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摘要：從技術上的優點與缺點論述了FDDI，ATM,IP及千兆比以太網的技術特點,及其相互聯系，最后分析了高速通信網絡技術的發展前景.

關鍵詞：高速網絡,FDDI，ATM,IP,千兆比以太網，前景

Abstract:Thedevelopmentofcomputerhigh-speednet-worktechniques,moreover,itscharacteristicsonthegroundoftheadvantagesanddisadvantagesofeachandtheinteractionofoneanother,finallytheprospectinthefuturedevelopmentofhigh-speednetworktechniques.

Keywords:high-speednetworks,ATM,IP,Gigabitethernetnetworks

1引言

計算機網絡技術極大地推動了計算機技術的發展，同時信息社會的發展對計算機網絡提出了新的要求，特別是信息高速公路的建設，對在迅速發展的計算機網絡技術起了重要作用。

計算機網絡的重要發展方向是高速計算機網絡技術，主要包括光纖分布數字接口（FDDI），異步轉移模式（ATM），IP技術，千兆比以太網等技術。ATM網因具有可靠性的服務質量(QoS)保證、低延時、能夠為不同的傳輸提供不同的服務等優越特性,被視為未來通信技術的發展方向;IP作為世界上最成熟、最先進的Internet網絡層協議和重要的技術基礎,它代表了無連接通信方式的本質特征,其應用日趨深入和廣泛,特別是隨著千兆位以太網技術的出現,導致了高速聯網技術陣營的大分裂,由于世界上大部分的用戶采用的是以太網技術;而千兆位以太網保留了與10M以太網相同的802.3幀格式,沒有對信息傳輸格式作任何變動,網絡升級方案較其他技術在投資和性能上要平滑得多,因此千兆比以太網以其卓越的.下面對這四種主要網絡技術作一些簡要的介紹：

2FDDI技術

FDDI（FiberDistributedDataInterface）是80年代隨網絡技術和光電子技術發展起來的網絡接口技術，其傳輸速率可達100MPS，體系結構包括物理介質子層（PMD），物理協議子層（PHY），介質訪問控制（MAC），層管理（LMT）四個部分，如圖1所示。由于雙環結構和鏈路監控技術的采用，所以具有其強的容錯能力，支持雙絞線，單模及多模光纖等傳輸介質，所以FDDI技術在網絡工程骨干網得到了很大的應用。但是由于FDDI采用分組交換技術，鏈路層協議復雜分組信息經過網絡的時延起伏很大，在重負載下，特別在流量超過60MPS時，時延急劇增加。目前FDDI技術還存在許多問題，如：它是一種共享帶寬網絡，其網絡的協議比較的復雜，安裝和管理相當困難，有可能存在被價格較廉價的快速以太網取代，現在主要應用于后端局域網，高速辦公室網，主干局域網。

IEEE802.2LLC

(邏輯鏈路控制)

MAC

（媒體訪問控制）

LMT

（層管理）

PHY

（物理層協議）

PMD

（物理媒體相關子層）

圖1FDDI體系結構

3ATM技術（AsynchronousTransferMode）

自從20世紀80年代以來，跨越于LAN的互聯越來越多，同時人們對可視圖文，視頻電話，視頻會議，圖象傳輸等通信業務需求急增，最終導致了B-ISDN（寬帶綜合服務數字網）標準的問世，而B-ISDN服務要求有高速通道傳輸數字化的聲音，數據，視頻及多媒體信息，ATM（異步傳遞方式）技術支持B-ISDN服務的一種多工交換服務技術。

ATM技術是以分組傳送模式為基礎，綜合了分組交換和電路交換的優點發展而成的，它可以滿足各種通信業務的需求。其實質是一種高速分組傳送模式，它將話音、數據和通信業務的信息分解成固定長度（48字節）的數據塊，并在個數據塊前裝配地址、丟失優先級、流量控制和HEC差錯控制信息等構成的一個信元頭（5字節），形成53字節的信元。它采用異步時分復用的方式將來自不同信息源的信元匯集到一起，在一個緩沖器內排隊，隊列中的信元逐個輸出到傳輸線路上，信元的信頭中含有VPI/VCI（虛通道標識符/虛信道標識符）作為地址標志，網絡根據信頭中的標志來轉移信元.

