三网演“异”——现代局域网的主干网技术比较

秦旭
1999年 第34期 33版

    随着计算机技术突飞猛进地发展，各种应用软件的功能日益复杂，多媒体技术、主/客户模式得到广泛应用，共享文件、网络用户和工作站数目日益增加，在这种情况下，传统的共享以太网和令牌环网的传输速率成为了现代局域主干网的一个主要传输瓶颈。
    目前推出了几种用于局域网主干网组网的高速网络解决方案，它们分别是快速以太网（100Mbps Fast Ethernet）、FDDI（Fiber Distributed Data Interface）、ATM（Asynchronous Transfer Mode）。
    下面简要地讨论目前常用的局域网主干网组网技术——快速以太网、FDDI和ATM的性能和特点，以及它们在组网中的优缺点。
#1    快速以太网
    以太网是目前使用最广泛的网络技术，但是以IEEE802.3为标准的传统以太网只有10Mbps的传输速率，因此不太适合作为局域网的主干网。快速以太网是在传统以太网技术基础上进行了直接简单的改造。快速以太网采用与传统以太网同样的标准，保留了传统以太网的帧格式、流量控制及链路层管理，仍在MAC层使用CSMA/CD多路存取载波侦听协议。因此与传统以太网互相兼容，但快速以太网在传输速度上比传统以太网要快10倍。
    下表列出快速以太网与传统以太网的比较（^343301a^）：
    因为快速以太网的技术核心协议与传统以太网相比没有什么变化，所以快速以太网能很容易地介入传统以太网的原有环境中，移植简单且经济可靠。快速以太网可以运行在大多数常见的以太网络电缆上，包适3、4、5类UTP（Unshielded Twisted Paired，非屏蔽双绞线）。网络管理员可以继续使用在传统以太网中熟悉的管理工具和分析工具；快速以太网可以由现存的SNMP协议管理和支持现存的MIB（管理系统库）；原来在传统以太网上运行的应用和网络软件都可以在快速以太网中继续运行。
    快速以太网作为一种局域网主干网的组网方式，得到了70多家各主要的网络集成商的支持，产品包括网卡、HUB、交换机、工作站等。
    快速以太网继续沿用传统CSMA/CD方式的MAC层，使得网络的延迟变化莫测，对于像诸如多媒体传输、视频会议系统等对传输时间要求严格的场合，显然是不适合的。另外，由于快速以太网的传输速率的提高，两个节点间只允许有两台中继器，两节点的最大距离只能达到205m。这使得快速以太网作为局域主干网的距离受到一定的限制。
    目前世界上80％以上的网络是以太网，在局域网主干网带宽需求急增的情况下，快速以太网以其易于掌握和管理、升级费用相对便宜等优势得到了快速的发展。但快速以太网也有其不理想的地方，虽然网络带宽可达100Mbps，但不能提供服务质量保证。因此，在对传送视频应用等响应时间不可预测的主干网络中，快速以太网不是最佳的选择。 
#1    FDDI 光纤分布式数据接口
    FDDI（光纤分布式数据接口）是目前成熟的局域网主干网技术中传输速率较高的组网技术。FDDI的传输速率高达100Mb/s，其网络技术所依据的标准是ANSIX3T9.5。FDDI网络具有定时令牌协议的特性，支持多种拓扑结构，传输媒体为光纤。FDDI具有多种优点：
    1.较长的传输距离，最大站间距离为200km。
    2.具有较大的带宽，FDDI的设计带宽为100Mb/s。
    3.具有抗电磁和射频干扰的能力，在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响，也不影响其设备。
    4.光纤可防止传输过程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的窃听，因而是最安全的传输媒体。
    由光纤构成的FDDI，其基本结构为逆向双环，如^343301b^所示。一个环为主环，另一个环为备用环。当主环上的设备失效或光缆发生故障时，通过从主环向备用环的切换可继续维持FDDI的正常工作。这种故障容错能力是其它网络所没有的。
    构成FDDI的构件至少应具有下述部分：光纤电缆、FDDI适配器、FDDI适配器与光纤相连的连接器。
    然而，为了使作为局域主干网的FDDI与较低速的20Mb/s以太网相连，还需多种互连设备。属于这种类型的构件有下述几种：FDDI－Ethernet网桥、FDDI集中器、光旁路器。
    FDDI作为一种可靠、高速的局域主干网来说，它是一种比较理想的组网技术。FDDI使用光纤，覆盖范围大，适合用于校园网和城域网；FDDI的双环结构提供了很强的容错功能；FDDI使用的令牌协议提供了有保证的访问和确定的性能；使用了站管理的内建网络管理；FDDI标准也比较成熟。在现有的100Mbps的主干网中，它的直线距离和覆盖范围最大，并得到了工业界和厂商的强有力的支持，可用性广。
    但FDDI也是一种共享式宽带网络，其网络协议比较复杂，安装和管理都相对困难，这些是FDDI作为局域主干网的制约因素。 
#1    ATM 异步传输模式
    随着人们对集话音、图像和数据为一体的多媒体通信需求的日益增加，特别是为了适应今后信息高速公路建设的需要，人们又提出了宽带综合业务数字网（B－ISDN）这种全新的通信网络，而B－ISDN的实现需要一种全新的传输模式，即异步传输模式（ATM）。在1990年，国际电报电话咨询委员会（CCITT）正式建议将ATM作为实现B－ISDN的一项技术基础。
    ATM最早是作为新一代的电信技术基础而提出来的，其优势首先体现在构造骨干网上，因为一方面它有上Gb／s的容量，再则，由于VP、VC技术的采用，其容量大和处理灵活的特点是目前的长途电话交换网所不能比拟的。从这点来看，也就决定了它在今后建设主干网中的地位。另一方面，目前较为普及的局域网虽然也采用了一些高速网络技术，如FDDI、100Base－T等，但采用这些技术的网络都有一个共同的特点，即都是基于所谓的媒体共享。这样，过多的共享必然会降低实际的传输速率，这已成为这类高速网络的一个症结。解决这个问题的有效方法就是从“共享式”转换为“交换式”，而ATM这种新型交换技术有其无可替代的优势。现在2Mb/s、34Mb/s、45Mb/s和155Mb/s的ATM产品已经被人们所接受。
    当前ATM网是现代局域主干网的主要发展方向，但ATM现在还是一种价格较贵、技术复杂的高速网络。ATM的网络适配器、集线器、路由器、交换器都很昂贵。ATM的标准还在不断地完善和开发中，没有完全确定。
#1    总结
    一个局域网的主干网系统的建设最基本的目标是建立一个适合实际环境的，能满足用户功能需求的实用系统。在实用的前提下，科学、合理地进行网络设计和负载分配，将主机、网络、数据库技术充分地结合起来，这样开发出来的局域网的主干网络系统，才能保障用户的投资利益，才是一个比较完善的局域网主干网络系统。
    


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