以太網(wǎng)技術大全
“以太網(wǎng)技術大全”是以太網(wǎng)相關技術集大成者,包括如下內容:光纖以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、端到端的以太網(wǎng)、多層交換與負載均衡、網(wǎng)絡處理器、運營商級寬帶技術、以太網(wǎng)安全、以太網(wǎng)測試以及基于以太網(wǎng)的IP存儲等等。
技術的發(fā)展總是與某一歷史時段特定的應用需求密切相關,以太網(wǎng)技術的發(fā)展亦如此。而且,以太網(wǎng)技術的發(fā)展向來超前,從未滯后。 光纖以太網(wǎng)
光纖以太網(wǎng)產品可以借助以太網(wǎng)設備采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包格式實現(xiàn)WAN通信業(yè)務。該技術可以適用于任何光傳輸網(wǎng)絡——光纖直接傳輸、SDH以及DWDM網(wǎng)絡傳輸。目前,光纖以太網(wǎng)可以實現(xiàn)10Mbps、100Mbps以及1Gbps等標準以太網(wǎng)速度,而達到10Gbps后它更將成為各種業(yè)務的亮點。
光纖以太網(wǎng)業(yè)務與其他寬帶接入(例如DS3)相比更為經濟高效,但到目前為止它的使用只限于辦公大樓或樓群內已鋪設光纖的地方。使用以太網(wǎng)的這種新方法的戰(zhàn)略價值不僅僅限于廉價的接入,它既可用于接入網(wǎng),也可用于服務供應商網(wǎng)絡中的本地骨干網(wǎng),它可以只用在第2層,也可以作為實現(xiàn)第3層業(yè)務的有效途徑,它可以支持IP、IPX以及其他傳統(tǒng)協(xié)議。此外,由于在本質上它仍屬于LAN,因此可用來幫助服務供應商管理企業(yè)LAN及企業(yè)LAN和其他網(wǎng)之間的互聯(lián)。
目前及規(guī)劃中的光纖以太網(wǎng)設備是以第2層LAN交換機、第3層LAN交換機、SONET設備和DWDM為基礎。一些公司正計劃推出專為網(wǎng)絡運營商設計的光纖以太網(wǎng)交換機,這種交換機具有多種特性,可以盡量確保服務質量(如實現(xiàn)數(shù)據(jù)包分類和擁塞管理等)。所有未來產品均可能要求下列關鍵技術和性能:高可靠性、高端口密度、服務質量保證等功能。
限制因素
光纖以太網(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力,即運營商已鋪設光纖的大樓或樓群很少。光纖是光纖以太網(wǎng)不可或缺的組件,所以光纖以太網(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。
實現(xiàn)設備
光纖以太網(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)光纖以太網(wǎng)設備包括企業(yè)第2層以太網(wǎng)交換機,配備光纖接口。交換式光纖以太網(wǎng)產品通常是基于第2層LAN交換機。但是,有些廠商的方案是基于第三層交換機的。光纖以太網(wǎng)方案使SP能夠構建混合網(wǎng)絡,其中一些位于第2層,而另一些則是第2/3層的組合。
廣泛的用途
光纖以太網(wǎng)能夠支持以下業(yè)務類型。
● 高帶寬Internet接入以及(潛在的)其他通信接入,如幀中繼和專線;
● MAN城域網(wǎng);
● MAN內的透明LAN業(yè)務,即固定速率的LAN到LAN通信;
● 存貯區(qū)域網(wǎng)(SAN)業(yè)務,以太網(wǎng)連接將在本地服務器和遠程存儲設備之間代替或傳輸光纖信道連接;
● VPN業(yè)務(類似于規(guī)劃中基于多協(xié)議標記轉換標準的VPN),該業(yè)務是基于802.1p以太網(wǎng)標準;
● 為其他SP提供的業(yè)務,用于集合和連接DSL及電纜調制解調器;
● 可管理的LAN業(yè)務和可管理的Internet安全性業(yè)務。
