10G以太网的应用研究

PAGE5PAGEII10G以太网的应用研究摘要以太网经受了时间的考验，已成为使用最为广泛的网络，它已不仅仅被应用于局域网，而且也被应用于广域网。10G以太网是IEEE802.3标准在速率和距离方面的自然演进。10G以太网将以太网的已被证明的价值和经济性扩展到了城域网和广域网。由于10G以太网巨大的应用前景，逐渐被各种企业应用并推广。本文从10G以太网的特点，物理层接口以及使用的光纤材料入手，详细的介绍了这种新型的以太网技术。希望通过本文的介绍，提高对这种新技术的认识。关键词：以太网；10G以太网；应用前景AbstractEthernethasbecomethemostwidelyusednetworkthroughthestoodtestoftime,ithasnotonlybeenusedintheLAN,butalsobeusedinwideareanetwork.10GEthernetisthenaturalevolutionofIEEE802.3standardinrateanddistance.10GEthernethasbeenprovedofitsvalueandeconomictothemetropolitanareanetworkandwideareanetwork.Becausetheprospectofapplicationof10GEthernetisbig,enterprisegraduallyapplyandpromotethattechnology.Thispaperintroducedthecharactersof10GEthernetphysicallayerinterface,itsfibermaterials.Ihopethroughthispapertoimprovetheunderstandingofthisnewtechnology.Keywords:Ethernet;10GEthernet;applicationprospect目录第1章引言 1第2章国内外研究动态 2第3章10G以太网的主要特点 3第4章10G以太网的物理层 5第5章10G以太网使用的几种光纤媒体 7第6章广域网接口子层 8第7章10G万兆以太网产品种类 97.110G以太网接口模块 97.210G太网交换机/路由器 9第8章10G以太网现阶段的应用 118.1在局域网中的应用 118.2在城域网、网络存储及广域网中的应用 11第9章10G以太网的应用前景 139总结 14致谢 16参考文献 17PAGE16第1章引言随着我国信息化步骤的加快，大数据、云计算、等热门技术的成功落地加速驱动了各种企业和高校向万兆(10G)以太网发展。同时移动互联网以的普及，各种网络速度的需求越来越高，传统的千兆网已经很难满足网络连接和速度的需求，正是在这样的情况下，极大的推动了万兆(10G)以太网的发展。目前，在企业网络中千兆为骨干、百兆到桌面的结构，将逐渐向万兆(10G)为骨干、千兆到桌面的结构过渡。从而满足人们对快速以太网的需求，给人们带来超乎平常的体验。语音、视频和其他类型的大数据量数据信息都需要在逐渐融合的网络上频繁传输，IP电话、视频会议、大容量数据库群等应用不仅使网络带宽的需求日益增长，同时也给现有的路由交换产品带来了新的考验。以网真系统为例，网真是一种创新技术，能够通过网络将人员、位置和工作与生活中的事件互连在一起，提供面对面的独特体验，不过系统在使用中会产生连续的常量数据包，这将是目前网络中大多数路由器和交换机难以处理的。传统的路由交换设备已经不能满足现在网络应用的需求，用户对网络带宽和智能化的需求正在增加，而这些给高端网络设备的应用推广带来了机遇。今天，在企业及校园网络中，高校多媒体网络教学、数字图书馆、高清视频会议系统等应用不断展开，企业及校园的骨干网承受着不断升级的压力，从当初的快速以太网到后来的千兆网络，今天又将很快过渡到万兆(10G)网络。