3．1ATM的傳輸機制

ATM是一種特殊的分組型傳遞方式，它建立在異步時分復用的基礎上，并采用固定長度的信元，當用戶希望通過ATM網絡傳輸數據是，首先通過信令向目的站提出建立虛連接的請求，同時給出該連接需要的Aos參數，如此要求能夠滿足，則建立連接，發送端得到一個VPI/VCI，此時發送端就可以通過這條虛連接將數據發送給接收端，當數據經過ATM交換機時，要進行VP，VC交換，這時，信元頭中的VPI，VCI被賦予新值，數據傳輸結束后，虛連接被拆除。

3.2ATM的主要優點

3.2.1ATM以信元(cell)為基本傳輸單位。信元由信頭和信息段組成。ATM通過信頭來識別通路。在這種方式中，只要信道空閑，便將信元投入信道。這有利于提高信道利用率。

3.2.2能支持不同速度的各種業務。

3.2.3所有信息在最低層是以面向連接的方式傳送，以保持電路交換適合于傳送實時性很強的業務的優點。

3.2.4由于光纖信道的誤碼率極低，且容量很大，所以在ATM網不必在數據鏈路層進行差錯控制和流量控制（放在高層處理），明顯地提高了信元在網絡中的傳送速率。

而ATM的主要缺點就是技術復雜、設備價格昂貴，并且標準還在開發中，未完全確定，此外，因為它是全新的技術，在網絡升級時幾乎要換掉現行網絡上所有的設備，目前的主要應用是作為Internet的高速主干網，在局域網中的應用還不如快速交換以太網和千兆以太網。

3．3ATM分層結構

B-ISDND的ATM協議模型如圖3，包括了三個平面：用戶平面支持數據傳輸，流量控制，差錯控制；控制平面主要用于連接管理；管理平面用來維護網絡與執行操作功能。在每個平面上采用了OSI的分層方法，分層相對獨立，分為物理層，ATM層，ATM適配層（AAL）和高層。

圖3B-ISDNATM協議參考模型

4IP技術

IP技術是InternetProtocol的簡稱,其主要功能有：無連接數據報傳送、數據報路由選擇671和差錯控制.IP協議提供主機間不可靠、無連接數據傳送;IP協議具有其它通信協議所沒有的突出優點,一是IP為一種網絡互連協議,容易實現異構網絡的互連;二是IP采用無連接技術,適于電子郵件、信息檢索等非實時短報文通信;三是具有統一的尋址體系,網絡可擴展性強;四是IP協議采用獨立服務的模塊化結構,可以支持多種不同應用,業務擴充便利。

但是IP技術也有一些不盡如人意的地方，目前IP技術面臨的主要問題是地址空間、服務質量和網絡安全問題。其中歸根到底是IP技術的控制和管理問題。就IP技術本身而言，目前IPv4的許多問題都可以通過IPv6解決，所以IPv6是一個發展方向,而至于IP地址空間，它們也可以采用地址翻譯、動態IP地址等手段進行緩解。而影響IP技術發展的重要因素之一是移動互聯網。IP技術在骨干網已經開始占據重要地位，現在的問題是，IP技術希望進入無線領域，提出全IP網的概念。但問題是IP還是不能保證服務質量，雖然統計服務質量的概念可以改善QoS，但是對無線互聯網而言，由于帶寬和內容的苛求，使他們對QoS的要求可能會更高。

5千兆位以太網

千兆位以太網是在10Mb/s或100Mb/s以太網的基礎上發展起來的，不僅使系統增加了帶寬，同時還帶來了服務質量的功能，千兆位以太網提供全雙工或半雙工工作模式,在半雙工的情況下,千兆位以太網繼續采用CS-MA/CD(具有避免沖突的載波偵聽多路存取)存取協議.它具有優越的性能價格比，同時千兆位以太網保留了802.3和以太網標準,用戶能夠在保留現有應用程序、操作系統、IP,IPX及AppleTalk等協議以及網絡管理平臺與工具的同時,方便地升級至千兆位以太網，還易于與已有網絡以及已有應用進行集成。