更多的應用可望相繼出現(xiàn),如光纖以太網(wǎng)話音業(yè)務,這意味著光纖以太網(wǎng)將用作向VoIP骨干網(wǎng)傳輸話音的接入技術。 不管是從需求面或者是從供應面來看,整體網(wǎng)絡都朝著寬帶的腳步邁進,這給予以太網(wǎng)一個很好的發(fā)展空間。從技術面來看,二十年來,以太網(wǎng)帶寬由十兆、百兆、千兆,一直發(fā)展到2002年的萬兆,甚至四萬兆、十萬兆都已經處于研究討論階段,這使得以太網(wǎng)技術有了很好的擴展性;從應用面來看,以太網(wǎng)不僅僅只局限在局域網(wǎng)的應用,不僅僅只局限在城域網(wǎng)的應用,萬兆以太網(wǎng)更進一步將以太網(wǎng)延伸到廣域網(wǎng)的應用,這使得我們過去推動的“全球以太網(wǎng)”概念變得更加實際而可行。若再配合IEEE于2000年底成立的EFM工作組(Ethernet in the First Mile)試圖發(fā)展的新型寬帶接入技術,或者目前已經流行的以太網(wǎng)小區(qū)接入、大樓接入,提供端到端的以太網(wǎng)解決方案變得更加可行。從而,不止IP統(tǒng)一了上層網(wǎng)絡,以太網(wǎng)也統(tǒng)一了下層網(wǎng)絡,透過IP,透過以太網(wǎng),整個網(wǎng)絡端到端形成從接入網(wǎng)、城域網(wǎng)到廣域網(wǎng)間無縫的連接,從網(wǎng)絡的投資成本、邏輯管理、兼容性、以及端到端的服務質量(QoS),以太網(wǎng)都具有相當?shù)母偁巸?yōu)勢。
端到端以太網(wǎng)方案以以太網(wǎng)作為接入技術,不但成本低,而且?guī)挶痊F(xiàn)行的Cable Modem、ADSL、ISDN、Modem接入都要高,因此不但可以作為一般用戶Internet連接,或者多媒體點播或廣播用途,更可以作為企業(yè)用戶實現(xiàn)VPN虛擬私有專網(wǎng)互聯(lián)使用; 大型企業(yè)各分支機構可以透過端到端的以太網(wǎng)實現(xiàn)企業(yè)內部VPN互聯(lián),企業(yè)與其合作伙伴也可以透過端到端的以太網(wǎng)實現(xiàn)企業(yè)外部VPN互聯(lián)。
對用戶或者對運營商來說,找到一個低成本、高帶寬、具安全性能的VPN互連方案是個很關鍵的問題,而其答案其實就在最簡單的802.1p/802.1q VLAN標準上頭,我們可以采用二層的VLAN技術來提供VPN服務,但是也有幾個問題需要解決。
末端用戶的帶寬管理
不同用戶有不同的帶寬需求,或者基于使用者付費原則,不同費用等級的用戶可以享有不同的帶寬,因此接入設備必須支持帶寬限制功能。
服務質量(QoS)機制
不同的業(yè)務需要不同的服務質量保證,或者不同等級的用戶享有不同的服務級別,這些不管是透過二層的802.1p還是三層的IP ToS技術來實現(xiàn),網(wǎng)絡設備都必須能夠對流量進行分類、標記、甚至測量或整形,以實現(xiàn)QoS機制。
VLAN的擴展
基于802.1p/802.1q VLAN標準的VLAN數(shù)量只有4096個VLAN,對企業(yè)組網(wǎng)也許夠用,但對運營商提供基于VLAN的VPN服務而言,4096個VPN無法滿足大量成長的客戶需求,因此必須對VLAN數(shù)量做相當?shù)臄U展。
目前的Super VLAN技術在原有分組(僅有一個VLAN標記)中再加入一組VLAN標記,使得VLAN數(shù)目可以擴展到4096×4096,這就相當于將端對端的VLAN細切成骨干VLAN及邊緣VLAN,骨干VLAN類似于ATM中的VPI,而邊緣VLAN類似于ATM中的VCI一樣。
VLAN的安全性與用戶隔離
以二層VLAN作為VPN使用,跨VLAN的互聯(lián)基本上已被阻斷,從而提供了基本的安全功能,運營商甚至可以利用更多的手段如ACL、MAC地址過濾等來加強安全性能。如果有必要對相同VLAN下面的不同用戶進行隔離,private VLAN也是可性的方法之一。
生成樹協(xié)議(STP)的收斂、擴展與分流
以端到端以太網(wǎng)的VLAN技術來提供二層的VPN服務將形成一張大型的二層網(wǎng)絡,對STP來講,不管是冗余鏈路的收斂時間,網(wǎng)絡拓撲結構的擴展或者阻斷鏈路(Block)的帶寬利用都將造成很大的影響,因此必須引進快速生成樹(RSTP)、超級生成樹(Super STP)、VLAN群組生成樹(RVGST)等技術來強化生成樹協(xié)議(STP)在大型網(wǎng)絡中的擴展性。
非生成樹協(xié)議技術
在更大型的網(wǎng)絡中也可以考慮采用諸如RPR(Resilient Packet Ring)、MRP(Metro Ring Protocol)等環(huán)狀拓撲技術或VSRP(Virtual Switch Redundant Protocol)星狀拓撲技術來取代生成樹協(xié)議,從而使得光纖資源得到更多的節(jié)省,網(wǎng)絡的收斂達到次秒級的水準。
以太網(wǎng)穿越SDH骨干網(wǎng)
端到端以太網(wǎng)穿越骨干網(wǎng)時,并不是所有骨干網(wǎng)都是百兆/千兆以太網(wǎng)所組成的城域網(wǎng)來支撐。更多時候,以太網(wǎng)必須穿越SDH骨干網(wǎng)到達另一邊的以太網(wǎng),因此提供以太網(wǎng)VLAN功能穿越SDH是必需的功能。
