企业级城域网和局域网部署的核心技术
企业级城域网和局域网部署的核心技术
出处：互联网
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在当今瞬息万变的网络经济大潮中，具有远见卓识的企业决策者门争先采用新技术，来提高企业自身的竞争力。电子邮件、企业资源管理和电子商务应用已经改变了企业运营的方式；新一代的网络技术(如第3/4/7层交换、千兆以太网、光纤网络、IP QoS和基于策略的网络等)层出不穷；语音/视频/数据一体化应用正改变着企业网络的构架。那么，对企业来说，如何选择适当的网络技术，加快部署新一代城域网和局域网平台呢？
――什么是企业级 的城域网和局域网？
从行业性质上，可以将网络大体划分为电信级网络和企业级网络。其中，企业网络是向公司内部员工及企业外部客户、合作伙伴和供应商提供基本业务的商业平台。
今天的企业网络平台不仅要求接入分布式数据库、 IntranetWeb站点、新业务，同时网络还必须根据服务质量(QoS)来传输IP语音、视频会议、视频广播、电子商务、电子交易、订单输入/跟踪、人事、财务和会计、工程设计和开发、电子邮件、文件传输和打印/传真等业务。
当前，国内城市的光纤建设发展迅猛，光纤资源非常发达。金融、政府、电力、铁道、公安、石油等行业拥有得天独厚的光纤资源，如何利用这些丰富的光纤资源建设企业级城域和局域网络，成为摆在我们面前一个重要的课题。
――必要性分析
部署新一代企业级城域网和局域网，将协助企业在网络经济浪潮中提高竞争优势，其必要性表现在：
1.随着业务负载和拥塞不断增加，时延敏感的应用要求基于策略的联网，为关键业务分配优先级已不再是一种可有可无的选择，而是一种必备条件。
2.网络保持高利用率并防止关键任务业务受到拥塞影响将变得至关重要。网络中业务的过量会严重降低应用性能，阻碍商务交易并减少收入和利润。
3.对网络安全性的威胁时刻存在，网络不应是一种脆弱易损的商务资源平台，因此必须得到有效保护，避免受到未经授权的内部员工和 Internet入侵者的攻击。在整个网络中分布实施接入安全性，是保护关键业务的基本组成部分。
4.网络故障有可能使业务停滞不前。在每个网络组件中部署故障恢复功能，可以限制网络停机对关键任务应用的影响。
5.优化企业网络应用已经成为确保企业关键应用所必不可少的功能，如IP语音和视频应用、基于Web的电子商务或金融交易的安全传输，它们要求网络提供高可用性，否则，网络故障将导致生产效率的下降、经济效益和企业声誉的损失。
由此可见，新一代的企业级网络应具备高性能、高可靠、高度安全及先进的服务质量的特性。
――核心技术
部署新一代企业级城域网和局域网络的核心技术包括：千兆以太网技术、第3/4/7层交换技术和IP QoS。
三网合一的网络平台以千兆以太网第3/4/7层交换技术为核心，提供IP QoS的城域和局域骨干网，它是企业语音/视频/数据一体化应用的基础。
基于第3/4层交换的城域网和局域网解决方案，借助了广泛的冗余和故障恢复特性、QoS控制和基于策略的管理，路由交换机可以提供很高的可用性。部署为IP语音和视频应用系统的骨干时，这种交换机可以在任何条件下提供完全一致的性能。
IP语音和视频应用已经开始在运营商市场上普及。现在，在企业中加速它的应用的时机已到。网络设计和管理人员必须确保基础设施有处理IP语音和视频应用所需的高可靠、高性能和智能性。
确保企业网基础设施配置完备，且可以支持话音、视频、关键任务数据相融合所需的基本特征包括：
・高可靠和可用性；
・成熟的QoS机制；
・基于策略的网络管理；
・高性能的一致性。
基于第3/4层交换的城域网和局域网解决方案能够在IP电话和基于IP的客户机、网守/呼叫服务器和连接管理器、IP语音应用网关、管理和策略服务器、IP视频会议、视频点播和视频广播应用(VoD/Video Conference/Video Cast) 及传统的通信系统和网络中提供无可比拟的支持和连接。
可用性指系统或网络正常运行而且可用的累积时间总量，也就是系统的正常运行时间。“5个9”的可靠性目标指一段时间内(通常为1 年)99.999％的正常运行时间。这相当于每年只有5.26分钟的停机时间。网络可用性可以通过在整个网络中使用冗余交换单元和多条链路的方法提高，但每台交换机应尽可能可靠，并且，恢复功能将变得非常重要。