利用万兆(10G)高速链路构建校园网、企业网的骨干链路和各分部与本部之间的连接，可实现端到端的以太网访问，进而提高传输效率，为用户提供诸如多媒体业务、数据流内容、SAN等服务。万兆以太网交换机具有高带宽、低时延、网络管理简易等特性，非常适用于企业及校园骨干网络的建设。第2章国内外研究动态10G以太网标准和规范比较繁多，在标准方面，有2002年的IEEE802.3ae，2004年的IEEE802.3ak，2006年的IEEE802.3an、IEEE802.3aq和2007年的IEEE802.3ap;在规范方面，总共有10多个(是一比较庞大的家族，比千兆以太网的9个又多了许多)。在这10多个规范中，可以分为三类：一是基于光纤的局域网万兆以太网规范，二是基于双绞线(或铜线)的局域网万兆以太网规范，三是基于光纤的广域网万兆以太网规范。下面分别予以介绍。1.基于光纤的局域网万兆以太网规范就目前来说，用于局域网的基于光纤的万兆以太网规范有：10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR和10GBase-LX4这六个规范。2.基于双绞线(或铜线)的局域网万兆以太网规范在2002年发布的几个万兆以太网规范中并没有支持铜线这种廉价传输介质的，但事实上，像双绞线这类铜线在局域网中的应用是最普遍的，不仅成本低，而且容易维护，所以在近几年就相继推出了多个基于双绞线(6类以上)的万兆以太网规范包括10GBase-CX4、10GBase-KX4、10GBase-KR、10GBase-T。3.基于光纤的广域网万兆以太网规范前面提到的10GBase-SW、10GBase-LW、10GBase-EW和10GBase-ZW规范都是应用于广域网的物理层规范，专为工作在OC-192/STM-64SDH/SONET环境而设置，使用轻量的SDH(SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系)/SONET(SynchronousOpticalNetworking，同步光纤网络)帧，运行速率为9.953Gb/s。它们所使用的光纤类型和有效传输距离分别对应于前面介绍的10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-ER和10GBase-ZR规范。在10GBase-LX4和10GBase-CX4规范中没有广域网物理层，因为以前的SONET/SDH标准都是工作在串行传输方式的，而10GBase-LX4和10GBase-CX4规范采用的是并行传输方式。第3章10G以太网的主要特点万兆(10G)以太网定义在IEEE802.3ae协议中，其数据传输速率达到百亿比特/秒。基于当今广泛应用的以太网技术，万兆(10G)以太网提供了与各种以太网标准相似的有利特点。但同时它又具有相对以前几种以太网技术鲜明的特点和优势，主要体现在以下几个方面。(1)物理层结构不同万兆(10G)以太网是一种只采用全双工数据传输技术，其物理层(PHY)和OSI参考模型的第一层(物理层)一致，负责建立传输介质(光纤或铜线)和MAC层的连接。MAC层相当于OSI参考模型的第二层(数据链路层)。万兆(10G)以太网标准的物理层分为两部分，分别为LAN物理层和WAN物理层。LAN物理层提供了现在正广泛应用的以太网接口，传输速率为10Gbps；WAN物理层则提供了与OC-192c和SDHVC-6-64c相兼容的接口，传输速率为9.58Gbps。与SONET不同的是，运行在SONET上的万兆位以太网依然以异步方式工作。WIS(WAN接口子层)将万兆位以太网流量映射到SONET的STS-192c帧中，通过调整数据包间的间距，使OC-192c的略低的数据传输率与万兆位以太网相匹配。