經過多年發(fā)展,以太網(wǎng)技術基本解決了上面幾個主要問題,由于以太網(wǎng)的高度普及和VLAN技術的不斷演進,在端到端以太網(wǎng)絡中采取二層VLAN技術來實現(xiàn)VPN業(yè)務不但簡單、低成本、高帶寬,而且兼容性特別高,對個別用戶或運營商來說,VPN互聯(lián)增值服務在端到端以太網(wǎng)中是高度可行的方案,客戶無需苦苦等待MPLS VPN。
負載均衡技術
TCP/IP 流量的激增,新型網(wǎng)絡流量管理設備也相伴產生,這樣的設備提供智能內容交換能力,運用此能力可監(jiān)控網(wǎng)絡請求及服務器系統(tǒng),通過分發(fā)訪問流量來獲得最佳的響應。
Web、內容或第四層至七層交換機這類設備已不再陌生,其利用負載均衡技術, 智能化地將Internet流量轉發(fā)到應用服務器。更先進的 Web 交換機能夠提供基于第七層的流量分發(fā),通過更詳細地檢查 IP 信息包,并基于 HTTP 報頭、URL 和 Cookies 進行轉發(fā)。針對全球性公司,Web 交換機能夠將訪問流量分發(fā)到位于世界各地的服務器,為用戶提供最佳的響應時間和無與倫比的整體可靠性。
SLB 技術
SLB是一種通用術語,是一種能夠提供以下功能的技術:最大化提高服務器利用率;為應用提供高整體可用性; 透明地實現(xiàn)網(wǎng)絡服務器的負載均衡,使其對用戶來說,就像是一個整體;提供易管理性。服務器負載均衡設備使用預測器技術和先進的可配置應用組合,以達到預期的流量分發(fā)結果。預測器技術是較低層的技術,其采用統(tǒng)計分配方法來劃分到達服務器的數(shù)據(jù)流量。
進一步的增強使得SLB可基于更高層的 HTTP 協(xié)議信息轉發(fā)流量。現(xiàn)在的服務器負載均衡設備也稱 Web 交換機或第四層至七層交換機。
GSLB技術
全局服務器負載均衡或GSLB 是功能更為強大的 SLB實施。只不過SLB是在數(shù)據(jù)中心操作,而GSLB 是基于全局來進行操作。使用GSLB 不僅能夠縮短Web響應時間,而且還可使全球的客戶察覺不到服務器的故障。
GSLB 的基本前提是改進互聯(lián)網(wǎng)中采用的處理流程,將客戶機請求匹配到合適的服務器。這可以通過稱為 DNS查找的進程來實現(xiàn)。GSLB通過排列 DNS 中所存儲的 IP 地址順序對 DNS 的查找過程進行了改進。排序是根據(jù)幾種度量方式完成的,這些度量方式可以測試某個 IP 地址對應的特定站點的健康狀況。
網(wǎng)絡處理器
網(wǎng)絡處理器(Network Processor)是一種可編程器件,它特定地應用于通信領域的各種任務,比如包處理、協(xié)議分析、路由查找、聲音/數(shù)據(jù)的匯聚、防火墻、QoS等。
網(wǎng)絡處理器器件內部通常由若干個微碼處理器和若干硬件協(xié)處理器組成,多個微碼處理器在網(wǎng)絡處理器內部并行處理,通過預先編制的微碼來控制處理流程。而對于一些復雜的標準的操作(如內存操作、路由表查找算法、QoS的擁塞控制算法、流量調度算法等)則采用硬件協(xié)處理器來進一步提高處理性能。從而實現(xiàn)了業(yè)務靈活性和高性能的有機結合。
NP具有的優(yōu)勢如下。
1.高性能
在基于網(wǎng)絡處理器的硬件平臺中,各種算法可以通過硬件實現(xiàn),內部一般都集成了幾個甚至幾十個轉發(fā)微引擎和硬件協(xié)處理器、硬件加速器,在實現(xiàn)復雜的擁塞管理、隊列調度、流分類和QoS功能的前提下,同樣可以達到極高的查找、轉發(fā)性能,實現(xiàn)“硬轉發(fā)”。
2.可以靈活擴展的硬件特性
由于NP可以支持編程,一旦有新的技術或者需求出現(xiàn),可以很方便地通過微碼編程實現(xiàn),系統(tǒng)的“硬件”功能可以通過軟件模塊(微碼)的方式方便地進行添加、刪除。所以,對于特殊的用戶需求,基于NP的產品可以實現(xiàn)定制開發(fā),即可以通過模塊刪減開發(fā)能滿足不同用戶需求的產品。
所以NP提供了更快的技術、功能跟進和更加靈活的擴展能力,特別是在新規(guī)格、新標準的支持上,基于NP技術構建的產品在當前業(yè)界對MPLS/IPv6等等新興標準的支持中已經明顯表現(xiàn)出其優(yōu)勢。
3.高可靠性
基于NP的設備解決方案中,提供了更高的集成度,大部分功能都能使用一個或者兩個芯片實現(xiàn),從而避免了從前通過多個芯片、芯片組系統(tǒng)間配合實現(xiàn)的方式所帶來的隱患和功能、性能下降,NP芯片系統(tǒng)轉產前都經過了嚴格的測試和各種抗干擾和破壞性試驗,從而使采用NP的系統(tǒng)的可靠性大大提高。
4.豐富的流分類、擁塞管理、隊列調度和QoS功能