5．1千兆位以太網的協議結構與功能模塊：

圖2描繪了千兆位以太網的協議結構與功能模塊，從中可知，其協議結構包括MAC子層與PHY層兩部分，MAC子層實現了CSMA/CD媒體訪問控制方式和全雙工/半雙工的處理方式，PHY層包括了編碼/譯碼，收發器以及媒體三個模塊，還包括了MAC子層與PHY子層連接的邏輯“與媒體無關的接口”。

圖2千兆位以太網的協議結構與功能模塊

5．2千兆位以太網按PHY層分類

綜合PHY層上的功能，千兆位以太網可歸納成兩種實現技術，1000BASEX和1000BASET，如圖3，其中1000BASEX為千兆位以太網中易實現的方案，雖然包括了1000BASECX，LX和SX，但其PHY層中的編碼/譯碼方案為共同的，均采用了8B/10B的編碼/譯碼方案。

圖3千兆位以太網的1000BASEX與1000BASET

1997年2月3日，IEEE確定了千兆以太網的核心技術，1998年6月正式通過千兆以太網標準IEEE802.3z，今后將完成另一個標準IEEE802.3ab。802.3z千兆以太網任務組的主要目標是開發可以完成下列功能的千兆以太網標準：

允許以1Gb／s的速率進行半雙工、全雙工操作。

使用802．3以太網幀格式。

使用CSMA／CD訪問方式。

與10BASE-T、10BASE-T技術的地址向后兼容。

為了能夠進行沖突檢測，千兆位以太網采用了載波延伸的方法，就是最短幀長64字節仍不變（保持兼容性），凡發送的幀長不足512字節，就在其向填充些特殊字符。但當原來64字節的幀填充到512字節，填充的448字節就會浪費，為此千兆位以太網增加了“分組突發”功能，就是當很多短幀要發送時，第一短幀用載波延伸的方法進行填充，隨后的一些短幀就一個一個的發送，這樣就形成了一串分組的突發，直到達到1500字節為此。

為了加快千兆網絡的普及和推廣，吉兆通信全面采用千兆網絡設備的QoS服務質量、安全性和智能化管理應用等千兆以太網新技術，推出了覆蓋網絡接入層、匯聚層和骨干層的Berkli2000、3000、4000系列千兆多層以太網交換機。

同時千兆位以太網也存在一些問題，距離限制將制約在大型校園網骨干網中心的部署，設備昂貴以及標準的未確定也是眾多的用戶處于觀望階段。

6結束語

未來的計算機網絡的網絡帶寬將更高、網絡兼容性將更好、網絡傳輸距離將更寬，當然網絡成本更低.高速網絡將更加開放、高度集成、超高速率和智能化.也就是說,未來的網絡不得不具備處理比以往更多的數據和更大文件的能力，客戶機/服務器軟件將繼續推動網絡技術的發展，使其具有更好的響應和運載大量數據的能力，電子郵件，電子映像和電子報表的廣泛使用將對帶寬產生額外的需求。同時未來企業的網絡必須提供幾乎無限的帶寬，才能處理計算機應用的預期增長。SONET和ATM使目前最有可能支持未來高速網絡的侯選技術。

參考文獻

1謝希仁.計算機網絡（第2版）.北京：電子工業出版社,1999.4

2張公忠陳錦章.當代組網技術.北京：清華大學出版社,2000.12

3劉宏立童調生等.高速網絡技術概況及發展趨勢.湖南:湖南大學學報（自然科學版）,1999.4

4馮博琴.計算機網絡.北京：高等教育出版社,1999.6

5/serve/jszc/3.htm

6/xzwy/cisco/39344350.htm

7/guokan/2000/0012/12i.htm