經成為眼下最為復雜、危害最大的網絡問題之一，網絡安全問題已經逐漸成為制約網絡發展的最關鍵問題，如何在不斷提高網絡帶寬與功能的同時提升網絡安全水平是眾多網絡管理者以及各網絡設備制造廠家急需解決的問題。

　網絡所面臨的上述問題迫切需要網絡技術的前沿工作者給出一種更好的解決方案，能夠為用戶提供一種高帶、高性能、高安全、多業務的新型網絡解決方案，從根本上對上述問題進行全面系統的解決。

今生

　萬兆局域網狹義的是采用萬兆技術進行組網的局域網，從廣義的角度看是指具有高帶寬、多業務、自適應、高安全、高擴展能力的新型局域網絡。新型萬兆局域網一般采用兩層扁平化結構，采用中高端以太網交換機進行組網，一般核心采用兩臺以上核心交換機進行冗余備份負載分擔設計，接入層直接采用中端以太網通過密度千兆口接入終端用戶，核心與接入兩個層次之間通過萬兆接口進行雙歸屬級連，既實現了高密度千兆用戶的接入，同時保障了網絡的高效穩定，減少設備總數量，方便管理與維護。

　提高網絡性能只是萬兆局域網的一項基本功能。萬兆局域網是屬于新型的高帶寬網絡，在提升網絡性能的同時更多提關注網絡的安全性、多業務融合能力與自適應能力。萬兆局域網可以在以下幾個層面發揮更多的優勢，勢必成為今后局域網發展的主導方向。

　1、 高安全性

　萬兆局域網組網模型中，直接采用了中端以太網交換機作為接入設備使用，提供高密度的千兆端口實現大量千兆用戶的接入。中端交換機一般都是三層交換機，具備完善的三層特性，采用中端交換機作為接入設備不但實現了高密度千兆接入，同時意味著三層到桌面的現實情況。

　網絡管理者可以充分利用三層交換技術的安全性，充分發揮三層到桌面的優勢，全面提升網絡的安全性。目前網絡攻擊中有半數攻擊是在鏈路層發起，通過諸如ARP攻擊、廣播風暴、MAC地址假冒等二層手段對網絡設備造成嚴重干擾甚至宕機。網絡管理者可以在地址規劃時利用三層到桌面的優勢從根本上解決上這一問題，可以采用每個端口一個VLAN，每個VLAN配置一個虛接口，每個虛接口配置30位掩碼的網關，如此以來 每個端口只有一個合法的主機IP和一個網關，所有用戶之間的交換無論是同一業務板上還是不同業務板之間、不同設備之間均為三層交換，所有的二層報文均被限制在一個端口上，這樣部署所帶來的直接好處有以下幾點：

　網絡中徹底排除了二層報文，所有的二層攻擊事件被徹底禁止、網絡防攻擊能力提高。

　網絡中所有物理鏈路上的報文均為三層報文，精華了網絡流量，提高了網絡帶寬的利用率。

　每一個IP地址只能在某一個固定端口使用，杜絕了IP地址假冒事件的發生，提高了網絡安全性。

　各端口的網段地址連續分配，在上一級進行路由聚合，有利于網絡的管理與維護。

　2、 無Qos網絡屬性

　萬兆局域網解決方案通過萬兆級連、千兆我桌面的組網方式從根本上解決了網絡的帶寬問題，所有業務均可以實現無阻塞交換，從而網絡管理者再也不比為每種業務部署端到端的Qos策略，極大簡化了網絡配置的復雜度與維護難度。這一點正是高帶寬網絡的直接利益所在。

??? 3、 多業務融合能力

　新型的萬兆局域網組模式能夠順應潮流，對新型的多種網絡應用進行很好的支持。目前常見的網絡應用主要包括數據業務、視頻業務和IP語音業務，萬兆局域網能夠為每個用戶提供最大千兆的網絡帶寬，在多業務支持方面提供了充足的帶寬保障。

