述說(shuō)以太網(wǎng)技術(shù)在交換機(jī)中的具體體現(xiàn)
如果是用千兆以太網(wǎng)來(lái)承載IP業(yè)務(wù)，那么就可以應(yīng)用IP路由協(xié)議的收斂特性來(lái)保證城域網(wǎng)，與千兆以太網(wǎng)1＋1備份方式相比，OSPF協(xié)議從故障中恢復(fù)的時(shí)間要長(zhǎng)很多。
太網(wǎng)：IEEE802.3定義了10Mbps的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，采用載波監(jiān)聽和沖突檢測(cè)（CSMA／CD） 協(xié)議，以半雙工方式運(yùn)行。從80年代末開始以太網(wǎng)取得了巨大的成功。10BaseT是運(yùn)行在3類或 更高類別的雙絞線上的以太網(wǎng)。
10Base2／5是運(yùn)行在同軸電纜上的以太網(wǎng)，10BaseFL是運(yùn)行在 光纖上的以太網(wǎng)。由于沖突檢測(cè)的協(xié)議要求一個(gè)512位的時(shí)間槽保證無(wú)錯(cuò)誤的檢測(cè)到?jīng)_突，所以 以太網(wǎng)的距離覆蓋范圍受到了限制，10BaseFL***的覆蓋距離為2km，10BaseT在一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)的 ***覆蓋距離為100m。
快速以太網(wǎng)：IEEE802.3u定義了100Mbps的快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，它可以用半雙工的方式運(yùn)行 CSMA／CD協(xié)議，也可以有全雙工的方式。由于快速以太網(wǎng)對(duì)以太網(wǎng)的后向兼容性，在90年代的 中后期，快速以太網(wǎng)成為局域網(wǎng)中的主流技術(shù)。
100BaseTX是運(yùn)行于5類雙絞線上的快速以太網(wǎng)， 100BaseFX是運(yùn)行于光纖上的快速以太網(wǎng)。對(duì)于以半雙工方式運(yùn)行的快速以太網(wǎng)，同樣也有距離 覆蓋范圍的限制，并且由于快速以太網(wǎng)以100Mbps的速率運(yùn)行，時(shí)間槽長(zhǎng)度同樣是512位。
所以 它的***距離覆蓋范圍是以太網(wǎng)的1／10，為200m。但是對(duì)于全雙工方式運(yùn)行的快速以太網(wǎng)， 在理論上就不再有距離的限制，而實(shí)際受限于電或光信號(hào)的衰減。如實(shí)際中運(yùn)行在單模光纖上 的100BasFX SMF的全雙工快速以太網(wǎng)***覆蓋距離可達(dá)20km以上。
1998年6月在千兆以太網(wǎng)聯(lián)盟的推動(dòng)下IEEE正式發(fā)布了千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3。把以 太網(wǎng)的速率提高到了1000MbPs。而在此之前的1997年，就已經(jīng)有很多的廠商迫不及待地推出了 千兆以太網(wǎng)的產(chǎn)品。
結(jié)網(wǎng)絡(luò)界帶來(lái)了全新的解決方案。到了現(xiàn)在的2000年，我們已經(jīng)可以很清 晰地看到，不僅以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)在桌面和工作組級(jí)網(wǎng)絡(luò)中打敗了ATM，在城域網(wǎng)中，千兆 以太網(wǎng)也憑借其良好的兼容性和優(yōu)異的性價(jià)比占據(jù)了絕對(duì)的上風(fēng)?？梢灶A(yù)見未來(lái)隨著價(jià)格的下 跌，千兆以太網(wǎng)會(huì)象快速以太網(wǎng)一樣普及。
1.2.1 半雙工千兆以太網(wǎng) MAC層協(xié)議
對(duì)于快速以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)，512位的時(shí)間槽內(nèi)電波或光可以傳輸400m遠(yuǎn)，如果在千兆以太網(wǎng)中， 512位的時(shí)間槽內(nèi)電波或光的傳輸距離則只有40m遠(yuǎn)，采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的半雙工千兆以太網(wǎng)的 覆蓋半徑只有20m。這樣的距離覆蓋范圍在實(shí)際中無(wú)法得到大規(guī)模推廣。為了解決這個(gè)問(wèn)題， IEEE對(duì)以太網(wǎng)的MAC層協(xié)議作了***次重大修改：載波擴(kuò)展和幀突發(fā)。