大多數(shù)NP都使用硬件的并行操作方式,很多以前用軟件實現(xiàn)時無法保證性能的復雜策略QoS、流操作等等功能,在使用了NP之后,可以更加容易地得到實現(xiàn),同時,對性能沒有影響,這在軟件實現(xiàn)和基于ASIC的系統(tǒng)中是難以實現(xiàn)的。
5.管理更加方便有效
NP都提供了和上層CPU標準的接口或者內置管理CPU,可以和其他CPU實現(xiàn)高速通信。NP一般都提供了大量硬件計數(shù)器,可以方便地實現(xiàn)各種MIB統(tǒng)計功能,為網(wǎng)管提供支持,而對業(yè)務系統(tǒng)而言,沒有開銷,不會因為復雜、細致的網(wǎng)管功能影響業(yè)務系統(tǒng)的性能。
6.可以實現(xiàn)靈活組合
NP作為一種器件,都提供了靈活的配置功能,可以通過NP的不同形式組合或者和其他CPU的組合,實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活配置,滿足不同設備的需求,方便了系統(tǒng)設計,加快了設備的開發(fā)進度。
運營商寬帶技術
以太網(wǎng)的成功體現(xiàn)之一就是在電信領域的滲透,不僅僅是電信運營商為了用戶的需要提供適應以太網(wǎng)傳輸需要的技術,同時電信運營商在城域網(wǎng)中使用以太網(wǎng)技術。
以太網(wǎng)透傳
LANE:這是一個聽似比較久遠的技術。在很多利用ATM技術構建數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的運營商,會向用戶提供這樣的服務。以太網(wǎng)可以通過運營商ATM網(wǎng)絡實現(xiàn)透明傳輸。
下一代的SDH/SONET:對于傳統(tǒng)電信運營商來說,SDH(歐洲和中國采用的標準)和SONET(北美的標準)是他們傳輸網(wǎng)絡中主要采用的技術體制。很多廠商推出了新的SDH和SONET技術滿足用戶的高速網(wǎng)絡互聯(lián)的業(yè)務需要,實現(xiàn)以太網(wǎng)在SDH/SONET上的透明傳輸,這類產品正在部署中。
Martini draft:這是一種新興的IETF標準。MPLS在電信網(wǎng)中得到普遍推廣,Martini draft是利用MPLS VPN技術透明傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的技術,傳輸流的VLAN標簽與MPLS的標簽有映射關系,這一VPN 通道可以利用 MPLS 的流量管理特性來保證質量和實現(xiàn)鏈路迂回。
透明的局域網(wǎng)服務(TLS) :是一種利用二、三層以太網(wǎng)交換機和802.1Q標準封裝協(xié)議提供端到端連接的方案,它同時可以提供多點之間的VLAN服務。有些廠商開發(fā)了超級匯聚 VLAN 的技術,利用交換機的二次標簽技術解決了這一窘境。
運營商使用的以太網(wǎng)技術
光纖以太網(wǎng):直接在暗光纖上傳輸以太網(wǎng)業(yè)務,用于城區(qū)的短距離傳送(<70公里)。
RPR(Resilient Packet Ring)以太網(wǎng):通過以IEEE 802.17標準來充分利用現(xiàn)有SDH環(huán)路網(wǎng)絡的功能。使以太網(wǎng)業(yè)務能夠借助SDH網(wǎng)絡的恢復功能傳輸幾千公里。
密波分復用以太網(wǎng):使以太網(wǎng)絡可以通過多個波長或多種光波或一根光纖進行傳送,從而極大地提高網(wǎng)絡容量。
CWDM:與DWDM相比,CWDM更適合于構建城域網(wǎng)絡,它在一根光纖中傳輸?shù)牟ㄩL數(shù)量少,同時CWDM設備成本更低,功耗更低,有些廠商已經推出了交換機使用的CWDM GBIC。
10G以太網(wǎng):萬兆以太網(wǎng)與SONET OC-192幀結構的融合,可以與OC-192電路和SONET/SDH設備一起運行,保護了傳統(tǒng)基礎設施投資,使供應商能夠在不同地區(qū)中通過城域網(wǎng)提供端到端以太網(wǎng)。
EPON (Ethernet PON) 和 GPON (Gigabit PON):EPON是點到多點光以太網(wǎng),可以較低的成本提供較高的帶寬。根據(jù)光分離比,無源光以太網(wǎng)(EPON)在遵守服務水平協(xié)議的同時可以支持30 Mbps的用戶帶寬,還能夠實現(xiàn)100 Mbps或更高的突發(fā)流量。EPON可以提供多種經濟優(yōu)勢。
Ethernet over VDSL技術:該技術幫助人們利用電話線資源拓展以太網(wǎng)的覆蓋。VDSL可以在銅雙絞線上提供10Mbps以上的速度,還能夠克服ADSL技術的選線率低、速率不穩(wěn)定等問題。