(2)提供5种物理接口。千兆位以太网的物理层每发送8b的数据要用10b组成编码数据段，网络带宽的利用率只有80%；万兆(10G)以太网则每发送64b只用66b组成编码数据段，比特利用率达97%。与千兆位以太网来说，纠错的位没有增加，有效数据比例大大提高。虽然纠错位一样，但是通过更加先进算法可以保证每个编码数据段的传输可靠。10G以太网标准的物理层可进一步细分为5种具体的接口。具体物理层接口如下表3-1。表3-110G以太网物理层接口物理层接口传输介质最大传输距离特点1550nmLAN接口单模光纤40km城域网和广域网数据传输1310nm宽频波分复用(WWDM)LAN接口66.5/125µm的多模光纤300m最广泛的多模光纤850nmLAN接口50/125µm多模光纤上65m光纤制造容易，价格便宜1550nmWAN接口单模光纤40km城域网和广域网数据传输1310nmWAN接口单模光纤10km城域网和广域网数据传输(3)带宽更宽，传输距离更长万兆(10G)以太网标准意味着以太网将具有更高的带宽(10Gbps)和更远的传输距离(最长传输距离可达40km)。为了满足高带宽的需求，常见的方法是使用多根千兆光纤捆绑来满足用户需求，对于万兆(10G)以太网来说，可以简单的使用单根就可以满足了。(4)结构简单、管理方便、价格低廉由于万兆位以太网只工作于光纤模式(屏蔽双绞线也可以工作于该模式)，没有采用载波监听多路访问和冲突检测(CSMA/CD)协议和访问优先控制技术，简化了访问控制的算法。从而简化了网络的管理，并降低了部署的成本，因而得到了广泛的应用。(5)便于管理。采用万兆(10G)以太网，网络管理者可以用实时方式，也可以用历史累积方式轻松地看到第2层到第7层的网络流量。允许“永远在线”监视，能够鉴别干扰或入侵监测，发现网络性能瓶颈，获取计费信息或呼叫数据记录，从网络中获取商业智能。(6)应用更广。万兆(10G)以太网主要工作在光纤模式上，所以它不仅在局域网中可以得到应用，更在城域网和广域网中有着非常广阔的天地，把原来仅用于局域网的以太网带到了广阔的城域网和广域网中。另外，随着网络应用的深入，WAN/MAN与LAN融和已经成为大势所趋，各自的应用领域也将获得新的突破，而万兆(10G)以太网技术让工业界找到了一条能够同时提高以太网的速度、可操作距离和连通性的途径。万兆位以太网技术的应用必将为3网发展与融和提供新的动力。(7)具有更高的多功能，服务质量更好。万兆(10G)以太网技术提供了更多的更新功能，大大提升QoS，具有相当的革命性，因此，能更好地满足网络安全、服务质量、链路保护等多个方面需求。当然，最重要的特性就是，万兆(10G)以太网技术基本承袭了以太网、快速以太网及千兆位以太网技术。因此在用户普及率、使用方便性、网络互操作性及简易性上皆占有极大的引进优势。在升级到万兆(10G)以太网解决方案时，用户不必担心既有的程序或服务是否会受到影响，升级的风险非常低，可实现平滑升级，保护了用户的投资；同时在未来升级到40Gbps甚至100Gbps都将是很明显的优势。第4章10G以太网的物理层在国际标准组织开放式系统互联(OSI)参考模型下，以太网是第二层协议。万兆以太网使用IEEE802.3以太网介质访问控制协议(MAC)、IEEE802.3以太网帧格式以及IEEE802.3最小和最大帧尺寸。正如1000Base-X和1000Base-T(千兆以太网)都属于以太网一样，从速度和连接距离上来说，万兆以太网是以太网技术自然发展中的一个阶段。但是，因为它是一种只适用于全双工模式，并且只能使用光纤的技术，所以它不需要带有冲突检测的载波侦听多路访问协议(CSMA/CD)。除此之外，万兆以太网与原来的以太网模型完全相同。在以太网中，PHY表示以太网的物理层设备，它对应于OSI模型的第一层。