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在以一端為中心，通過數(shù)字通道下聯(lián)上百個(gè)節(jié)點(diǎn)的星型廣域網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，若用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接模式，其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的處理能力有限和高昂成本是制約技術(shù)方案的兩大重要因素。隨著新一代寬帶接入技術(shù)和設(shè)備的推出，新型網(wǎng)絡(luò)連接解決方案也呼之欲出。
新型網(wǎng)絡(luò)接入解決方案就是用支持三層虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)的核心交換機(jī)替代傳統(tǒng)的路由器作為廣域網(wǎng)連接設(shè)備，通過數(shù)字專線通道兩端支持G.703-ETH轉(zhuǎn)換的以太網(wǎng)橋接入，在兩個(gè)局域網(wǎng)間實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)數(shù)字通道的透明傳輸，同時(shí)在中心為每個(gè)分支節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)及一段IP網(wǎng)址。
近幾年來，VLAN技術(shù)和三層交換機(jī)設(shè)備的發(fā)展日臻成熟，支持G.703-ETH轉(zhuǎn)換的以太網(wǎng)橋設(shè)備也在普遍使用，這為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展開拓了廣闊前景。目前，三層交換機(jī)被廣泛使用在樓宇、園區(qū)等規(guī)模的局域網(wǎng)中，以太網(wǎng)橋設(shè)備也僅用在局域網(wǎng)延長(zhǎng)距離上，而將兩種新技術(shù)產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合起來大規(guī)模使用在星型廣域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，還需在實(shí)踐中不斷摸索完善。
圖 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接入模式與新的網(wǎng)絡(luò)接入模式
VLAN技術(shù)
1995年，各種令人興奮的新型局域網(wǎng)技術(shù)開始被應(yīng)用。受到極大關(guān)注的技術(shù)是那些基于交換的，特別是交換以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和ATM的技術(shù)。這些技術(shù)所最先帶來的好處之一就是VLAN，它有以下幾方面特點(diǎn)：
1) 在IP網(wǎng)絡(luò)中易于更改、移動(dòng)設(shè)備
在傳統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)管理員花費(fèi)大量的時(shí)間處理設(shè)備的移動(dòng)和更改。如果安裝了VLAN，則只需更改軟件配置而無需移動(dòng)設(shè)備。
2) 額外的安全性
在一個(gè)VLAN中的設(shè)備只能直接和本VLAN的設(shè)備通信，若跨VLAN通信，數(shù)據(jù)信息就需經(jīng)過路由設(shè)備或支持三層的交換機(jī)。
3) 更有效的控制廣播流量
在傳統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)中，廣播流量可能引起擁塞，因?yàn)閿?shù)據(jù)發(fā)送到所有設(shè)備，無論它們是否需要。VLAN可以提高網(wǎng)絡(luò)效率，可把需要通信的設(shè)備設(shè)置在同一個(gè)VLAN中。
4) 減少路由需要
VLAN在三層交換機(jī)中路由的特點(diǎn)就是：一處路由，處處路由。這將大大減少數(shù)據(jù)傳輸對(duì)路由的依賴。
5) 支持多媒體應(yīng)用程序與高效組播控制
通信接入設(shè)備
近年推出的G.703-ETH以太網(wǎng)橋是很適合上述方案的通信接入設(shè)備，它具有以下特點(diǎn)：
1)G.703線路支持距離范圍可達(dá)1km；
2)時(shí)鐘可以設(shè)置為內(nèi)時(shí)鐘、線路時(shí)鐘或外時(shí)鐘；
3)具有插卡式和獨(dú)立式兩種結(jié)構(gòu)，插卡式可插入14個(gè)槽位的19英寸機(jī)箱內(nèi)，非常適用于中心機(jī)房集中管理，獨(dú)立式可用于分支節(jié)點(diǎn)；
4)Ethernet接口有UTP（10BaseT/100BaseT）和BNC（10Base2），LAN表格地址可達(dá)10000個(gè)；
5)過濾及轉(zhuǎn)發(fā)速率達(dá)每秒15000個(gè)幀，緩沖器可容納200幀，吞吐量等待為1幀；
6)支持IEEE 802.1/Q，即VLAN延長(zhǎng)幀方式（可選）。
這種設(shè)備的以太接口還有模塊化的，可根據(jù)需要插接V.35模塊與路由器相聯(lián)；符合IEEE 802.3/Ethernet標(biāo)準(zhǔn)，還可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)需求，選用支持IEEE 802.1/Q的模塊，該設(shè)備具有很高的靈活性和實(shí)用性。
路由器與三層交換機(jī)的比較
