千兆比以太网与atm网

陈家华 （中南财经政法大学网络中心  430064）

摘要：本文就千兆比以太网和atm技术从传输机制、技术标准、服务类型和服务质量等方面进行了比较，了它们优缺点以及两种技术使用范围，让读者更深层地了解两种技术的各自优势。

关键词：千兆比以太网、atm、信元、gbic

一、传输机制

1、 千兆比以太网

以太网从白兆升级到千兆，融合了两种技术。即ieee802.3以太网和ansix3t11光纤通道技术。

（1）协议架构

千兆比以太网使用光纤通道的高速接口和全双工/半双工载波侦听功能的（csma/cd）访问控制机制，保留了ieee802.3以太网帧格式，具备对安装介质的向后兼容性，因此千兆比以太网极小化了网络技术的复杂性，并具有良好的稳定性。

（2）传输介质与接口

包括两种标准：802.3z和802.3ab

802.3z：1000base-lx（单模或多模）、1000base-sx（多模）、1000base-cx（短铜跳线）。

802.3ab：1000base-t（非屏蔽双绞线）

千兆比以太网接口载体是由千兆比接口转换器（gbic）实现的。包括短波（sx），长波（lx），lh和短铜跳线（cx）接口，lh gbic将单模光纤从标准的5公里延伸到了10公里，基本上解决城域范围的千兆比组网。目前千兆比在远距离传输上的解决方案是多样化的。cisco当前的gbic已支持1000base-zx，达到120公里。

2、 atm

（1）协议架构

atm技术最早是通讯公司研究用于b-isdn（宽带综合数据服务网络）提供传输基础，它为数据、音频、视频的多媒体信息广域传输提供统一的通讯平台。随着产业信息化，多媒体技术应用的不断发展，以及国际化的大趋势，对网络的带宽、传输技术提供了新的需求。网络专家和用户在寻找适应这些新需求的技术时，看好atm技术。atm技术主要特点如下：

l       定长输单元—信元（cell  switch）

信元为53个字节的固定长度，固定长度的传输单元阴利于提高包的转发效率和降低包转发的延迟。

l       面向连接的电路交换（circuit switch）

两个通信点传输数据前要建立基于网络第二层逻辑连接。一旦连接建立，将由vpi、vci标识转发路径，各中间节点维护vpi、vci的路由表，完成路径选择及vpi、vci的标识转换。这样，为的实时传输的转发延迟的预测性创造了有利条件。

（２）传输介质与接口

l           高带宽

atm技术可达到很高的理论带宽（目前成标准的为oc-3、oc-12、oc-48和oc-96），为满足现在和将来用户对网络带宽的需求提供了诱人的解决方案。

二、服务类型和服务质量（qos）

1、千兆比以太网

除了提高带宽以外，千兆比以太网也支持以太网的服务类型和服务质量保证相关协议，如ieee  802.ip、802.iq、ieee 802.3x、ieee 802.3ab和资源预留协议（rsvp）等关键协议。

l       ieee802.ip

1998年6月形成的ieee802.ip标准，使得以太网能够及时响应独立端站主机对网络发出的某个qos（服务质量）请求，该标准界定了组播分组管理。802.ip还包括了最新主义的运用分配注册协议（garp），它专门用于garp的特定应用，如garp组播注册协议（gmrp），garp wan注册协议（gvrp），gmrp为组播mac地址分组提供了注册服务。

l       ieee802.3iq

交换式互联网络中的虚拟局域网(vlans)为网络产品提供了增值特性，如vlan主干减少生成树重复计算机，控制广播等。以前除atm局域网仿真外，还没有vlan3创建的任务工业标准。