PHY通过连接介质(光纤或铜线)与MAC层相连，而MAC层对应的是OSI模型中的第二层。在以太网的体系结构中，PHY(第一层)进一步划分为物理介质层(PMD和物理编码子层（PCS）。例如，光纤收发机属于PMD，PCS由编码器和一个并串转换器或复用功能组成。万兆（10G）以太网有两种不同的物理层：局域网物理层,广域网物理层(可选)。64B/66BPCS64B/66BPCSWISPMAPMDOpticalSerialinterfaces:10GBASE-SW850nmWAN10GBASE-LW1310nmWAN10GBASE-EW1550nmWAN10GBASE-W(10GigEWAN)9.95328Gb/sXGMII64B/66BPCSPMAPMDOpticalSerialinterfaces:10GBASE-SW850nmWAN10GBASE-LW1310nmWAN10GBASE-EW1550nmWAN10GBASE-R(10GigELAN)10.3125Gb/sXGMII图4-110G以太网物理层框图10G媒体无关接口(XGMII，这里的“x”在罗马数字中表示10)用来使10G以太网下面不同的几个物理层对上面的MAC子层透明。在IEEE802.3ae标准中定义的XGMII由4个并行的数据通道组成，每个通道宽度为一个字节，其数据速率为312.5Mbit/s(时钟频率为156.25MHz±0.01%,时钟上下沿工作)，因此总的数据速率为4×8×312.5=10000Mbit/s，正好是10Gbit/s物理编码子层(PCS)是802.3ae物理层的一个子层，用来对数据进行编码(在发送数据时)和解码(当接收数据时)。物理媒体连接(PMA)子层是802.3ae物理层的一个子层，向PCS子层提供与媒体无关的方法，以支持使用面向串行比特的物理媒体。物理媒体相关(PMD)子层是802.3ae物理层的一个子层，定义物理层信令和媒体相关接口(MDI)，以及所支持的媒体类型。需要指出的是，PMD子层是光信号子层，其主要功能是进行光信号的发送和接收。而PMD以上的各层都是使用电信号。广域网接口子层(WIS)是802.3ae物理层的一个子层，仅在广域网物理层中使用，它处在PCS子层和PMA子层之间。广域网接口子层的作用就是进行SONET/SDH组帧。媒体相关接口(MDI)用来将PMD子层和物理层的光缆相连接。第5章10G以太网使用的几种光纤媒体在某种新型以太网技术面世时，人们首先提出的问题之一就是：“它能传输多远的距离”与以前的以太网技术一样，10G以太网的传输距离取决于用户所使用的物理接口类型。由于目前存在多种可供选择的10G以太网接口，所以人们需要一种统一的命名规范来区分不同的光纤接口、光纤类型和传输距离。10G以太网的物理层接口通常使用下列命名规范：前缀=“10GBASE-”=10Gbps基带通信首个后缀=介质类型或者波长(如果介质类型是光纤的话)第二个后缀=PHY编码类型第三个后缀=宽波分复用(WWDM)波长或者XAUI通道个数前缀首个后缀=介质类型或者波长第二个后缀=PHY编码类型第三个后缀=WWDM波长或者XAUI通道个数10GBASE-示例：C=铜缆(双轴)S=短(850nm)L=长(1310nm)E=加长(1550nm)Z=超远加长(1550nm)示例：R=LANPHY(64B/66B)X=LANPHY(8B/10B)W=WANPHY(64B/66B)示例：如果省略，缺省值=1(串行)4=4个WWDM波长或者4个XAUI通道。例如，10GBASE-LX4光传输模块使用一个1310纳米(nm)的激光束，LANPHY(8B/10B)编码，4个WWDM波长。10GBASE-SR光传输模块使用一个串行850nm的激光束，LANPHY(64B/66B)编码，1个波长。