面對著如此眾多的業(yè)務和快速變化的市場定位,選擇合適的網(wǎng)絡技術(shù)對于取得成功就變得越來越重要了。在前文中已講述過光以太網(wǎng)的現(xiàn)狀及其應用領域,現(xiàn)在列出幾種骨干技術(shù),以便與光以太網(wǎng)作個比較。
骨干技術(shù)現(xiàn)狀
目前最常見的骨干技術(shù)是幀中繼(FR)、ATM、SONET(同步光纖網(wǎng)絡)以及本地以太網(wǎng)。為最終用戶提供最后一公里物理連接的寬帶解決方案有市話網(wǎng)上的撥號調(diào)制解調(diào)器、xDSL、ISDN以及光以太網(wǎng)。那么,哪些技術(shù)能支持最廣泛的業(yè)務并能確保靈活性和可擴充性以滿足未來的需求呢?
目前,幀中繼被廣泛使用于企業(yè)局域網(wǎng)的互連。大多數(shù)的企業(yè)網(wǎng)是由幀中繼永久虛電路提供的點到點連接創(chuàng)建的。格形網(wǎng)將位于不同地點的辦公室連接在一起。這種方案能提供足夠的服務質(zhì)量(QoS)并能支持多協(xié)議的環(huán)境。通過多種服務類別(CoS)選項,服務提供商能夠以不同的價格支持不同的服務水平協(xié)議(SLA)。
幀中繼的缺點是它石板一樣的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)、成本以及對于大多數(shù)現(xiàn)有網(wǎng)絡而言相對貧乏的帶寬選擇。在格形網(wǎng)中增加辦公室通常需要為每一個辦公室增加一條PVC,因此,幀中繼與其它技術(shù)相比在組網(wǎng)方面欠靈活性和可擴展性。
在所有的網(wǎng)絡技術(shù)中,ATM能提供最多的QoS和CoS選項。ATM能支持固定速率(CBR)業(yè)務、視頻以及可變速率(VBR)業(yè)務。ATM的設計者希望它能成為下一代的基礎設施技術(shù),但是,由于協(xié)議開銷大、結(jié)構(gòu)復雜,ATM技術(shù)的部署成本過于昂貴。像幀中繼一樣,ATM主要是由PVC組成的一個大形的格形網(wǎng)。由于這種技術(shù)過于復雜,ATM并沒有如它的設計者所希望的那樣被廣泛應用。
SONET(同步光纖網(wǎng)絡)是一種廣泛應用的骨干技術(shù),經(jīng)常與ATM技術(shù)結(jié)合使用來向最終用戶提供OC——3(155Mbps)的高速傳輸業(yè)務。SONET對于最終用戶是透明的,它只在骨干網(wǎng)絡中運行,而在用戶的網(wǎng)絡中沒有終結(jié)點。SONET能提供一個時分復用的環(huán)境,能以電信級的服務質(zhì)量提供CBR和VBR業(yè)務。SONET可部署在一個雙向環(huán)的拓撲中,具有極高的可行性,在網(wǎng)絡發(fā)生故障時,恢復時間可控制在50ms之內(nèi)。
SONET在骨干網(wǎng)中是網(wǎng)中之王,但是由于它的成本高、靈活性低妨礙了它的進一步發(fā)展。在互聯(lián)網(wǎng)的骨干通常使用SONET OC——192(10Gbps)電路,OC——768(40Gbps)也正在逐步地投入使用,但是以這樣的速率承載SONET,開銷成本也是非常可觀的。
WAN以太網(wǎng)解決方案
最近,一些LAN設備生產(chǎn)商已開始推出新產(chǎn)品,旨在將以太網(wǎng)交換機的優(yōu)點納入WAN領域。網(wǎng)絡運營商將以太網(wǎng)交換機用于其網(wǎng)絡已有多年歷史了。同樣,以太網(wǎng)交換機使用光纖接口也已非一朝一夕,以便實現(xiàn)LAN在園區(qū)擴展。光纖LAN產(chǎn)品具有遠距離傳輸功能,足以將信號傳輸?shù)骄嚯x網(wǎng)絡運營商最近的POP節(jié)點。盡管POP可能只距離人口密集的市區(qū)1——2公里,然而一般設備運行的標準最短距離是大約20公里。[nextpage]
