局域网技术和发展趋势


一.网络类型介绍

    70年代以来,随着计算机、通讯和VLSI技术的飞速发展,使得简单、经济、高效、灵活方便的新型局域网(LAN)相继推出。而国内的网络建设主要开始于80年代中期,随着国际上各种先进网络组件不断涌现,连同高性能的微机一起,给国内网络建设构成了坚实的基础,也给局域网络的应用增添了更强的活力。不容质疑,随着Internet的发展,当前计算机应用已进入网络时代,这充分证实了SUN的一句话:“网络就是计算机”。就局域网而言,目前比较常见的有:EthernetToken RingARCnetFDDIATM等。我们不妨从价格、性能、易用性和易扩展性的角度对Token RingFDDIEthernetATM做一简单介绍,以作为你组建局域网时的一个参考。
    当你组建一个局域网时,首先要选择网络类型,网络中包含运转在一起能够协调工作的一组产品。这些产品即使由不同公司提供的,每个同组产品遵循相同的网络标准,就可以在一起使用了。上面提到的几种网络类型都支持局域网连接,每种网络的价格和性能特性也有所不同。

1Token Ring(令牌环网

    目前Token Ring的速率一般只有4/16Mbps,所以它不存在不同设备的速率选择问题,由于各节点的数据传送受令牌控制,有效的避免了网络中数据碰撞。但一般的Token Ring采用环形结构,一旦开(断)环,将使整个网络系统瘫痪,虽然可采用双环来提高网络的可靠性,但网络中某些节点的可靠性仍然影响到整个网络系统。Token Ring10Base-T以太网相比,在数据传输方面具有优势;但与100Base-T和千兆以太网相比具有明显的带宽不足,而且提供此产品的网络厂商相对较少。
   Token Ring在使用IBM主机的网络中用得很普遍,在其它网络中则用得有 限。它曾经比以太网流行,但现在的情况并非如此。就目前来看,Token Ring技术支持厂家较少,可扩展性自然受到限制,其网卡比以太网网卡价格高得太多,并且很难买到。如果你查询最近一批网络产品,你会发现几十种以太网网卡, 而无一种令牌环网网卡。

2FDDI(光纤分布式数据接口)

    在目前可供选择的几种传输速率能够达到100Mbps的网络技术中,FDDI是技术最成熟、性能最可靠的,但FDDI有六大局限性:

1)、FDDI本身是共享型网络,它限制了网络的容量,如果网络上的节点太多,就会发生拥挤,影响网络的畅通;
2)、协议复杂,其网卡、集线器的价格较高,并且难以管理;
3)、FDDI交换机的端口较少,价格昂贵;
4)、FDDI与以太网帧的格式不同,从FDDI到以太网的转换效率不高;
5)、其总线型共享技术、不固定的帧长及令牌传输机制不适合多媒体信息的实时传输,而多媒体是未来计算机应用的主流;
6)、FDDI难与未来网络保持兼容,FDDI传输速率的最高极限是100Mbps,而未来网络的发展将是几个Gbps的带宽,而且FDDI的环型拓扑结构和设备向ATM及千兆以太网升级比较困难。
由于上述原因,FDDI目前正被传输速率更高、性能更好、更经济、升级能力更强的新型网络技术所取代。国际上主要的网络厂商,目前已基本上停止开发FDDI,FDDI已经没有发展前途。