眾所周知，路由器的價(jià)格相對(duì)于集線器和交換機(jī)來說比較昂貴，且低端路由器不支持G.703的直接接入，必須使用G/V轉(zhuǎn)換器設(shè)備。在分支節(jié)點(diǎn)中，一般不會(huì)配置高端路由器，即使低端路由器也比集線器或交換機(jī)貴很多，而使用G.703-ETH橋接轉(zhuǎn)換器做接入，其價(jià)格與G/V轉(zhuǎn)換器相當(dāng)，所以用新的網(wǎng)絡(luò)接入解決方案，規(guī)模越大，下聯(lián)的節(jié)點(diǎn)越多，節(jié)省的資金就越可觀。
當(dāng)上聯(lián)中心端使用三層交換機(jī)做接入后，下聯(lián)的分支節(jié)點(diǎn)不需任何檔次的路由器，只需配備一臺(tái)集線器或交換機(jī)以及G.703-ETH橋接轉(zhuǎn)換器，約需一萬元左右。
1.端口密度和擴(kuò)展能力
無論使用哪個(gè)廠商、哪個(gè)型號(hào)的路由器，都存在接入數(shù)量的限制，以Cisco 7513路由器為例，這是當(dāng)前業(yè)界能提供最大E1端口密度的設(shè)備，僅為168個(gè)。對(duì)于多于此端口數(shù)量的需求，只能使用第二臺(tái)路由器設(shè)備來擴(kuò)展。而使用交換機(jī)，可以說不存在接入數(shù)量的限制，以Cisco Catalyst 6509為例，雖然其10/100M端口的密度可以達(dá)到336個(gè)，但對(duì)于更多數(shù)量的接入還可通過級(jí)聯(lián)支持二層VLAN的交換機(jī)做擴(kuò)充，這個(gè)數(shù)量是無限的。
在方案設(shè)計(jì)時(shí)可為每個(gè)分支節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)，Cisco Catalyst 6509有1000個(gè)標(biāo)識(shí)可供分配，當(dāng)分支節(jié)點(diǎn)多于1000時(shí)，可讓兩個(gè)數(shù)據(jù)量較小的節(jié)點(diǎn)共用一個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)。
2.數(shù)據(jù)處理能力
路由器的包轉(zhuǎn)發(fā)率一般為幾百kpps，總線帶寬2Gbps；而交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率可達(dá)150Mpps以上，背板帶寬更可高達(dá)32Gbps。由此可以看出，三層交換機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于路由器。
3.協(xié)議支持
三層交換機(jī)與路由器一樣，支持IP、IPX、DECnet等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，也支持RIP、OSPF等開放的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。簡(jiǎn)單地說，在常用場(chǎng)合，路由器支持的大部分協(xié)議交換機(jī)都能夠?qū)崿F(xiàn)，而交換機(jī)特有的一些功能路由器則無法實(shí)現(xiàn)。
4.模擬通道、X.25和幀中繼
模擬通道只能以低速通信，必須通過頻帶Modem調(diào)制解調(diào)，沒有相應(yīng)接入設(shè)備使之轉(zhuǎn)換到Ethernet；而X.25和幀中繼都是點(diǎn)到多點(diǎn)的連接,不是專線網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)不能支持這些連接，路由器才能完成。但有些高端核心交換機(jī)例如Cisco Catalyst 6509，它可接插支持廣域網(wǎng)的模塊，可實(shí)現(xiàn)路由器能完成的所有功能。
5.冗余通道支持
當(dāng)冗余通道是相同的數(shù)字通道時(shí)，交換機(jī)有個(gè)特有的功能：就是將兩條以上的相同物理鏈路集合成一條邏輯鏈路，帶寬累加，只要其中一條鏈路是好的，就可保持連通性。該功能3Com的設(shè)備定義為Trunk，Cisco設(shè)備定義為Channel，其原理類似，都是在物理鏈路層實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)冗余通道是數(shù)字通道和模擬通道并存時(shí)，必須用路由器，為避免動(dòng)態(tài)路由占用廣域網(wǎng)帶寬，在分支節(jié)點(diǎn)可根據(jù)使用產(chǎn)品不同而選用HSRP(Hot Standby Routing Protocol)或VRRP(Virtual Router Routing Protocol)協(xié)議，在中心端可在局域網(wǎng)中用RIP或OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)路由器與交換機(jī)之間的路由信息交換。若使用帶廣域網(wǎng)模塊插槽的核心交換機(jī)，自身就可以完成動(dòng)態(tài)路由信息交換。
6.性能價(jià)格比
路由器與交換機(jī)的性能和價(jià)格本是不可比較的，因?yàn)槁酚善魇菑V域網(wǎng)設(shè)備，交換機(jī)是局域網(wǎng)設(shè)備，不具可比性，但使用三層交換機(jī)替代路由器的接入方案后，這個(gè)比較則是必須的。
一臺(tái)具有一定E1端口接入數(shù)量的路由器需幾十萬元人民幣，而一臺(tái)支持三層的低端交換機(jī)不到十萬元人民幣，高端核心交換機(jī)也僅需幾十萬，根據(jù)需要不同，配置也不同。交換機(jī)與路由器端口成本相差十倍，而處理能力高數(shù)十倍，如此高的性能價(jià)格比差為新型網(wǎng)絡(luò)接入解決方案提供了重要依據(jù)。