以太網(wǎng)和光纖的結(jié)合是一個重大的創(chuàng)新,光以太網(wǎng)產(chǎn)品的價格可望比ATM產(chǎn)品還有路由器的價格更低,因此,將極大地影響網(wǎng)絡運營商購買其它網(wǎng)絡設備。一些運營商先后推出基于以太網(wǎng)的光纖業(yè)務。對于專門致力于光纖接入領域的網(wǎng)絡運營商,甚至還有一個新名字——FLEC。
一、客戶端概述
在這一領域從事設備銷售的客戶端生產(chǎn)商有Cisco、Extreme和Foundry。Riverstone Networks在向網(wǎng)絡運營商銷售LAN交換機。3Com持有新秀公司Atrica Networks的投資股,而Atrica Networks的全部業(yè)務均集中于光纖以太網(wǎng)設備,類似的還有Lantern Communications和Luminous Networks。Nortel正在積極進入該市場,出售Passport 8600(以前稱為Accelar 8600)企業(yè)LAN交換機和電信交換設備,該設備采用Nortel稱為Resilient Packet Ring(RPR)的新技術(shù),處理SONET報頭中的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包。Nortel已將該方案提交給電氣和電子工程師學會(IEEE)802.17工作組。
迄今為止,除北電的RPR方案外,其余業(yè)務均是在企業(yè)LAN交換機上進行。由于光以太網(wǎng)具有WAN的功能,勢必將促使向運營商出售LAN光以太網(wǎng)設備。截止目前,光以太網(wǎng)的客戶端設備僅僅能在配有接口的客戶端上接入這種新技術(shù)。這種接口采用以太網(wǎng)光網(wǎng)接口卡(NIC)形式,可以與企業(yè)路由器或交換機相連。目前,運營商主張NIC直接連接到企業(yè)第二層以太網(wǎng)交換機上。然而,就Internet接入而言,企業(yè)更傾向于使用路由器,因為這些企業(yè)希望通過防火墻路由業(yè)務來實現(xiàn)安全的保證。
另一種可選配置方案可望出現(xiàn),即客戶端將不配置防火墻和路由器。根據(jù)這種配置方案,光以太網(wǎng)接口將直接連接到第二層企業(yè)交換機中,路由器和防火墻將配置在運營商端。由此,運營商將能夠提供可以管理的路由器,保證業(yè)務的安全性。該系統(tǒng)對于中小企業(yè)、聯(lián)合企業(yè)以及B2B電子商務網(wǎng)絡將具有很大吸引力,而大企業(yè)一般不會采用這種系統(tǒng)。
二、限制因素
光以太網(wǎng)的靈活性和相對較低的價格使它很受歡迎。但是有一個因素限制了它的直接影響,即運營商已敷設光纖的大樓或樓群很少。光纖是光以太網(wǎng)不可或缺的組件,所以光以太網(wǎng)業(yè)務只能在已部署光纖的地方,或者可以快捷廉價地鋪設新光纖的地方提供。
在大城市的中心區(qū),網(wǎng)絡運營商僅僅在大約8——10%的大樓內(nèi)部署了光纖,因此這些地方有極大的可能性。雖然新秀公司Onfiber Communications計劃鋪設新光纖,但普遍而言,人們的熱情并不高。而且,Onfiber本身也計劃將新光纖局限在人口密集的市中心商業(yè)區(qū)。這樣,那些總部在郊區(qū)的公司就很難享用到光以太網(wǎng)的服務了。