為了使千兆以太網(wǎng)的距離覆蓋范圍達(dá)到實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)，半雙工千兆以太網(wǎng)時(shí)間槽長(zhǎng)度擴(kuò)展到了 4096位，這樣半雙工千兆以太網(wǎng)的距離覆蓋范圍擴(kuò)展到了160m。為了兼容以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng) 中的幀結(jié)構(gòu)。
半雙工千兆以太網(wǎng)的最小幀長(zhǎng)度仍需要保持為64byte。但考慮到時(shí)間槽長(zhǎng)度為51 byte，為了能夠匹配時(shí)間糟的長(zhǎng)度，當(dāng)某個(gè)DTE發(fā)送小于512byte幀時(shí)，半雙 工千兆以太網(wǎng)MAC 將在正常發(fā)送數(shù)據(jù)之后發(fā)送一個(gè)載波擴(kuò)展序列直到一個(gè)時(shí)間精結(jié)束。
例如：某DTE發(fā)送一個(gè)64 byte幀，MAC將會(huì)在其后加入512-64＝448byte的載波擴(kuò)展序列。如果DTE發(fā)送的幀長(zhǎng)度大于512 byte，則MAC不做任何改變。 在載波擴(kuò)展的情況下，解決了半雙工千兆以太網(wǎng)距離覆蓋范圍的問(wèn)題。
但引入了一個(gè)新的 問(wèn)題：對(duì)于長(zhǎng)度較小的以太網(wǎng)幀的發(fā)送效率降低了。對(duì)于一個(gè)64byte的幀來(lái)說(shuō)，盡管發(fā)送速度 較快速以太網(wǎng)增加了10倍，但發(fā)送時(shí)間增加了8倍。這樣的效率并未比快速以太網(wǎng)提高多少，為 了解決半雙工千兆以太網(wǎng)的效率問(wèn)題，IEEE又引入了幀突發(fā)這種技術(shù)。
在全雙工交換式以太網(wǎng)中，如果多個(gè)輸人端口同時(shí)向一個(gè)輸出瑞口輸出數(shù)據(jù)，那么將會(huì)在 輸出端口產(chǎn)生擁塞，這時(shí)一些輸入喘口發(fā)送的幀將會(huì)被丟棄。如果在以太網(wǎng)幀上承載的是TCP ／IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包。
那么TCP的傳輸機(jī)制會(huì)自動(dòng)重發(fā)被丟棄的數(shù)據(jù)包，可以想象每個(gè)產(chǎn)生了丟 包的輸入端口都將重新發(fā)包，引發(fā)新一輪的擁塞和丟包，結(jié)果是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的吞吐率大幅下降。 為了避免丟包（丟幀）和重發(fā)現(xiàn)象的發(fā)生，IEEE在MAC層引入了802.3x流量控制協(xié)議來(lái)避免丟 包現(xiàn)象發(fā)生。
流量控制的原理是當(dāng)交換機(jī)檢測(cè)到發(fā)生擁塞的端口之后，就會(huì)向輸入端口發(fā)送暫停幀，通 知其抑制發(fā)送的流量，***達(dá)到消除擁塞。流量控制并不能提高整個(gè)交換機(jī)的數(shù)據(jù)吞吐能力， 但是避免了在交換機(jī)內(nèi)的丟包現(xiàn)象。
需要特別指出的是，由于 IEEE給出的是最惡劣傳輸條件下的千兆以太網(wǎng)傳輸距離，在實(shí) 際應(yīng)用中，各個(gè)廠商的產(chǎn)品的傳輸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，如阿爾卡特的PowerRail千兆路 由交換機(jī)的1000Base—LX接口在實(shí)際測(cè)試中可以無(wú)中繼的傳輸 22km。
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