6.8.2 千兆位以太网的优势

作者: 王达 出处:电子工业出版社 　2007-07-13 10:16　   砖    好    评论  条 　进入论坛

阅读提示：《网管员必读——网络基础（第2版）》共分9章，分别介绍计算机网络概述、数制、网络通信基础、网络通信协议、IP协议基础、局域网基础、互联网及其应用基础、网卡、交换机和路由器基础、交换机和路由器技术。本节介绍的是千兆位以太网的优势。

6.8.2  千兆位以太网的优势
在千兆位以太网的MAC 子层，除了支持以往的CSMA/CD 协议外，还引入了全双工流量控制协议。其中，CSMA/CD 协议用于共享信道的争用问题，即支持以集线器作为星型拓扑中心的共享以太网组网；全双工流量控制协议适用于交换机到交换机或交换机到站点之间的点-点连接，两点间可以同时进行发送与接收，即支持以交换机作为星型拓扑中心的交换以太网组网。
与快速以太网相比，千兆位以太网有其明显的优点。千兆位以太网的速度10 倍于快速以太网，但其价格只有快速以太网的2～3倍，即千兆位以太网具有更高的性能价格比。
现有的传统以太网与快速以太网可以平滑地过渡到千兆位以太网，并不需要掌握新的配置、管理与排除故障技术。千兆位以太网的主要优点如下。
简易性：千兆位以太网保持了经典以太网的技术原理、安装实施和管理维护的简易性，这是千兆位以太网成功的基础之一。
技术过渡的平滑性：千兆位以太网保持了经典以太网的主要技术特征，采用CSMA/CD 介质管理协议，采用相同的帧格式及帧的大小，支持全双工、半双工工作方式，以确保平滑过渡。
网络可靠性：保持经典以太网的安装、维护方法，采用中央集线器和交换机的星型结构和结构化布线方法，以确保千兆位以太网的可靠性。
可管理性和可维护性：采用简单网络管理协议（SNMP）即经典以太网的故障查找和排除，以确保千兆位以太网的可管理性和可维护性。
成本下降：网络成本包括设备成本、通信成本、管理成本、维护成本和故障排除成本。由于继承了经典以太网的技术，使千兆位以太网的整体成本下降。
支持新应用与新数据类型：计算机技术和应用的发展，出现了许多新的应用模式，对网络提出了更高的要求。千兆位以太网具有支持新应用与新数据类型的高速传输能力。
IEEE 802.3ab制定1000BASE-T千兆位以太网物理层标准。它规定100米长的4对Category 5非屏蔽绞合线缆的工作方式。在升迁为千兆位以太网时要按照它的技术规范，不能简单地加入千兆网设备或替换原以太网设备，这是在组网时需注意的。
说明：用户在考虑将服务器和强有力的工作站的传输速率提高至1Gbps的时候，必须小心地挑选千兆位以太网NIC。在传输速率达到1Gbps时，其CPU就无法适应网络的吞吐量，除非NIC提供智能主机辅助功能，千兆位以太网上的路由器和现有的低容量交换机也同样如此。理论上，一个工作站有多少吞吐量要取决于其总线和内存结构，以及其CPU速度，其总线为32位的计算机只能产生1Gbps的通信量，64位的PCI总线具有更高的吞吐量（2Gbps）。
千兆位以太网需要第三代适配器，其主要特色是包括一个执行智能的和主机特有的卸载功能的机械精简指令集计算处理器，进入的数据直接从网上传到主机存储器单元，应用立刻对其进行调整以便访问，这样就消除了包复制过程中的多重中断。高性能的千兆以太网适配器将对网络的活动给予评判以及构造千兆以太网的解决方案。
千兆位以太网标准完全与以太网和快速以太网相兼容。千兆位以太网技术仍是基于载波监听多路访问和冲突检测（CSMA/CD）模式，它支持全双工/半双工工作方式、单模/多模光纤、短程同轴电缆以及双绞线等连接方案。千兆位以太网结构如图6-28所示。
说明：图中的“Twinax”是一种105Ω的T型接头同轴电缆，是专门用于短距离高速连接的。“Quad”是指4对双绞线。
通过千兆位接口转换器（GBIC），网络管理员能够在基于port-by-port（端对端）的基础上配置千兆位端口以适用于短波（SX）、长波（LX）、远程（LH）和铜物理接口（CX）。LHGBIC将单模光纤距离从5km扩展到10km。
1000Base-X最小帧大小为416字节；1000Base-T最小帧大小为520字节。扩展字段用于填充长度小于最小值的帧。最后的“Ext”字段是用于扩展的。它是一个非数据变量扩展字段，适用于长度小于最小值的帧。

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