不過,幸運的是,對光以太網(wǎng)的這一限制只對最終用戶業(yè)務起作用。光以太網(wǎng)的另一大市場在運營商的網(wǎng)絡中,其中光以太網(wǎng)可以用于構(gòu)成運營商的本地骨干網(wǎng)、互連有線調(diào)制解調(diào)器或者DSL網(wǎng)絡。光以太網(wǎng)中企業(yè)只能使用光纖的嚴格限制將逐漸變得模糊,因為光以太網(wǎng)向相鄰地區(qū)的擴展及高速DSL到各個企業(yè)的擴展這一混合配置將很可能發(fā)生。綜上所述,光以太網(wǎng)可以單純用作接入業(yè)務,然而,運營商設想他們早期銷售的產(chǎn)品可用于提供MAN業(yè)務,并在MAN間提供透明的LAN業(yè)務。 [nextpage]
三、光以太網(wǎng)設備
光以太網(wǎng)最富吸引力的特點是能夠提供價格低廉的業(yè)務,因為它的多數(shù)設備的成本相對較低。大多數(shù)光以太網(wǎng)設備包括相同的企業(yè)第2層以太網(wǎng)交換機,并配備光纖接口。以太網(wǎng)交換機已大量安裝,價格可望急劇下降。由于光以太網(wǎng)需要高強度的激光將信號傳輸?shù)阶罱腜OP,所以預計它的接口價格將高于平均價格。
總之,1Gbps或10Gbps光以太網(wǎng)接口的成本可望遠遠低于同速ATM或幀中繼接口的成本。即使僅就兆比特速度而言,以太網(wǎng)設備的成本相對較低,使10Mbps的接入成本將低于DS3(T3)電路上運行的電路交換接入管道成本,只是因為以太網(wǎng)光纖接口的成本遠遠低于運營商信道排每端口的成本。此外,網(wǎng)絡運營商也在降低成本。
然而,只有當運營商可以使用光纖(已預先在運營商的POP到大樓之間敷設好)時,才能夠?qū)崿F(xiàn)成本的節(jié)約。目前,光以太網(wǎng)業(yè)務的基礎是光纖已預先敷設,有別于其他運營商業(yè)務(支付安裝成本和月租費用即可使用)。因此,現(xiàn)在問題的關(guān)鍵是,當需要敷設新光纖時業(yè)務的價格是否還具有足夠的吸引力。
交換式光以太網(wǎng)產(chǎn)品通常是基于第2層LAN交換機,但是,F(xiàn)oundry是基于其Biglron交換機系列銷售光以太網(wǎng),該系列屬于第3層交換機。Foundry的選擇說明了一個事實,即路由器和第3層交換機可以處理第2層,反之則不成立。光以太網(wǎng)方案使運營商能夠構(gòu)建混合網(wǎng)絡,其中一些位于第2層,而另一些則是第2/3層的組合。
現(xiàn)在許多公司只使用LAN設備來構(gòu)建光以太網(wǎng),而北電卻例外,它可以通過三種方法來構(gòu)建。如上所述,該公司銷售第2層LAN交換機Passport 8600,還銷售OPTera分/插復用器,它是一種能夠通過RPR方案和OPTera數(shù)據(jù)包邊緣系統(tǒng)(OPTera Packet Edge System)協(xié)作的SONET光纖設備。最后,Nortel還在其DWDM產(chǎn)品上提供以太網(wǎng)連接。
盡管SONET和DWDM設備遠遠比LAN交換機昂貴,但是它們可以處理更多的業(yè)務,具有更高的可靠性,這一點恰是運營商所青睞的。這些設備有許多運營商所關(guān)注的靈活性,例如,借助RPR方法,運營商可以在環(huán)路上傳輸光以太網(wǎng),得到環(huán)路結(jié)構(gòu)的自動支持,而且可以比LAN交換機更加有效地使用光纖帶寬,因為LAN交換機要求直接連接。
由于RPR方法可以支持SONET分/插復用器設備(以及DWDM設備)讀取第2層的數(shù)據(jù)包報頭,并將數(shù)據(jù)包放置到相應的SONET幀中(或Optical lambda)以傳輸?shù)侥康牡?。當涉及時間槽,RPR采用異步定時技術(shù),從而可以使數(shù)據(jù)包傳輸比SONET的固定長定時幀更加有效。