3EthernetFast Ethernet、千兆以太网

   自从1975年,美国Xerox公司研制出第一个总线争用结构的实验性Ethernet到现在,Ethernet的技术有了长足的发展。Fast Ethernet和千兆以太网是在以太网的基础上发展起来的高速网络技术。其网络结构和基本原理与传统以太网相同,数据包格式也与以太网相同,在数据链路层仍然沿用载波侦听多路访问冲突检测协议(CSMA/CD),快速以太网和千兆以太网主要是把以太网的传输速率从10Mbps提高到100Mbps1000Mbps
    具有交换功能的快速以太网,由于支持VLAN(虚拟网络),并且升迁到千兆以太网和ATM都很容易,是高速主干网的较好选择。
    目前,第一个千兆以太网标准已经出台,千兆以太网市场已快速启动。它使用光纤线缆和短程铜线线缆(同轴)的全双工连接,针对半双工远程铜线线缆(UTP)的标准可望于1999年初出台。千兆以太网速度是快速以太网的10倍,千兆以太网将维持CSMA/CD媒体访问控制,保留IEEE802.3、以太网标准帧格式以及IEEE802.3管理的对象规格。因此,企业能够在保留现有的应用程序、操作系统、IP、IPX、AppleTalk等协议以及网络管理工具的同时,方便地升迁到千兆以太网。新的技术对用户是完全透明的,不需要对MIS人员进行培训。通过与现有的10/100Mbps以太网标准的向后兼容,千兆以太网将提供快速以太网曾经提供过的卓越的投资保护。
    当你准备为建网而购买设备时,你就会发现有太多的网络产品供应商,提供各种各样价格低廉的Ethernet网络产品。
几乎所有小型网络都要用到某种以太网产品,它是最便宜、最灵活的选择。网络通信产品目录中列出了许多不同厂家的以太网产品名称,而且,作为以太网优势的反映,大多数计算机的主板上直接配有以太网端口。因此我们有必要对以太网做较详细的介绍。

  • 10Base-T以太网

  我们今天所用的主要是遵循星形拓扑结构的10Base-T以太网,采用无屏蔽双绞线连接,传输速率可以达到10Mbps10Base-T以太网非常容易设置,每台计算机都与集线器的一个端口通过专用电缆相连。以太网集线器是相对无源 的,需要很少、或不需要设置,大多数情况下,只要把集线器接上电源,连上电缆,你就有了一个可用的网络。几乎所有型号的集线器都是即插即用的。
    你需要使用电缆将计算机连接到网络中,建立自己的网络系统。以太网电缆主要用的是3、5 类非屏蔽双绞线,用RJ-45连接器连接计算机和集线器,这些连接器看上去很象电话插头,唯一不同的是,RJ-45有8个接头,而电话插座只 有4 个。如果你是在小范围内联网,你可以直接将所有计算机连到集线器上,而无需穿墙越壁铺设新线路。但在大多数情况下,你需要在建筑物内安装新的电缆系统,支持你的网络。
  在10Base-T网络系统中用的最普遍、同时也最便宜的是集线器,通过它组成逻辑以太网段。连接到集线器端口上的每台设备共享10Mbps以太网段的带宽和冲突竞争机制。多个集线器可以级联在一起,将多台物理设备组成一个逻辑以太网段。集线器上的每个端口通过UTP电缆与物理设备(如计算机或打印机)上的10Base-T接口连接。
  在选择以太网集线器时,一定要考虑易管理性问题。大型网络需要对网络上 的所有设备进行远程管理;每台设备都必须能够与中心管理设备通过SNMP(简 单网络管理协议)等协议交互。大多数大型网络都配有一台或多台专用工作站来监控网络,监控每台设备的状态,评估整个网络的性能。当某台设备失败或是网络性能降到一定阈值时,就向网络管理员发出警告。如果你的网络很大,并且采用中心管理机制,那么一定要购买易管理的集线器。管理型集线器用于很多企业网络。特别是你可以购买有管理能力的集线器,将用于基本单元的集线器级联起来。如果你想建立的只是小型网络,你应该购买普通无管理能力的集线器,节省这笔资金。易管理性是相对奢侈的特性。如果你的环境很小,不需要使用中心网络管理机制,就无需花费资金购买管理型集线器。管理型集线 器,多数小型办公网络也可以工作得很好。但如果你在需要集中管理的环境下也使用无管理能力的集线器,你就失去监控和调整网络的能力,无法在系统全面崩溃前探测并修复网络。