??? 萬兆局域網除了進行數據高速轉發之外還具備良好的組播業務特性，支持IBMP、PIM-SM、PIM-DM、DVMRP、MBGP等多種大型組播路由協議，能夠在局域網內直接開展IP組播視頻業務，可以實現多媒體數學，IPTV等多種基于IP組播協議的視頻應用。

　4、 扁平化網絡體系結構降低了布線成本

　由于采用了萬兆級連、千兆多桌面的兩層體系結構，減少了中間的聚層，所以在光纖布線上比以往的三層結構有了不小的降低，同時相比往采用多個千兆端口捆綁級的方式，采用了萬兆接口可以極大的節省設備級連的光纖資源，必然會導致布線的成本的幅度降低。

　5、 網絡自適應能力

　萬兆局域網相比以往局域網另外一個不同之處在于綜合管理能力器、策略服務器、安全管理服務器等業務管理系統成為局域風的必選組件，而正是由于業務管理服務器的加入賦予了網絡更多的靈性與活力。

　網絡設備通過與業務服務器有機配合可以實現對多種業務的自適應，可以對語音、視頻、數據業務進行自動識別并進行區分服務，業務服務器可以和用戶網絡策略的集中配置與管理，網絡設備可以根據策略服務器的已定義策略對不同的網絡業務、流量進行按需自動管理與實施。

　6、 強擴展能力

　萬兆局域網屬于兩層體結構，具有設備數量少，性能高的特點，在今后網絡需要擴容時可以通過增加中端設備進行小規模擴容，也可以通過增加一層新的接入層實現三層體系結構，實現更高的端口接入容量。

　萬兆局域網能否真正落地，能否大規模推廣受兩方面因素的制約；

　1） 技術成熟度

　萬兆局域網能否大規模推廣首先要解決的是技術成熟的問題，大家都希望能夠獲得最大帶寬，但是沒有人希望自己的網絡成天出問題，為了解決網絡問題絞盡腦汁、疲于奔命。對新技術穩定性的擔憂一度阻礙了千兆、萬兆的大規模應用。

　萬兆標注已經成熟。目前，千兆和萬兆的標準已經相當完善。萬兆以太網2002年就已經提出并通過IEEE評審發布，而1000BASE-T的標準（802.3ab）早在1999年就已經發布，并且采用標準第5類（Cat 5）銅線電纜傳送信號，這使得大部分網絡改造無需重新布線。千兆接口可以通過自適應技術兼容以前的10M、100M終端。技術的標準化大大推動了千兆、萬兆技術的發展和應用，目前，客戶對于千兆甚至萬兆穩定性的擔憂正逐漸成為過去。

　千兆網卡的大量應用。目前新的PC主板中很多已經包含了內置的千兆網卡。調查顯示，2006年，Intel公司主板上的千兆以太網功能將成為主要品牌的桌面機、工作站和筆記本電腦的標準配置。

　半導體技術的發展。半導體技術的發展拉動了“千兆到桌面”的發展。千兆網絡芯片市場競爭激烈，Broadcom占有近60％的市場，Marvell約占3成市場。芯片市場的激烈競爭使得千兆網端口的價格大幅下降，網絡用戶成為最大的獲益者，“千兆到桌面”必將成燎原之勢。

　2） 價格

　價格的大幅下降是實現“千兆到桌面”前提條件，要規模應用就必須在休息使客戶能夠接收，特別是在接入側，端口數量巨大，端口的價格差民會極大的影響整個網絡的建網成本，太高的網絡建設成會使客戶望而卻步。

　目前，千兆接口、萬兆接口的價格已經低下高貴的頭顱，走向平民化。平均每端口千兆電接口價格已經降低到百兆端口價格的130％－150％；平均每端口千兆光接口價格已經降低到百兆端口價格的130％-160％。

來世

　萬兆局域網能否大規模推廣最終還得取決與客戶的實際需求，網絡建設者是否認可萬兆局域網的理念，是否有足夠的業務支撐，是否有合理的資金預算，多方面問題都會影響到厲 兆局域網的大規模推廣。然而無論實際情況有多復雜，萬兆局域網的理念必將是今后局域網的發展趨勢，新一代的萬兆局域網理念遲早會深入人心，開花結果。