第6章广域网接口子层万兆(10G)以太网物理层的数据率是10.000Gbit/s(表示精确的10Gbit/s)，因此一个10千兆以太网交换机可以支持正好10个1G以太网端口。为了使10千兆以太网的帧能够插入到OC-192帧的有效载荷中，就必须设法降低进入物理层的数据率。具体做法就是在MAC子层的以太网帧之间插入一些附加帧间隔(IPG，Inter-PacketGap)。每一个IPG的字节数与前一帧的长度成正比。在进行64B/66B的编码过程中，要将插入的IPG再卸除掉。WIS子层组成SONET/SDH帧后的数据率已经变成为OC-192速率，即9.953280Gbit/s。显然，这种所谓的“10Gbit/s”速率无法支持10个1G以太网端口。在WIS和PMA子层之间有一个10G的16比特接口(XSBI，10GSixteen-BitInterface)，是由IEEE802.3ae制订的一个16比特的数据接口，它基本上和光网络互连论坛(OIF，OpticalInternetworkingForum)制订的OIFSFI-4接口标准相同。SFI是SERDESFramerInterface的缩写，它定义了在SONET/SDH帧形成器和高速SERDES逻辑之间的电信号接口。第7章10G万兆以太网产品种类随着万兆(10G)以太网标准的制定，市场上出现了许多支持万兆(10G)以太网的产品。从其产品体系结构来看，目前的万兆(10G)以太网产品可以分为两大种类：一种是万兆(10G)以太网交换模块；另一种是真正的万兆(10G)以太网交换机/路由器。7.110G以太网接口模块目前市场上大多数支持万兆(10G)以太网的产品是在千兆以太网交换机/路由器的基础上增加万兆(10G)以太网接口模块。千兆以太网交换机产品从1997年问世以来，经过几年的发展，技术上已经成熟。许多千兆以太网设备提供商为了尽快进入万兆(10G)以太网市场，便直接在千兆产品上增加万兆以太网模块。万兆(10G)以太网技术和千兆以太网技术定义了MAC层和物理层规范，对上层协议透明。而千兆以太网体系结构的交换机加上万兆(10G)以太网接口模块是比较经济的网络解决方案。但是，由于千兆以太网交换机在体系结构设计、背板带宽、交换能力和ASIC处理能力等方面是根据千兆的要求设计的，当接口速度提高10倍达到万兆时，通常不能很好地胜任，更没有足够的扩展能力以满足未来的网络升级。例如，大多数千兆以太网交换机的线卡插槽和背板之间接口带宽只有8Gbps，即便每个线卡只有1个万兆以太网接口时，在理论上也不可能达到万兆的速度。另外，交换矩阵容量、包转发能力以及包处理芯片等都将严重影响到整个交换机支持万兆以太网的能力。因此，仅支持10G以太网模块的千兆以太网交换机还不能称为真正意义上的“10G以太网交换机”。7.210G太网交换机/路由器真正为万兆(10G)以太网技术而重新设计体系结构的交换机/路由器通常被生产厂商称为“下一代”产品，现在市场上已经能够找到这类产品。万兆(10G)以太网交换机/路由器在硬件设计中主要有以下特点。从交换机功能上来说，因为各行业的业务开展对智能信息化的依赖性越来越大，以太网交换机作为不可或缺的要害设备不仅在数量上获得了极大的提高，而且在质量、性能等方面不断完善。从最初的百兆到千兆再到万兆，以太网不断满足着人们快速增长的需求，给人们带来超乎平常的体验。基于综上所述，以太网交换机的技术发展也呈现出下列新的趋势：百兆交换成主流，千兆市场迅速上升，万兆技术初露端倪。真正为万兆以太网技术而重新设计体系结构的交换机/路由器通常被生产厂商称为“下一代”产品，现在市场上已经能够找到这类产品。万兆以太网交换机/路由器在硬件设计中主要有以下特点。背板带宽，线卡插槽和背板之间的接口带宽是衡量万兆以太网设备最基本也是最重要的指标之一。