無線局域網(wǎng):IEEE802.11a/b/g等無線局域網(wǎng)技術都給電信運營商提供了很好的服務手段,一方面可以提供類似移動數(shù)據(jù)服務。另一方面可以提供無線的以太網(wǎng)接入服務,或者是做本地的傳輸服務。
帶寬控制:電信運營商使用的以太網(wǎng)設備對帶寬控制能力要求很高,不同的交換設備采用的技術不同,且能夠提供的帶寬控制能力不同,比如初始帶寬為64Kbps或者1Mbps,遞增的粒度為1Kbps。
遠程管理與維護:對于電信運營商來說網(wǎng)絡的可維護、可管理性非常重要,一些廠商提供對交換機物理端口、線路進行遠程回環(huán)測試的功能。另外,配合一些廠商私有的軟件,他們可以遠程的對一組交換機或者其他以太網(wǎng)產品進行配置、管理、升級。
遠程線內供電:IEEE802.3af標準規(guī)定了在5類雙絞線中對以太網(wǎng)產品進行直流供電。在這一標準公布之前,已經有很多廠商能夠提供這樣的功能。
QoS:電信運營商對QoS的要求很高,以太網(wǎng)的IEEE802.1p技術結合IP層的DiffServ技術都備受重視。
基于以太網(wǎng)的IP存儲
一些使用以太網(wǎng)的存儲協(xié)議正迅速成為網(wǎng)絡存儲管理員詞典中的內容:FC/IP、Internet SCSI(iSCSI)、Fibre Channel Back Bone (FC-BB)和Internet光纖通道協(xié)議(iFCP)。所有這些協(xié)議,不管是作為千兆還是萬兆以太網(wǎng)部署,都運行在IP上面。
IP存儲協(xié)議的真正好處是它們不關心基礎的傳輸機制是什么,IP存儲不在意WAN連接是否是千兆以太網(wǎng)或者SONET不是點到點。
有200多家廠商正在開發(fā)iSCSI解決方案。廠商具有如此之高興趣的原因之一是IP存儲提供了一條在無需基于光纖通道技術的條件下,進入高速增長的存儲網(wǎng)絡領域的道路。
在存儲領域,SCSI的重要不言而喻,作為成熟的技術,它滿足了塊級數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。雖然現(xiàn)在SAN利用串行光纖通道取代了SCSI的并行傳送機制,但它仍然使用SCSI協(xié)議,保留了SCSI控制器API。
相比之下,IP的技術特點決定了它在塊級數(shù)據(jù)傳輸上的劣勢。另外,IP不能保證數(shù)據(jù)包從信源傳送到目的,SCSI要求數(shù)據(jù)包不僅到達目的地,還要以準確的次序到達。作為一個折衷方案,人們自然地想到了用IP封裝塊級數(shù)據(jù)(iSCSI)或者是用IP把FC SAN連接起來(FCIP)。iSCSI是一個供硬件設備使用的可以在IP基于以太網(wǎng)的IP存儲
協(xié)議的上層運行的SCSI指令集。簡單地說,iSCSI可以實現(xiàn)在IP網(wǎng)絡上運行SCSI協(xié)議,使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進行路由選擇。
iSCSI最適于部署在從光纖通道設備向工作站或服務器傳輸塊級存儲數(shù)據(jù)的工作組中,不過,你可以將iSCSI與FC/IP或iFCP相結合,連接遠程辦公室和數(shù)據(jù)中心。 iSCSI使基于IP以太網(wǎng)的服務器可以訪問光纖通道SAN。由于iSCSI是一項新技術,因此,它仍將經歷定義、互操作性、部署和管理階段。這就是說,200多家開發(fā)iSCSI解決方案的公司的影響以及大量的已有IP網(wǎng)絡,將使iSCSI能夠對SAN產生真正的影響。
FC/IP是WAN和城域網(wǎng)(MAN)中最常用的存儲協(xié)議。它非常適用于在地理上分布的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(SAN)之間鏡像保存數(shù)據(jù),它很少(即使有的話)用作一項跨LAN傳輸存儲數(shù)據(jù)的技術。在FC/IP中,光纖通道幀被FC/IP封裝在IP包中。
FC/IP是一項利用TCP/IP協(xié)議在IP網(wǎng)絡上連接兩個SAN的IETF標準。這項協(xié)議具有實現(xiàn)糾錯和檢測的優(yōu)點:即如果IP網(wǎng)絡錯誤率高的話,它就重試。這是在一條低性能、高錯誤率的IP網(wǎng)絡上連接SAN的理想途徑。
FC-BB是光纖通道骨干標準,它定義了跨多種類型的網(wǎng)絡連接SAN的方法。FC-BB描述了一種不需要重試方法的IP封裝方式:即它依賴于高層的SCSI糾錯方法。這種IP封裝可以在硬件中完成并可以擴展到數(shù)千兆位的速率。惟一的要求是網(wǎng)絡必須速度高且錯誤率低。
