成长中的万兆以太网

2019-11-03 19:15:19

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供稿：网友

华为北京研究所张俭峰　　以太网技术由施乐公司(Xerox) 于1973年提出并实现，之后在施乐、 Digital以及Intel的共同努力下推出了10Mbps的DIX以太网标准。从1983年正式成为802.3 标准开始，以太网技术已走过了20年的风雨历程：1995年，IEEE正式通过802.3u快速以太网标准，以太网技术实现了第一次飞跃。1998年802.3z千兆以太网标准正式发布，2002年802.3ae又得到了IEEE的通过。与此同时，90年代以太网得到了前所未有的规模应用。由于以太网技术具有共享性、开放性、加上设计技术上的一些优势(如结构简单、算法简洁、良好的兼容性和平滑升级)以及关键的传输速率的大幅提升，它不但在局域网领域站稳了脚跟，而且在城域网甚至广域网范围内都得到了进一步的应用。

万兆以太网技术介绍

　　万兆以太网技术始于2002年6月802.3ae10GE标准的正式发布。在物理层，802.3ae大体上可以分为两种类型，一种为与传统以太网连接速率为10Gbps的“ LAN PHY ”，另一种为连接SDH/SONET 速率为9.58464Gbps的“WANPHY”； WAN PHY与SONET OC-192帧结构的融合，可以与OC-192电路和SONET/SDH设备一起运行，保护了传统基础设施投资，使运营商能够在不同地区中通过城域网提供端到端以太网。在传输介质方面，802.3ae 目前可以支持9um单模、50um多模和62.5um多模光纤。在数据链路层，802.3ae继承了802.3以太网的帧格式及最大/最小帧长度，支持多层星型连接、点到点连接及上述拓扑的组合，充分保证对已有应用的兼容性，对上层应用没有影响，使得升级风险极低。

万兆以太网应用

　　随着千兆到桌面的日益普及，万兆以太网技术将会在汇聚层和骨干层得到广泛的应用。就目前网络现状而言，万兆以太网将首先应用在以下几个地方：高校校园网将是万兆以太网的重要应用场合。利用10GE的高速链路构建校园网的骨干链路以及各个分校区和本部之间的连接，实现端到端的以太网访问，提高了传输的效率，有效地保证了远程多媒体教学、数字图书馆等业务的开展。

10GE在校园网的应用

　　数据中心出口和城域网也将是万兆以太网的应用场合。随着服务器纷纷采用千兆链路连接网络，汇聚这些服务器的上行带宽将会很快成为瓶颈，使用10GE高速链路能够为数据中心出口提供充分的带宽保障。在城域网的骨干层部署10GE可以简化网络结构，降低部署成本，便于维护，通过端到端以太网来打造低成本、高性能、具有丰富业务支持能力的城域网。10GE在城域网中既可以直接用10GE完全取代原来的传输链路作为城域网的骨干，也可以通过10GE的CWDM接口或WAN接口与城域网的传输设备相连接，充分利用已有的SDH或DWDM骨干传输资源。

10GE直接作为城域网骨干

万兆以太网优缺点分析与部署建议

　　万兆以太网技术提供了更丰富的带宽和处理能力，并保持了以太网一贯的兼容性和简单易用、升级容易的特点，但是由于其尚处于发展的初期，也还存在着一些问题与不足。首先，目前10GE端口性价比差，在带宽得不到充分利用的情况下，会造成投资的浪费；其次，万兆以太网继承了以太网一贯的弱QoS特点，有保障的区分业务承载问题仍然没有解决，RPR、MPLS等特性的支持尚不成熟；针对上述问题以及网络目前带宽需求不太迫切、网络建设侧重业务与性价比的现状来看，建议目前的网络核心仍然采用2.5 GPOS 接口或 GE Trunk 的方式来进行，待万兆以太网技术更加成熟、成本得到很好的控制之后再平滑升级至万兆。

国内万兆以太网发展状况

　　在国内网络厂商中华为率先推出了支持万兆的高端路由器和交换机，其中华为Quidway S8500 (8505/8512)万兆多层核心交换机定位为电信级运营核心网络汇聚层、园区网络及企业网络的核心。华为Quidway NetEngine 5000列万兆核心路由器是面向电信级运营核心网络的高端网络产品。此外，华为第五代高端核心路由器Quidway NetEngine80/40 也具有平滑升级至万兆的能力。该系列万兆路由器和交换机的推出，标志着我国大容量核心路由器和以太网交换机设计技术已经迈入国际一流水平，将为我国信息化的进一步深入开展提供更加强劲的发展动力。

　　万兆以太网的技术由于是过去以太网技术的延伸，因此在既有的网络市场上，尤其是宽带需求较为殷切的几个市场上将会有较大的发挥空间，这包括几个不同的市场：

1、宽带交换机与宽带交换机互连

　　过去必需采用数个千兆捆绑来满足交换机互连所需的高带宽，因而浪费了很多的光纤资源，现在可以采用万兆互连，甚至4个万兆捆绑互连，达到40G的宽带水平。

2、数据中心或服务器群组网络中作为宽带汇聚

　　在愈来愈多的服务器改采用千兆以太网作为上连技术后，数据中心或群组网络的骨干带宽相形增加，以千兆或千兆捆绑作为平台已不敷使用，升级到万兆以太网在服务质量及成本上都将占有相对的优势。

3、城域网宽带汇聚与骨干更新

　　在宽带城域网的大量建设中，接入层会有愈来愈多的万兆或千兆以太网上连到城域网的汇聚层，而汇聚层也会有愈来愈多的千兆以太网上连到城域网的骨干层，这使得像万兆或万兆捆绑这样的宽带需求在城域网中的汇聚层及骨干层有相当多的市场需求，也是万兆以太网非常大的一个市场空间。

4、新兴的宽带广域网

　　由于以太网与SONET/SDH(PoS)在长期的发展中有相当的价格优势，而万兆以太网又支持与SONET/SDH基础架构的无缝连接能力，这使得过去一直是SONET/SDH垄断的广域网市场出现了新的竞争者，万兆以太网换其WAN-PHY的方案将在广域网市场取得部分的成绩。

5、Soip或SAN(存储网络)

　　在以太网技术作为存储网络平台时，时延与高带宽都是关键性的部件，因此千兆位以太网及万兆位以太网都可以用来架构一个以太网平台的存储网络，这是一个新兴的应用，不仅可以满足存储设备的高速互连，也可以实现存储设备的备份(Backup)及灾难回复，在成本的考虑下，千兆以太网与万兆以太网都可以在这个新兴的应用上得到发挥。

　　当然，市场是瞬息万变的，除了这些较有优势的市场外，万兆以太网也可以在其它多媒体应用上如VoD视频点播或多媒体型制作的领域里寻找更多的空间。从国内市场来看，教育科研网络、电信及存储网络将率先采用万兆以太网技术。

----《通信产业报》