现在，802.iq已建立起了基于标准vlan，该标准以帧标签机制为基础，适合于以太网，快速以太网，令牌环和fddi，也为交换机和路由器提供一种使vlan标签化的方法。保证了多广高的vlan兼容性，gvrp已由802.iq支持，它提供vlan成员的注册服务。

l       ieee802.3x

802.3x是以太网的一种流控机制。当客户终端向服务器发出请求后，自身系统或网络产生拥塞环境中，它会向服务器发出一种暂停帧，以延缓服务器的数据传输。千兆比设备对该机制的支持，补充了千兆比以太网的控制功能。

l       ieee802.3ab

802.3ab的标准支持在５类非屏蔽双绞线上，较输于千兆比以太网。

l       rsvp资源预留协议

以太网通过在帧位中标记数据流类型，使网络在传输中识别优先级别，以保证高优先级的数据流优先占用带宽资源，弥补以太网过延时敏感的应用支持的先天不足。

2、atm

atm骨干依照是否需要端的同步：位传输速率的可变性；是否面向连接：将传输服务分为a、Ｂ、Ｃ、Ｄ四大类，可用比特率（abr），恒定比特率（cbr）可变比特率（vbr）和非特定比率（ubr）。并定义了相应的适配服务、服务质量（qos）、流控类型和机制，以适应不同类型信息传输的特点需求。这样，为多媒体信息的传输提供了统一的传输平台，可有效地保证传输质量和传输率。

在传统以太网扩展到atm网络主干，采用lan/atm交换机或atm adapter,，应用局域网仿真的技术使基于传统网络协议的应用无需作任何修改，即可通过atm技术满足目前和未来对主干带宽的需要。由于在局域网仿真这方面的应用与其他领域无关，并且易于网络厂商制定统一的标准，所以这是atm技术目前比较成熟和主要的应用领域。这种帧（frame-信元cell）在atm网络边缘的相互转换，某种程度上占用了网络开销。

三、千兆比以太网与atm的有关性能

1、带宽

intranet、internet和extranet已打破了传统的80/20网络流量规则，高速的cpu，多媒体应用都促使网络主干向更高的带宽迁移。

atm和千兆比以太网都解决了带宽问题。2.4g带宽oc-48已成为标准。

２、可扩展网络

扩展的网络要兼容现有桌面pc、服务费、大型主机和布线基础，以获得最大的投资保护，支持现存的lan协议，以确保网络的平滑升级。

以太网向千兆比以太网的迁移，对原有的设备和协议的保护是最理想的。投资较atm建设少。atm适合城域网、广域网范围的网络扩展。

3、服务质量qos

由于某些数据流需要更高的优先权，特别是在广域网上。qos选项包括承诺服务质量qos和服务级别qos。前者指某一用户或“流”动承诺性能，后者提供尽可能的qos。

以太网通过将网络的优先权映射到诸如对ip的资源预留协议（rsvp）这些以机制或对ipx的其它机制。而atm保证骨干的qos，则是通过可用比特率（abr）恒定比特率（cbr）可变比特率（vbr）和非特定比特率（ubr）。天生具备对时延敏感的多媒体应用支持能力。atm和以太网要解决类似的应用型问题。以太网和快速以太网用以高速主干连接其通常应用是提供交换或组交换到桌面，100Ｍ连接到主干或主干网连接，费用相对较低。千兆比以太网在此基础上进行了扩展，速率大大提高。atm以较高的造价构建成园区范围的主干。然而，a

  

tm的优势在于城域网或言语广域网上，主要表现为能提供多服务网络，广域网上综合数据类型如语音，视频和纯数据的应用，atm占优势。

4、网络实施和维护

千兆比以太网的扩展性和集成简单，维护方便。atm网络的局域网仿真、对多协议支持等配置等非常复杂，且技术难度较高，比其它技术更昂贵。

ip应用的多样性，ip over sonet/sdh，ip phone等是影响选择千兆比以太网与atm的不可忽视的因素，因此最终的选择将取决于企业内部网络的应用水平。

 

参考文献

 rich seifert：ethernet：technology and applications for high-speed lans。

                        

作者：陈家华（中南财经政法大学网络中心副主任）

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