在iFCP網(wǎng)關中終結光纖通道會話,并將它轉換為iFCP上的TCP/IP會話。這種目的網(wǎng)關接收iFCP信息,啟動一次光纖通道會話,然后將iFCP信息轉換為光纖通道格式。對于需要保持以太網(wǎng)基礎設施的用戶來說,iFCP是一項很好的技術。iFCP技術背后的想法是利用無
在以太網(wǎng)絡中主要網(wǎng)絡元素包括:交換機、路由器、防火墻、服務器和客戶端。通過對以太網(wǎng)網(wǎng)絡元素和網(wǎng)絡本身的測試,可以優(yōu)化網(wǎng)絡結構,排除網(wǎng)絡故障,掌握網(wǎng)絡性能。以太網(wǎng)的測試也有章可循,如人們熟知的RFC2544/RFC1242、RFC2889/RFC2285、RFC2647,國內的YD/T1099-2001(千兆比以太網(wǎng)交換機設備技術規(guī)范)。
RFC2544/1242網(wǎng)絡基準測試
在RFC2544/1242中主要定義四個重要指標:吞吐量、延遲、丟包和背靠背,這些指標是評價網(wǎng)絡設備的基礎,當然也是評價以太網(wǎng)設備的基礎,適合于所有以太網(wǎng)互聯(lián)設備。在測試中,測試條件的設置非常重要,如測試包長、測試時間、測試速率等。在不同的條件下進行測試,測試的結果會有差別。在進行吞吐量、延遲和丟包測試的時候,進行多流的測試更能體現(xiàn)以太網(wǎng)設備支持實際網(wǎng)絡流量的性能情況。在多流的測試中,用戶可以通過測試儀表仿真成百上千的用戶流量,每條流具有不同源/目的MAC地址、源/目的IP地址、協(xié)議封裝、包長度等。
RFC2285/2889以太網(wǎng)交換機基準測試
RFC2285/2889中定義了以太網(wǎng)交換機測試中的重要測試項目:轉發(fā)測試、擁塞控制、地址學習速率、地址表容量、錯誤過濾、廣播轉發(fā)、廣播延遲、轉發(fā)壓力等。這些測試指標主要是針對2層以太網(wǎng)交換設備,也是目前國內進行二層以太網(wǎng)交換機測試中使用最廣的測試項目。測試的條件涉及到包的長度、測試時間、測試拓撲結構等。
服務質量和規(guī)則的測試
正如人們日益關心電信服務質量一樣,人們也開始關心以太網(wǎng)的服務質量,關心以太網(wǎng)的可管理性,關心以太網(wǎng)的智能化。目前的以太網(wǎng)設備不僅要求能高質量地對數(shù)據(jù)進行準確的轉發(fā),而且要能夠根據(jù)設定的規(guī)則進行轉發(fā)。進行QoS和規(guī)則測試,首先要根據(jù)被測設備(DUT)實施的規(guī)則來進行測試,通常也需要進行多流的測試。測試指標包括:吞吐量、丟包和延遲等。
路由測試
路由技術進入以太網(wǎng)是以太網(wǎng)發(fā)展的關鍵,它大大擴大了以太網(wǎng)的應用范圍。常見的路由協(xié)議有RIP、OSPF、BGP4、IS-IS。路由測試分為控制面測試和數(shù)據(jù)面測試兩個部分。在我們前面介紹的測試都主要是通過數(shù)據(jù)面測試來完成的??紤]三層交換機和路由器對數(shù)據(jù)包的轉發(fā)是根據(jù)路由控制來完成的,在路由測試中需要同時進行路由控制和數(shù)據(jù)流量的測試,需要測試儀表模擬一定規(guī)模的路由網(wǎng)絡并同時進行流量發(fā)生和分析。主要的測試項目包括:路由表容量、會聚時間、吞吐量、延遲等。路由測試中還需要通過儀表來仿真以太網(wǎng)中的路由震蕩事件,對以太網(wǎng)設備在這種變化下的性能進行測試。在這種測試中,模擬的路由震蕩事件應該盡可能的多。
4~7層測試
4~7層測試的結果往往直接反映對用戶的服務質量,如并發(fā)TCP/HTTP連接數(shù)、響應時間等。對于防火墻類的產品,還需要測試其抗攻擊能力和在應用防御規(guī)則后實際的性能指標。對于入侵檢測系統(tǒng),需要測試入侵識別率、是否有漏報。服務器測試和防火墻測試可以參見最近《網(wǎng)絡世界》進行的比較評測報告。
10GE設備和IPv6測試
對10GE以太網(wǎng)設備進行測試,不僅僅要看端口處理能力,更要看在10GE的速率下,設備進行路由和轉發(fā)的性能、是否能夠進行服務質量的控制。
在以太網(wǎng)上應用IPv6只是時間問題,IPv6的測試目前正得到國內的廣泛關注。IPv6的測試包括IPv6協(xié)議一致性能的測試、IPv6路由協(xié)議一致性的測試、數(shù)據(jù)轉發(fā)性能的測試、IPv6路由表容量、IPv6路由性能測試、IPv6 over IPv4/IPv4 over IPv6隧道的測試、混合流量的測試。
在以太網(wǎng)測試中還會涉及到電纜測試,采用高質量的網(wǎng)絡電纜對于測試非常重要。在以太網(wǎng)測試中常見的測試儀器包括:電纜測試儀、網(wǎng)絡協(xié)議分析儀、網(wǎng)絡性能分析儀、4~7層仿真和性能分析儀等。