  • 10Base-T交换式以太网

  在上面已经注意到,集线器、或是级联在一起的一组集线器能够组成一个逻辑以太网段。随着以太网技术的发展,在以太网中使用了交换机,它提高了整个以太网络的性能和每台工作站的可用带宽,也将减少误差冲突产生的概率。集线器和以太网交换机的最大区别在于:以太网交换机上的每一个端口可以组成一个逻辑网段。连接到以太网交换机端口上的每台设备都享有10Mbps的带 宽,不需要与其它设备竞争带宽。用于10Base-T集线器上的网络接口也同样适用于以太网交换机。另外,从连接到交换机端口的设备角度来看,似乎整个网络段中只有一台计算机尽享所有网络资源。使用以太网交换机的最大缺点是它的价格较贵,大约是集线器价格的几倍。令人振奋的是,新太阳信息产业有限公司以低廉的价格向用户提供了2410Base-T以太网交换机,此款Switch可无缝地取代10Base-T集线器,使网络带宽提升24倍。
 
以太网交换机最普遍的用法是它的大型网络分段功能。连接到以太网交换机端口上的可以是单台计算机,也可以是集线器。如果你的网络大到需要多个以太网集线器时,你可以将每个集线器连到交换机端口上,这样每个集线器都是一个独立的以太网段。记住,如果将你将这些集线器直接简单地级联起来,合成的网络仅仅是一个逻辑以太网网段。

  • 快速以太网

  传统以太网用的是10Mbps技术,现在出现了更快的版本(如新太阳公司的带Tunking功能的Switch)。虽然10Mbps以太网使用得最为广泛,100Mbps 以太网也正在快速崛起,并且千兆以太网标准已定,产品种类较多。为达到这个速度,你需要按100Base-T规格设计的网卡和集线器,这两种产品在供应商处都可以买到,它们仅比10Base-T的产品略贵一些,但在性能上就有了明显的区别。在小型网络中实现100Base-T的费用是非常合理的,特别是对于无管理能力、无交换能力的集线器。即使你仍然选择10Base-T集线器,也要考虑购买同时支持10Mbps100Mbps的网卡。100Mbps的网卡只比10Mbps的网卡略贵一点,但为将来的网络升级提供了很大的灵活性。大多数100Mbps的网卡能够自动检测所连接的端口是10Mbps还是100Mbps,并执行相应的操作。为达到更高的性能,你还可以选择购买100Mbps的交换机,它可以提供更高的性能,但价格也相对较高。

  • 千兆位以太网

    这种快速以太网技术的传输率在早期阶段已经达到1000Mbps,它非常适合于网络之间的连接,而不是局域网内PC 机和打印机之间的连接。千兆位以太网不大适合小型办公网络。

4ATM(异步传送模式)

    目前ATMAsynchronous Transfer Mode)也是发展较快的网络技术,即异步传输模式,也称信元交换与快速分组交换技术。它由国际电报电话咨询委员会(CCITT)和网络厂商共同提出,并在1990年提出的一组建议中确认为宽带综合业务数字网(B-ISDN)的传输方法。传输介质用光缆或双绞线,传输速率已达155Mbps622Mbps,未来将发展到2Gbps。其先进的复用技术能保证网络带宽不随用户数增加而下降,采用信元(Cell)交换技术和虚电路技术能够实现数据的实时传输。每个用户可享用专用带宽,还可根据用户的需求变化来调节用户的带宽,以达到最佳使用效率。ATM技术可用来集成多种数据类型,如音频、数据和视频等,并可以保证最佳的实时传输和服务质量(QoS)。ATM可以使企业在局域网和广域网之间采用单一的网络技术,以提供真正完美无缺的局域网/广域网集成,所以ATM技术可能成为未来网络技术发展的主流之一。
    ATM与以太网在骨干网和高性能局域网方面遵循完全不同的标准。大多数ATM网络中的传输速率高达155Mbps,在今天企业网络的主干网技术中用得较普遍。ATM交换机比以太网集线器和交换机贵得多,装配过程也需要付出很大代价。象令牌环网网卡一样,台式计算机的ATM网卡价格相当高。中小型企业仅当需要极高性能网络来支持某些集中数据应用,如大规模的并具大量图像工程时,才使用ATM。
   从局域网的发展来看,简单易用、易扩展、经济高效、灵活方便的Ethernet和ATM是局域网发展潮流。