多數(shù)這種設備將出售給運營商網(wǎng)絡使用,但一些運營商可能更傾向于在客戶站點設置的SONET或DWDM設備,允許不同企業(yè)共享同一接入光纖。此外,這些設備還具有非常可靠的接入優(yōu)勢。例如,如果一個大銀行力求接入光以太網(wǎng),則可以將其光纖直接連到RPR環(huán)路中的兩點,這樣,運營商POP位于環(huán)路上,另外兩個點連接到客戶端。如果一條路線中的傳輸中斷,則傳輸?shù)臉I(yè)務將自動轉(zhuǎn)換到另一條傳輸路線中。而且,還能夠采用混和配置,將LAN交換機用于接入,將RPR或DWDM用于運營商的骨干網(wǎng)。
另外,還有兩個產(chǎn)品系列,一個基于企業(yè)LAN交換機,另一個基于運營商電信設備(SONET及DWDM)。這兩個系列的成本存在很大差距,其中LAN交換機的成本為幾萬美元左右,而載波設備的成本至少為10萬美元。載波設備具有全面的強韌性,完全符合NEBS標準,而且還可保證其可用性達到99.999%。LAN交換機具有雙電源以及可熱插拔的交換系統(tǒng)和接口。然而,兩者的可靠性并無太大的差別。目前,一種符合NEBS的Passport 8600正在開發(fā)之中。[nextpage]
基于VLAN的VPN
光以太網(wǎng)VPN與IP VPN不同,它無需使用隧道和加密,因為這些功能都不必要。VPN業(yè)務應該與計劃推出的基于MPLS的IP業(yè)務相似,該協(xié)議將數(shù)據(jù)包分為個人用戶業(yè)務和特定級別的業(yè)務。
以太網(wǎng)VPN與MPLS相似,它們都基于802.1q協(xié)議。802.1q能同802.1P一道為LAN數(shù)據(jù)包添加優(yōu)先級分配功能,把數(shù)據(jù)包從其它的聚合的業(yè)務流量中拆分出來,并為它們分配優(yōu)先級別和QoS特性。因為802.1q是一個VLAN協(xié)議,不是VPN協(xié)議,所以它能規(guī)定虛擬廣播域,而不能指定虛擬路徑。但是,因為802.1q的報頭能與以太網(wǎng)MAC(消息鑒權(quán)代碼)地址一起使用,指定到達同一地址的不同路徑,所以與MPLS殊途同歸。這樣,當來自不同用戶的數(shù)據(jù)包在同一線路上傳輸時,就能提供保護措施。
標準802.1q能把網(wǎng)絡分為4096個子網(wǎng)。但一些運營商認為這還不夠,所以Nortel將802.1q標記中的目的地址空間增大了一倍,達到24位,并把總標記長度增加到6個字節(jié)。地址空間增加一倍旨在把子網(wǎng)數(shù)量增加到1700多萬個。另外,還計劃陸續(xù)將修正方案提交給各標準委員會,首選是IETF(Internet工程專家小組)。
然而,由于802.1q VPN和MPLS VPN的概念相似,所以大量的工作都集中在開發(fā)能與MPLS協(xié)作運行的軟件上。更嚴重的問題是,802.1q目前仍基于橋接的方法,這要求使用生成樹算法,在大型網(wǎng)絡中很難管理。
但是,運營商似乎不會只通過第2層來構(gòu)建大型的復雜網(wǎng)絡。由此,802.1q則能夠更好地用于把發(fā)往或來自Internet的接入業(yè)務與發(fā)往或來自其它運營商業(yè)務(如MAN)的接入業(yè)務進行分離。當802.1q報頭在帶寬更高的LAN骨干網(wǎng)中傳輸時,它將作為差分業(yè)務的工具在MAN中繼續(xù)使用。例如,如果一個運營商必須在單個本地骨干網(wǎng)線路上傳輸100位不同用戶的100Mbps以太網(wǎng)業(yè)務流,最可行的方法就是把這些業(yè)務集中到一條10Gbps光以太網(wǎng)信道上。但以太網(wǎng)與ATM的恒定比特率業(yè)務不同,它不能集中業(yè)務流,只能集中單個業(yè)務流的數(shù)據(jù)包,這就意味著不同用戶的數(shù)據(jù)包不能在10Gbps線路上混合,而確保各用戶安全的唯一辦法就是使用VPN字段。