以太網(wǎng)安全
以太網(wǎng)的安全技術一般可以分為訪問控制、認證、加密,對交換機管理的安全保護和一些附加的功能。
訪問控制
VLAN——這是最傳統(tǒng)的以太網(wǎng)安全技術,它通過分割多個廣播域,在2層VLAN之間無法互訪,VLAN之間的訪問需通過三層,可以用更為多樣的手段進行過濾和控制,避免一些潛在的安全隱患。
端口隔離——很多廠商的交換機上都支持這一功能,實際上可以理解為VLAN技術的一種擴展,很多交換機把每個端口設為一個VLAN,端口之間在2層不能進行互訪。
MAC地址過濾——很多交換機提供了對MAC地址的過濾功能,在交換機中設定了某個主機的MAC地址之后,來自和去向它的數(shù)據(jù)包將被丟棄,用戶可以通過這樣的方法對不安全的計算機進行控制。
MAC地址的捆綁——一些交換機有這樣的功能,這樣就可以將主機的MAC與交換機的端口、VLAN等捆綁在一起。防止外來的PC非法的登錄到網(wǎng)絡上。
三層ACL——訪問控制列表已經越來越廣泛地應用在交換機上,原來在三層交換機上,現(xiàn)在已經出現(xiàn)在2層交換機上。
四層ACL——四層訪問控制列表可以通過對數(shù)據(jù)包第四層信息的識別,比如TCP或者UDP端口號的識別,根據(jù)策略決定是否丟棄數(shù)據(jù)包。
認證
IEEE 802.1x——IEEE 802.1x 稱為基于端口的訪問控制協(xié)議,這是業(yè)內今年談論最多的技術。該技術協(xié)議實現(xiàn)簡單,認證和業(yè)務分離。
PPPoE——有人認為是過時的技術,但是在今天的寬帶城域網(wǎng)中仍舊普遍使用。
Web/Portal認證——這也是基于業(yè)務類型的認證,不需要安裝其他客戶端軟件,只需要瀏覽器就能完成,就用戶來說較為方便。
PEAP—PEAP(Protected Extensible Authentication Protocol)是一項IETF標準,它是IEEE 802.1x的修正,可以用于有線和無線以太網(wǎng)認證工作。這一技術利用TLS(Transport Layer Security),通過設置一個端到端的通道傳輸用戶的認證信息,比如密碼等等,而不需要必須在用戶的終端上安裝證書。這一技術具備更簡單的安全架構。
TTLS——用于在無線或者有線以太網(wǎng)中完成身份認證的工作。這一技術與PEAP技術的體系結構相類似,也使用TLS,在認證過程中對用戶端的要求相對較低,它與PEAP是相互競爭的技術。
SSH——在一些廠家新推出的交換機產品上已經支持SSH,可以把所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密。
管理的安全保護
SNMPv3——具有多種安全處理模塊,有極好的安全性和管理功能,彌補了前兩個版本在安全方面的不足。
網(wǎng)絡設備的訪問控制——大多數(shù)的交換機都可以通過設置訪問密碼來防止對交換機非法的訪問和控制。另外,用戶的telnet或者其他方式的訪問,在一定時間內沒有使用時,很多交換機都會中斷連接,防止他人在網(wǎng)管員不在的情況下對交換機進行操作。
附加功能
VPN——用戶在使用基于以太網(wǎng)技術的寬帶接入時都可以使用IPSec的VPN技術。
交換機的附加功能——一些領先廠商的交換機上已經有不同的安全模塊。有的交換機有一些日志功能,有些交換機還能夠對DHCP的過程進行跟蹤。
無線局域網(wǎng)
無線局域網(wǎng)(WLAN)技術是新世紀最有發(fā)展前景的網(wǎng)絡技術之一。經過近幾年的發(fā)展,無線局域技術已經日漸成熟,應用日趨廣泛,較低的價格和成熟的產品推動著無線局域網(wǎng)技術從小范圍應用進入主流應用。
熱點——標準出新
1997年,IEEE 802.11無線局域網(wǎng)標準的制定是無線網(wǎng)絡技術發(fā)展的一個里程碑。它的頒布使得無線局域網(wǎng)在各種有移動互聯(lián)接入要求的環(huán)境中被用戶廣泛接受。802.11b是802.11的擴充,規(guī)定采用2.4GHz頻帶,傳輸速率能夠根據(jù)應用環(huán)境以及其他傳輸因素從11Mbps自動降到5.5Mbps,或者根據(jù)直接序列擴頻技術調整到2Mbps和1Mbps,以保證設備正常穩(wěn)定運行。802.11a在802.11的基礎上擴充了物理層,規(guī)定該層使用5GHz頻帶,采用正交頻分調制數(shù)據(jù),傳輸速率范圍為6Mbps~54Mbps,既可滿足室內應用,又能滿足室外應用。新近出臺的802.11g和802.11b的運行頻段相同,都是運行在2.4GHz,且兩者完全兼容,在傳輸速率上有所提高,可達到22Mbps,甚至54Mbps。