二.Ethernet发展趋势

    尽管从某些文章的报道中,让你会得出这样的结论:ATM技术是一项令人振奋的技术,它为人们描绘了一幅综合业务网的美妙终极图景;根据需要无限延展带宽;数据、声音和视频在同一经济高效的基础设施上实时传输;实现局域网与广域网之间的无缝互连。但ATM技术尚不尽人意,这是由于ATM技术的国际标准尚未完全确定下来,各厂家推出的解决方案与产品之间存在互操作性问题,且许多产品尚属实验性产品,此时上马ATM项目将冒很大风险。将来若标准修改而得不到产品与技术支持,将导致该ATM网络的维护、升级陷入困境,造成巨大浪费。从1996年以来的发展态势看,ATM技术的发展并不像预期的那样快,更重要的是,它受到了快速以太网强有利的挑战。由于100Mbps以太网的价格正在急剧下降,加之可以解决对多媒体的支持等问题,因此ATM交换到桌面的设想受其价格、易用性和可扩展性的限制,在近几年尚有困难,主要应用还是主干网。但ATM拥有长远的技术优势,这是其它各种网络技术所无法比拟的。
    与ATM相比,Ethernet更具有大众化。它价格低廉、互连性好、升级容易、组网简单、技术支撑厂家多、技术发展快。从目前应用来看,Ethernet处于主导地位。
    根据台湾市场信息中心的预测,10/100Mbps以太网卡销售量将会从1997年的1140万片增长到2000年的5490万片,几乎翻了5倍。另椐Dell’Oro公司的预测,100Mbps共享带宽的快速以太网Hub销售量将会从1997年的400万端口增长到2000年的1000万端口。国外的其它预测公司也都作出了类似的结论。
    所有这一切都表明,Ethernet网络正在迅速向100Mbps技术过渡。从1997年下半年开始,尽管目前市场主流产品12*10+2*100/24*10+2*100以太网交换机仍有相当大的市场,但10/100Mbps以太网交换机和10/100Mbps以太网Hub产品将会成为市场热点,新的12*10+2*100/24*10+2*100(或16*10+2*100/24*10+1*100)以太网交换机,将会把目前的12*10+2*100/24*10+2*100定义为12*10/100+2*1000(或16*10/100+2*1000、24*10/100+1*1000)等等,而且10/100Mbps以太网交换机可以在未来几年内满足用户的桌面计算机互联需要;千兆以太网技术到桌面,在未来几年内还没有必要。10/100Mbps以太网技术将会是未来几年内以太网市场的主流技术。

三.中小企业选择网络硬件设备

   当你准备为建网而购买设备时,你就会发现有太多的产品供应商,提供各种各样的网络产品。幸运的是,多数供应商都提供了专门用于中小型企业客户的产品系列,如经济和高品质的新太阳NS系列网卡、交换机和集线器、3Com公司的OfficeConnect系列、Bay网络公司的绝大多数Netgear产品和Intel公司的InBusiness产品。
    网络设备的价格相差悬殊,一般都能以制造商建议的零售价格买到这些组件。下面列出一些建网所需设备的近似市场价格:10Base-T以太网网卡:5-10美元;10/100Base-T以太网网卡:10-20美元;无管理功能共享媒体以太网集线器:每端口10-20美元;交换式以太网集线器(10/100Mbps):每端口20-50美元;快速以太网集线器:每端口40-75美元。
    如果阁下打算组建一个局域网,请垂询新太阳公司网络产品价格,您可能会有一个惊喜。


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