话音/视频和数据业务在同一网络中传输时，需要更细的业务类型划分和对QoS级别的更有力控制。QoS一词的用途很广，但在IP语音和视频应用中，直接影响话音/视频质量的三个最重要因素是传输的总时延、时延的抖动以及丢包率。IP语音和视频应用中的话音质量问题，与基于电话交换的传统电话一样。然而，IP 网络中常见的影响因素会进一步加剧这些问题的出现。
支持IP语音和视频应用的交换产品必须具备内在的机制，来提供不同的业务级别。同时，使需要它的实时话音或视频等应用的时延级别较低。此外，为了有效地管理业务级别，还需要一套具有策略的网络基础设施。
企业级交换机需要提供高性能和高吞吐量，而实时应用则需要低时延。新一代交换机要求在所有条件下都提供一致性，尤其是时延方面。使用对于实现可靠而安全的电话至关重要的策略和特性（如过滤、业务分类、优先级分配、接入控制或记账）时，交换机的性能不应有所降低。
――技术发展趋势
自1998年以来，千兆以太网的第3层交换骨干技术日趋成熟。而且，由于解决了长距离传输问题，千兆以太网正逐步在企业大楼网、园区网、城域网和局域网骨干上取代了传统的ATM，城域网和局域网成为目前千兆以太网骨干和ATM 骨干的分水岭，今后，ATM技术的出路在于电信级广域网。此外，IP QoS 技术日趋成熟以及IP语音和视频应用技术的不断发展，逐步取代了传统的基于ATM QoS实现的语音和视频应用。
当前，LAN/MAN交换技术的发展正推动着IP语音和视频应用在企业中的部署，包括硅元件设计的进步、QoS的开发和标准化以及策略管理的出现。
――ASIC的革命
硅集成电路技术的进步及其在IP联网领域的应用，推动了真正的线速第3层路由交换机和第2层边缘交换机的发展，这些交换机可以以第 3层智能过滤业务流，并为之分类或分配优先级。交换机现在可以区分不同业务类型，如Web 业务、企业资源规划(ERP)数据和电话业务，并根据预先分配的优先级进行处理。基于第3/4 层交换的城域网和局域网解决方案可以以线速路由数据包。同时可以按策略对先前标记的数据包进行相应处理，核对接入表以实现安全性，或跟踪具体应用和协议的性能。此外，基于硬件的IP路由交换机本身就比传统的基于软件的多协议路由器更为简单和可靠。
――IP QoS机制的标准化和演进
业界将就QoS和业务优先级分配，提供多厂商互操作性所使用的标准达成共识。在第2层，IEEE定义的802.1q VLAN标记和802.1P用户优先级设置可用于创建以相同方式进行处理的VLAN分段，或者对数据包进行标记，以进行优先级排队。在第3层，IETF定义的级别服务(DiffServ)被用于标记和处理快速转发(高速度)，或保证转发(有保证)等业务的数据包，IETF资源预留协议(RSVP)不仅作为一种QoS机制，而且作为一种使终端站可以向网络单元和策略服务器发送信号、以请求带宽分配或优先级处理的通用信令协议。桌面应用将普遍支持这些新兴的QoS机制(如Windows2000)。
――IP QoS可以根据以下可度量的参数来描述：
・业务可用性――用户业务在网络传输的可靠性。
・延迟――亦称为时延（Latency），指两个参照点之间发送和接收数据包的时间间隔。
・可变延迟――亦称为抖动（jitter），指在同一条路由上发送的一组数据流中数据包之间的时间差异。
・吞吐量――网络中发送数据包的速率；可用平均速率或峰值速率表示。
・丢包率――在网络中传输数据包时丢弃数据包的最高比率；数据包丢失一般是由网络拥塞引起的。
――第3/4层交换
基于第3/4层交换的城域网和局域网解决方案的核心是在网络中提供安全性和应用优先级分配的能力。安全性和应用优先级分配是基于策略的解决方案的两大重要属性。第3/4层路由交换机使用基于特殊的高性能ASIC，它使基于第3/4层交换的路由交换机可以进行线速过滤、业务分类、实施策略、记账、交换和路由分配功能。
ASIC可以根据几种不同参数过滤业务，并为之分类：在OSI第1、2、3以及第4层，包括物理端口、源或目的地MAC或IP地址、UDP或TCP 端口号、VLAN标记及DiffServ码(DSCP)。这些分类功能在传输多种不同信息类型(关键和普通、实时和对时间不敏感的信息、开放和安全信息)的一体化网络环境中尤其重要。
数据包在到达基于第3/4层交换的路由交换机端口时，ASIC立即对其进行核对，看它是否符合定义的某种策略，以便进行处理。ASIC可以根据以下匹配标准中的任何一种或多种识别数据包，并为之划分级别，如：源/目的地IP地址/掩码；协议类型：ICMP、TCP或UDP端口号；Diffserv规则。