为万兆以太网设计的交换机/路由器，线卡插槽的背板接口带宽至少需要10Gbps，比较理想的设备是能具备不少于40Gbps（双向）的接口带宽以支持单线卡4个万兆以太网接口的密度。交换容量，交换容量是指系统中用户接口之间交换数据的最大能力，用户数据的交换是由交换矩阵实现的。传统的总线式交换方式容量有限，不再被万兆以太网交换机所采用，取而代之的是矩阵式交换，这也是中高端千兆以太网交换机的主要交换形式。在无阻塞交换结构中，交换容量＝交换矩阵与线卡之间的带宽×线卡插槽数。高速ASIC芯片，万兆以太网交换机/路由器要高速处理大量的数据帧，因此通常采用分布式包处理体系结构。每张线卡上都有负责包处理、包检索、缓存和队列的ASIC芯片。系统软件支持的ACL、QoS和Multicast等功能都必须通过硬件实现。高速ASIC芯片是从千兆以太网升级到万兆以太网时系统必须重新设计或增强的。数据包转发能力，标准的以太网帧尺寸在64字节到1518字节之间。由于以太网交换机只是对以太网帧的帧头进行分析和处理，相同传送速度时单位时间内要处理小尺寸帧的数量比大尺寸帧的数量更多，在衡量交换机包转发能力时应当采用最小尺寸的包进行评价。常见的万兆交换机有华为公司的S6300全万兆盒式交换机，可用于数据中心万兆服务器接入、城域网汇聚及园区网的核心，可为客户提供强大的以太网功能。65300基于新一代高性能硬件和华为统一的VRP(VersatileRoutingPlatform)软件，S6300支持丰富的业务特性、完善的安全控制策略、丰富的QoS等特性，自如应对扩展性、可靠性、可管理性、安全性等诸多挑战。S6300系列是业内最高性能的交换机之一，同时提供最多24/48个全线速万兆接口，使万兆服务器高密度接入和园区网高密度万兆汇聚成为可能。第8章10G以太网现阶段的应用8.1在局域网中的应用由于10G以太网在单模光纤上使用1550nm的波长可以传输40km，这样就使得拥有企业局域网的大公司可以将公司的数据中心和网络中心建设在远离商业区的地方从而节省成本,同时也可以将分散在城市里不同地方的分支机构统一在一个宽带局域网中。在网络数据中心内部，交换机与交换机之间、交换机与服务器之间以及企业各个部门之间的通信也都可以建立在10G以太网的局域网上，由于通常这些距离都比较近，因而可以采用前面提到的廉价的多模光纤解决方案。10G以太网非常适合较大的企业用来作为内部宽带网，对于学校这种地理位置较为集中，同时带宽需求也很大的用户，也是一个很好的选择。对于网络运营商来说，随着10G以太网骨干体系的建成，网络运营商就可以提供千兆速率连接工作站，甚至直接连接桌面计算机的服务，从而使带宽不再成为网络应用的瓶颈。同时，由于带宽的提高，一些对延迟特性较为敏感的应用，例如实时图像、语音通信，都可以按照用带宽换质量的思路得到很好的实现。8.2在城域网、网络存储及广域网中的应用10G以太网在城域网中的应用将是10G以太网应用的重点。整个城域网的中心骨干是建立在10G以太网交换机的基础上的。配合WDM波分复用技术，城域网的带宽还可以根据需要进行升级。网络设备生产商和用户都认识到以太网在城域网络中的巨大优势。目前，千兆位以太网在国外已经开始成为城域网的重要选择方案，10G以太网将加强以太网在这一领域中的竞争力。根据一项市场预测，有53%的人认为以太网将在几年后统治城域网市场。另外，随着网络体系的完善，人们对于网络数据存储以及备份的要求越来越高，SAN(storageAreaNetwork，存储局域网)的概念开始提出。SAN的含义就是将某一网络范围内的各种数据资源统一规划，进行存储。这些数据资源可能包括高清晰度影像数据、日常的海量数据备份、以及更新很快的大型数据库等。通常这种数据仓库中的服务器网络大多是建立在吉比特光纤通道、Ultra160(320)SC-S1、HIPPI或者ATM网络基础上的。现在，10G以太网也能够提供相同甚至更好的传输能力以及延迟特性，因而很多人开始考虑将10G以太网应用于此类网络中。