旨在完善無線局域網(wǎng)的服務質量,IEEE推出了諸多新標準。802.1h旨在探索802.11a與歐洲HiperLAN2標準之間的一致性,集中關注動態(tài)頻率選擇(Dynamic frequency selection)和傳輸功率控制(Transmit power control);802.11e 旨在改善和管理服務質量,并提供分級服務;802.11f 致力于內部接入點通信(Inter Access Point Communication)的發(fā)展。
焦點——安全性
無線局域網(wǎng)的安全一直是一個焦點。無線網(wǎng)絡傳播數(shù)據(jù)所覆蓋的區(qū)域可能會超出一個組織物理上控制的區(qū)域,這樣就存在電子破壞(或干擾)的可能性。目前,在基本的WEP安全機制之外,更多的安全機制正在出現(xiàn)和發(fā)展之中。
WEP
通過實施 WEP,有可能使用共享密鑰認證,通過共享的秘密 WEP加密密鑰信息證實身份,不需要公開傳輸密鑰。廣播和多點傳送信息一般不加密。
SSID (服務組標志符)
它是一個無線網(wǎng)單元的名稱。這一信息是在各個用于建立關聯(lián)的管理幀中攜帶的。一個終端在某一時間只能與一個接入點關聯(lián),而一個接入點卻可與多個終端關聯(lián)。關聯(lián)是由終端來啟動的。
RADIUS認證
它是在認證過程中提供認證信息的安全方法。人們以用戶無線MAC地址的形式使用認證信息以批準或拒絕接入網(wǎng)絡。 接入點的作用如同一個RADIUS用戶,它可收集用戶認證信息并把這些信息傳送到指定的RADIUS 服務器上。RADIUS 服務器的作用一是接收用戶的各種連接請求;二是處理各種請求以鑒別用戶;三是通過向用戶提供服務所必須的信息對接入點做出響應。
協(xié)議和地址過濾
它在無線網(wǎng)絡上把接入點配置為“非”轉發(fā)特定協(xié)議,可根據(jù)MAC地址(被拒絕的地址)拒絕對有線局域網(wǎng)的接入,也可根據(jù)MAC地址有選擇地許可對有線局域網(wǎng)的接入。
SNMPv3
只有在 SNMPv3 上才可加密數(shù)據(jù)并使管理員對鑒別口令、隱私口令、鑒別兼隱私口令進行設置。
802.1x
在IEEE 802.11無線標準委員會內部,對 IEEE 802.1x (基于端口的網(wǎng)絡接入控制)所具體指定的各種安全技術的合并工作正在起步。這些工作的目的是在各種交換的局域網(wǎng)端口上提供認證能力,為各種企業(yè)局域網(wǎng)提供安全接入的可能性。這些技術也包括鑒定和認證、密鑰管理和其他認證及安全預防,如802.11i 將提高安全性和認證機制。
PPP 擴展認證協(xié)議(EAP)
EAP是PPP 認證的一種普遍協(xié)議,支持多重認證機制。EAP 不會在鏈路控制階段選擇一個特定的認證機制,而是把這種選擇推遲到認證階段。這就使認證者在確定具體的認證機制之前可獲得更多的信息。
快速重置密鑰(Rapid Re-Keying)
基于IEEE 802.1x協(xié)議,該協(xié)議包括用戶認證和各種WEP 密鑰分布特征??焖僦刂妹荑€也使用IEEE 802.1x的周期性重置密鑰選擇,在接入點,它周期性地生成新的、高質量、偽隨機性的、碎片WEP 密鑰配對??焖僦刂妹荑€使用 802.1x 周期性地把這些密鑰傳送給各相關用戶,這就需要802.1x 的EAP-TLS (擴展認證協(xié)議-傳輸層安全性)認證方法。
VPN
無線用戶也是VPN用戶,它會創(chuàng)建針對VPN 網(wǎng)關和政策服務器的加密隧道。這將使無線連接具有 VPN 安全特色。
WPA
這是Wi-Fi聯(lián)盟10月31日最新宣布的無線局域網(wǎng)安全方案,以一個叫Wi-Fi保護接入(WPA)的IEEE標準工作為基礎。WPA有兩個主要內容,一個是替代WEP的、設計更好的加密系統(tǒng)TKIP,另一個是基于802.1x標準的用戶身份認證系統(tǒng)。TKIP是未來的802.11i中的兩個加密標準之一,另一個是美國政府新推出的AES,即高級加密標準,但后者只能在未來的Wi-Fi硬件上運行。
至于WPA的身份認證系統(tǒng),則為WLAN提供了更加安全的接入保護。用戶在接入WLAN時,只能與一個無線接入點進行通信,該接入點會將用戶的接入請求發(fā)往一個特定的注冊服務器。只有當該服務器確認了用戶的證書——用戶名加上口令、生物識別信息(比如指紋)或者智能卡識別——用戶才能夠進入整個網(wǎng)絡。
在目前,這種新標準還沒有投入使用。Wi-Fi聯(lián)盟預計,第一個WPA軟件可能要到明年一季度末才能下載使用。到明年年底,該標準將成為Wi-Fi認證的強制性標準。
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