实际上，通过使用适用于匹配字段的操作符, 可实现更先进的功能，这些操作符包括：设置802.IP或DSCP字段；使用策略服务器进行验证；对已分类的帧实施策略和转发匹配完成后，ASIC便决定如何处理该数据包。
――什么是企业级 的城域网和局域网？
从行业性质上，可以将网络大体划分为电信级网络和企业级网络。其中，企业网络是向公司内部员工及企业外部客户、合作伙伴和供应商提供基本业务的商业平台。
今天的企业网络平台不仅要求接入分布式数据库、 IntranetWeb站点、新业务，同时网络还必须根据服务质量(QoS)来传输IP语音、视频会议、视频广播、电子商务、电子交易、订单输入/跟踪、人事、财务和会计、工程设计和开发、电子邮件、文件传输和打印/传真等业务。
当前，国内城市的光纤建设发展迅猛，光纤资源非常发达。金融、政府、电力、铁道、公安、石油等行业拥有得天独厚的光纤资源，如何利用这些丰富的光纤资源建设企业级城域和局域网络，成为摆在我们面前一个重要的课题。
――必要性分析
部署新一代企业级城域网和局域网，将协助企业在网络经济浪潮中提高竞争优势，其必要性表现在：
1.随着业务负载和拥塞不断增加，时延敏感的应用要求基于策略的联网，为关键业务分配优先级已不再是一种可有可无的选择，而是一种必备条件。
2.网络保持高利用率并防止关键任务业务受到拥塞影响将变得至关重要。网络中业务的过量会严重降低应用性能，阻碍商务交易并减少收入和利润。
3.对网络安全性的威胁时刻存在，网络不应是一种脆弱易损的商务资源平台，因此必须得到有效保护，避免受到未经授权的内部员工和 Internet入侵者的攻击。在整个网络中分布实施接入安全性，是保护关键业务的基本组成部分。
4.网络故障有可能使业务停滞不前。在每个网络组件中部署故障恢复功能，可以限制网络停机对关键任务应用的影响。
5.优化企业网络应用已经成为确保企业关键应用所必不可少的功能，如IP语音和视频应用、基于Web的电子商务或金融交易的安全传输，它们要求网络提供高可用性，否则，网络故障将导致生产效率的下降、经济效益和企业声誉的损失。
由此可见，新一代的企业级网络应具备高性能、高可靠、高度安全及先进的服务质量的特性。
――核心技术
部署新一代企业级城域网和局域网络的核心技术包括：千兆以太网技术、第3/4/7层交换技术和IP QoS。
三网合一的网络平台以千兆以太网第3/4/7层交换技术为核心，提供IP QoS的城域和局域骨干网，它是企业语音/视频/数据一体化应用的基础。
基于第3/4层交换的城域网和局域网解决方案，借助了广泛的冗余和故障恢复特性、QoS控制和基于策略的管理，路由交换机可以提供很高的可用性。部署为IP语音和视频应用系统的骨干时，这种交换机可以在任何条件下提供完全一致的性能。
IP语音和视频应用已经开始在运营商市场上普及。现在，在企业中加速它的应用的时机已到。网络设计和管理人员必须确保基础设施有处理IP语音和视频应用所需的高可靠、高性能和智能性。
确保企业网基础设施配置完备，且可以支持话音、视频、关键任务数据相融合所需的基本特征包括：
・高可靠和可用性；
・成熟的QoS机制；
・基于策略的网络管理；
・高性能的一致性。
基于第3/4层交换的城域网和局域网解决方案能够在IP电话和基于IP的客户机、网守/呼叫服务器和连接管理器、IP语音应用网关、管理和策略服务器、IP视频会议、视频点播和视频广播应用(VoD/Video Conference/Video Cast) 及传统的通信系统和网络中提供无可比拟的支持和连接。
可用性指系统或网络正常运行而且可用的累积时间总量，也就是系统的正常运行时间。“5个9”的可靠性目标指一段时间内(通常为1 年)99.999％的正常运行时间。这相当于每年只有5.26分钟的停机时间。网络可用性可以通过在整个网络中使用冗余交换单元和多条链路的方法提高，但每台交换机应尽可能可靠，并且，恢复功能将变得非常重要。
话音/视频和数据业务在同一网络中传输时，需要更细的业务类型划分和对QoS级别的更有力控制。QoS一词的用途很广，但在IP语音和视频应用中，直接影响话音/视频质量的三个最重要因素是传输的总时延、时延的抖动以及丢包率。IP语音和视频应用中的话音质量问题，与基于电话交换的传统电话一样。然而，IP 网络中常见的影响因素会进一步加剧这些问题的出现。