由于有专门为广域网应用而制定的WANPHY标准，因此10G以太网可以充分利用现有的SDH体系，使得10G以太网应用于广域网，而不需要附加很多额外的费用，就能实现整个网络的升级。虽然关于10G的标准还在实施过程中，但是有些交换器厂商已经发布了10G以太网产品，如Avaya的CajunP550/P880交换器、Cisco的Cisco7600路由器和Catalyst6500交换器、Enterasys的MatrixE-1交换器、Foundry的Biglron交换器、Riverstone的RS1600交换器等。在今年的Super-comm展览会上设备供应商Agilent公司、Enterasys公司、英特尔公司和北电网络公司等都展示了他们10GB的产品。相信在未来，10G以太网将会在局域、城域和广域等多个层次出现，越来越得到广泛应用。

第9章10G以太网的应用前景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首先的应用场合将是教育行业"数据中心的出口以及城域网的骨干层。高性能计算应用。通过先进的程序进行新的计算科学研究，设计出新的高性能计算机架构和网络，可以促进计算机科学研究在算法、可视化、系统软件和工具方面的发展。这里大量的分布式计算能力和高速通信链路的需要对于满足很多要求非常严格的应用需求至关重要。为了将所有必要的计算能力整合到起，完成这些要求非常严格的任务，研究机构可以将很多独立的高速CPU连接到起，利用10G以太网或者万兆以太网通道连接传输大量的处理器目通信，这些信息对于确保一个大规模的分布式超级计算机集群的最佳性能至关重要。、超算中心。万兆(10G)以太网设备提供线速的交换性能，可充分满足超级计算中心服务器机群内部高性能网络互连的要求，也满足同一计算网络中分布在不同地方的服务器机群之间的连接，是构建超级计算机和超算中心的关键设备之一。数据中心。数据中心需要汇聚数百计的快速以太网和千兆以太网线路，而一个高性能的文件管理器可以管理许多个千兆位以太网卡，巨大的数据传输量将任何高性能的网络带宽榨取到极限。而如果在服务器群的分布层和核心层采用万兆以太网技术，就可更加平稳地实现数据传播需求。企业校园。高校多媒体网络教学、数字图书馆等应用不断展开，企业及校园的骨干网承受着不断升级的压力，同样可利用10GE高速链路构建校园网、企业网的骨干链路和各分部与本部之间的连接。10G以太网设备具有高带宽、低时延、网络管理简易等特性，非常适用于企业及校园骨干网建设。网络存储。万兆以太网和ISCSI技术所带来的显著的成本节约，以及可以将存储网络和企业网融合的特性，将使其在存储市场大有作为。万兆以太网不仅可以满足存储设备的高速互联，也可以实现存储设备的备份及灾难恢复。万兆以太网设备提供高密度的端口、线速的交换性能、全面的L2交换和L3路由能力，可充分满足超级计算中心服务器机群内部高性能网络互连的要求，也满足同一计算网络中分布在不同地方的服务器机群之间的连接。今天的网格计算在千兆互联的集群之间采用万兆互联。同样，越来越多的企业将会把企业服务器组成集群然后给桌面用户提供超级计算功能。9总结万兆(10G)以太网狭义的是采用万兆技术进行组网的以太网，从广义的角度看是指具有高带宽、多业务、自适应、高安全、高扩展能力的新型网络。新型万兆(10G)以太网一般采用两层扁平化结构，采用中高端以太网交换机进行组网，一般核心采用两台以上核心交换机进行冗余备份负载分担设计，接入层直接采用中端以太网通过密度千兆口接入终端用户，核心与接入两个层次之间通过万兆接口进行双归属级连，既实现了高密度千兆用户的接入，同时保障了网络的高效稳定，减少设备总数量，方便管理与维护。提高网络性能只是万兆(10G)以太网的一项基本功能。