因為每個數(shù)據(jù)包將按它被接收的先后順序來處理,所以沒有什么機制能保證每個用戶都能從端到端網(wǎng)絡得到100Mbps,除非運營商過量使用10Gbps鏈路或一些用戶比其他用戶擁有更高的優(yōu)先級,這樣每個用戶才可能獲得100 Mbps。因為線路昂貴,而且過量使用10Gbps鏈路是運營商增加收入的傳統(tǒng)方式,因此,運營商過量使用10Gbps鏈路就是最可行的辦法。當線路被過量使用時,運營商將努力來保證QoS。使用802.1q和802.1P可把QoS的功能發(fā)揮到極限,但它不能擴展ATM的功能。
現(xiàn)在的廠商將VPN看作光以太網(wǎng)的功能之一,但似乎VPN是屬于MAN范疇,而且被它當作MAN業(yè)務銷售。因此,在基于信道的VPN中,VPN功能是其他業(yè)務的實現(xiàn)技術(shù),它本身不應被當作業(yè)務。 [nextpage]
光以太網(wǎng)MAN
目前,網(wǎng)絡運營商均以高速接入為起點,正在力求向MAN擴展其業(yè)務,而且通常情況是可變速率的業(yè)務。但由于光以太網(wǎng)與以太網(wǎng)LAN密切相關(guān),所以急需為分布極不集中的LAN提供全帶寬連接,即透明的LAN業(yè)務。
光以太網(wǎng)的網(wǎng)絡各種連接激增,很可能延伸到城域,因為許多公司打算在城域內(nèi)設立辦事處。在城域,光以太網(wǎng)業(yè)務將稱為MAN,它們將會與現(xiàn)有的MAN進行激烈競爭,其中與基于ATM和幀中繼,以及在更低程度上,基于SMDS的MAN的競爭將尤為激烈。
如果城域環(huán)路或者單個樓群內(nèi)敷設有光纖,則在傳輸IP業(yè)務以及其它傳統(tǒng)協(xié)議(如SNA,系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu))時,光以太網(wǎng)會比ATM和其他IP技術(shù)更具價格優(yōu)勢。盡管光以太網(wǎng)具有封裝功能,可以傳輸令牌環(huán)路業(yè)務,但截止目前還未開發(fā)出封裝標準。所以,ATM在這個領域內(nèi)仍保持優(yōu)勢,但這一市場規(guī)模較小,且在日益萎縮。
傳統(tǒng)領域和Novell Internetwork Packet Exchange(IPX)LAN領域的發(fā)展邁出極為重要的一步,即以太網(wǎng)無需采用昂貴的封裝技術(shù)即可傳輸SNA和IPX業(yè)務。因此,光以太網(wǎng)將比ATM(每個第3層協(xié)求專門的接口)和基于路由器的網(wǎng)絡(必須支付額外費用為每臺設備配置多協(xié)議路由器)更具優(yōu)勢。ATM在連接不能使用光以太網(wǎng)連接的站點方面仍保持優(yōu)勢。
據(jù)IDC調(diào)查后認為,固定速率業(yè)務(如透明LAN和到光纖擴展SAN)將會在早期的光以太網(wǎng)中廣泛應用,因為這些正是大型數(shù)據(jù)中心所要求使用的。光以太網(wǎng)交換機要求在所涉及的LAN交換機間設置直接鏈路,或者使用SONET(或如果可能,用DWDM)分配固定帶寬。
Web主機托管業(yè)務和應用服務供應商(ASPs)將會對以100Mbps或更高速率連接站點更感興趣,但這只是一個極有限的市場。企業(yè)用戶僅會在站點間占用為數(shù)不多的固定帶寬,原因很簡單,很分散的公司辦事處間平時很少要求使用高帶寬鏈路。因此,可望出現(xiàn)固定和突發(fā)光以太網(wǎng)業(yè)務。
除了連接企業(yè)站點,光以太網(wǎng)用戶將希望能夠高速接入Internet,即部分光纖接入帶寬用于接入Internet,部分用于接入MAN網(wǎng)絡。在這一應用的推動下,在光以太網(wǎng)內(nèi)部提供VPN功能的機會將早日到來。(未完待續(xù)……)