支持IP语音和视频应用的交换产品必须具备内在的机制，来提供不同的业务级别。同时，使需要它的实时话音或视频等应用的时延级别较低。此外，为了有效地管理业务级别，还需要一套具有策略的网络基础设施。
企业级交换机需要提供高性能和高吞吐量，而实时应用则需要低时延。新一代交换机要求在所有条件下都提供一致性，尤其是时延方面。使用对于实现可靠而安全的电话至关重要的策略和特性（如过滤、业务分类、优先级分配、接入控制或记账）时，交换机的性能不应有所降低。
――技术发展趋势
自1998年以来，千兆以太网的第3层交换骨干技术日趋成熟。而且，由于解决了长距离传输问题，千兆以太网正逐步在企业大楼网、园区网、城域网和局域网骨干上取代了传统的ATM，城域网和局域网成为目前千兆以太网骨干和ATM 骨干的分水岭，今后，ATM技术的出路在于电信级广域网。此外，IP QoS 技术日趋成熟以及IP语音和视频应用技术的不断发展，逐步取代了传统的基于ATM QoS实现的语音和视频应用。
当前，LAN/MAN交换技术的发展正推动着IP语音和视频应用在企业中的部署，包括硅元件设计的进步、QoS的开发和标准化以及策略管理的出现。
――ASIC的革命
硅集成电路技术的进步及其在IP联网领域的应用，推动了真正的线速第3层路由交换机和第2层边缘交换机的发展，这些交换机可以以第 3层智能过滤业务流，并为之分类或分配优先级。交换机现在可以区分不同业务类型，如Web 业务、企业资源规划(ERP)数据和电话业务，并根据预先分配的优先级进行处理。基于第3/4 层交换的城域网和局域网解决方案可以以线速路由数据包。同时可以按策略对先前标记的数据包进行相应处理，核对接入表以实现安全性，或跟踪具体应用和协议的性能。此外，基于硬件的IP路由交换机本身就比传统的基于软件的多协议路由器更为简单和可靠。
――IP QoS机制的标准化和演进
业界将就QoS和业务优先级分配，提供多厂商互操作性所使用的标准达成共识。在第2层，IEEE定义的802.1q VLAN标记和802.1P用户优先级设置可用于创建以相同方式进行处理的VLAN分段，或者对数据包进行标记，以进行优先级排队。在第3层，IETF定义的级别服务(DiffServ)被用于标记和处理快速转发(高速度)，或保证转发(有保证)等业务的数据包，IETF资源预留协议(RSVP)不仅作为一种QoS机制，而且作为一种使终端站可以向网络单元和策略服务器发送信号、以请求带宽分配或优先级处理的通用信令协议。桌面应用将普遍支持这些新兴的QoS机制(如Windows2000)。
――IP QoS可以根据以下可度量的参数来描述：
・业务可用性――用户业务在网络传输的可靠性。
・延迟――亦称为时延（Latency），指两个参照点之间发送和接收数据包的时间间隔。
・可变延迟――亦称为抖动（jitter），指在同一条路由上发送的一组数据流中数据包之间的时间差异。
・吞吐量――网络中发送数据包的速率；可用平均速率或峰值速率表示。
・丢包率――在网络中传输数据包时丢弃数据包的最高比率；数据包丢失一般是由网络拥塞引起的。
――第3/4层交换
基于第3/4层交换的城域网和局域网解决方案的核心是在网络中提供安全性和应用优先级分配的能力。安全性和应用优先级分配是基于策略的解决方案的两大重要属性。第3/4层路由交换机使用基于特殊的高性能ASIC，它使基于第3/4层交换的路由交换机可以进行线速过滤、业务分类、实施策略、记账、交换和路由分配功能。
ASIC可以根据几种不同参数过滤业务，并为之分类：在OSI第1、2、3以及第4层，包括物理端口、源或目的地MAC或IP地址、UDP或TCP 端口号、VLAN标记及DiffServ码(DSCP)。这些分类功能在传输多种不同信息类型(关键和普通、实时和对时间不敏感的信息、开放和安全信息)的一体化网络环境中尤其重要。
数据包在到达基于第3/4层交换的路由交换机端口时，ASIC立即对其进行核对，看它是否符合定义的某种策略，以便进行处理。ASIC可以根据以下匹配标准中的任何一种或多种识别数据包，并为之划分级别，如：源/目的地IP地址/掩码；协议类型：ICMP、TCP或UDP端口号；Diffserv规则。
实际上，通过使用适用于匹配字段的操作符, 可实现更先进的功能，这些操作符包括：设置802.IP或DSCP字段；使用策略服务器进行验证；对已分类的帧实施策略和转发匹配完成后，ASIC便决定如何处理该数据包。