万兆(10G)以太网是属于新型的高带宽网络，在提升网络性能的同时更多提关注网络的安全性、多业务融合能力与自适应能力。万兆(10G)以太网可以在以下几个层面发挥更多的优势，势必成为今后局域网发展的主导方向。高安全性万兆(10G)以太网组网模型中，直接采用了中端以太网交换机作为接入设备使用，提供高密度的千兆端口实现大量千兆用户的接入。中端交换机一般都是三层交换机，具备完善的三层特性，采用中端交换机作为接入设备不但实现了高密度千兆接入，同时意味着三层到桌面的现实情况。网络管理者可以充分利用三层交换技术的安全性，充分发挥三层到桌面的优势，全面提升网络的安全性。目前网络攻击中有半数攻击是在链路层发起，通过诸如ARP攻击、广播风暴、MAC地址假冒等二层手段对网络设备造成严重干扰甚至宕机。无Qos网络属性万兆(10G)以太网解决方案通过万兆级连、千兆我桌面的组网方式从根本上解决了网络的带宽问题，所有业务均可以实现无阻塞交换，从而网络管理者再也不比为每种业务部署端到端的Qos策略，极大简化了网络配置的复杂度与维护难度。这一点正是高带宽网络的直接利益所在。多业务融合能力新型的万兆(10G)以太网组模式能够顺应潮流，对新型的多种网络应用进行很好的支持。目前常见的网络应用主要包括数据业务、视频业务和IP语音业务，万兆局域网能够为每个用户提供最大千兆的网络带宽，在多业务支持方面提供了充足的带宽保障。万兆局域网除了进行数据高速转发之外还具备良好的组播业务特性，支持IBMP、PIM-SM、PIM-DM、DVMRP、MBGP等多种大型组播路由协议，能够在局域网内直接开展IP组播视频业务，可以实现多媒体数学，IPTV等多种基于IP组播协议的视频应用。扁平化网络体系结构降低了布线成本由于采用了万兆级连、千兆多桌面的两层体系结构，减少了中间的聚层，所以在光纤布线上比以往的三层结构有了不小的降低，同时相比往采用多个千兆端口捆绑级的方式，采用了万兆接口可以极大的节省设备级连的光纤资源，必然会导致布线的成本的幅度降低。网络自适应能力万兆(10G)以太网相比以往局域网另外一个不同之处在于综合管理能力器、策略服务器、安全管理服务器等业务管理系统成为局域风的必选组件，而正是由于业务管理服务器的加入赋予了网络更多的灵性与活力。网络设备通过与业务服务器有机配合可以实现对多种业务的自适应，可以对语音、视频、数据业务进行自动识别并进行区分服务，业务服务器可以和用户网络策略的集中配置与管理，网络设备可以根据策略服务器的已定义策略对不同的网络业务、流量进行按需自动管理与实施。强扩展能力万兆(10G)以太网属于两层体结构，具有设备数量少，性能高的特点，在今后网络需要扩容时可以通过增加中端设备进行小规模扩容，也可以通过增加一层新的接入层实现三层体系结构，实现更高的端口接入容量。致谢经过几个月的努力学习和开发，我终于完成了本次毕业设计。我通过大量的阅读以太网的规范和手册，充分的了解到10G以太网作为一种高速以太网络，不仅仅是简单的网络速度的提升，并且为以太网的应用开拓了更为广阔的空间。这次毕业设计的过程中，我对我所学的计算机科学技术专业知识有了更加深刻的理解。我发现可以通过实际的调查和研究以太网的知识和技术，能够很好的理解目前局域网的工作原理和方式。这次毕业实际也对我以后从事网络相关工作打下了很好的基础。在毕业设计过程中越到的问题和解决过程将对我终身受用。在此次毕业设计的过程中，我首先选择10G以太网作为研究对象，10G以太网是目前行业中的研究热点，而且是一种有很大发展前提的一种新技术。然后，我调查和阅读了大量资料，了解到10G以太网的主要特点，对10G的物理层特点有了充分的了解，对10G使用的几种光纤媒介做了详细的研究，对10G做广域网的接口子层做了详细的介绍。最后，我对10G以太网目前的应用情况做了简单的介绍并对它以后的应用前景做了分析。本论文是我的老师的悉心指导下完成的。从论文选