基于csmacd協(xié)議的核心網(wǎng)技術(shù)

2.促進(jìn)csma/cd融合的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（1）各種可選的核心網(wǎng)方案。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,普遍使用的計算機(jī)局域網(wǎng)是采用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)(Ethernet)和令牌環(huán)網(wǎng)(TokenRing)。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)運行速度一般為10Mbit/s,且使用同軸電纜(在總線菊花鏈配置中)或雙絞線TP(在具有一個或多個中央集中器的散列——星型結(jié)構(gòu)中);令牌環(huán)是一種使用環(huán)形配置雙絞線的令牌傳送網(wǎng)絡(luò),運行速度為4Mbit/s或16Mbit/s。由于JZLTSMIS是集中服務(wù)器應(yīng)用,核心網(wǎng)需要為網(wǎng)絡(luò)上的所有客戶機(jī)提供訪問主機(jī)服務(wù)器的通道,在核心網(wǎng)中采用傳統(tǒng)的低速局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無疑會成為整個網(wǎng)絡(luò)訪問的瓶頸,所以在核心網(wǎng)絡(luò)中必須采用高速局域網(wǎng)技術(shù)。目前采用的幾種常見高速局域網(wǎng)技術(shù)比較見表3。①100Mbit/s以太網(wǎng)根據(jù)介質(zhì)訪問協(xié)議的不同,目前有兩種不同的100Mbit/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn):100VG—Anylan和100Base—T標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)的發(fā)展受限制于一個物理規(guī)律,即數(shù)據(jù)的傳輸速率與距離之積為一恒值。100Mbit/s以太網(wǎng)的距離限制在幾百米,這種技術(shù)和傳統(tǒng)的以太網(wǎng)相比只作了較少的改進(jìn):保持了原有的數(shù)據(jù)鏈路操作并保留了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的幀格式,這使得網(wǎng)段之間的橋接或路由變得容易,設(shè)備簡單。另外,100VG—AnyLAN采用“請求優(yōu)先級查詢”的技術(shù),保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可較為均衡地分配網(wǎng)絡(luò)帶寬,或按需分配帶寬,有效地解決了CSMA/CD沖突,有利于實時信息的傳輸;(2)基于ATM的核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)①荊州市郵電局目前在市話業(yè)務(wù)及管理上存在著三個事實上的中心(太岳、荊南、江漢),太岳分局為現(xiàn)荊州市郵電局的中心局。JZLTSMIS的中心機(jī)房即設(shè)立于此。由于荊南分局和江漢分局的特殊性,此兩個分局也需要有訪問主機(jī)服務(wù)器的高速通路,客觀上這兩個分局應(yīng)包括在核心網(wǎng)以內(nèi),但在地理位置上,這兩個分局都距太岳中心局在3km以上。由于100Base—T及100VG—AnyLAN傳輸距離的限制,不能滿足JZLTSMIS核心網(wǎng)在地域上的分散要求,所以核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)該從FDDI及ATM中選擇。FDDI是一種很成熟的技術(shù),在國內(nèi)企業(yè)網(wǎng)特別是校園網(wǎng)中有不少成功的應(yīng)用。由于目前對FDDI技術(shù)缺乏進(jìn)一步的開發(fā)計劃,使它在更高的帶寬、對實時多媒體信號的響應(yīng)以及產(chǎn)品價格不可能大幅度下降等方面沒有競爭力。事實上,FDDI己是一種發(fā)展到頂峰的技術(shù),不再有任何技術(shù)上的發(fā)展余地,而且FDDI環(huán)上的設(shè)備都有其專用性,以后網(wǎng)絡(luò)的升級根本沒有可能。ATM作為一種新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),代表著未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向,在技術(shù)上還有長足的發(fā)展,能夠很好地保護(hù)用戶的投資。盡管現(xiàn)在各網(wǎng)絡(luò)廠商的ATM設(shè)備在互操作性上有一些問題,但隨著有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定,ATM網(wǎng)絡(luò)必將普及?，F(xiàn)在國內(nèi)已有一些ATM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的成功例證,特別在高校的校園網(wǎng)中應(yīng)用較多。同時,荊州市郵電局對高新技術(shù)應(yīng)用的態(tài)度積極,有立足于高技術(shù)起點的自身要求,所以本設(shè)計方案最終選擇局域ATM網(wǎng)絡(luò)作為JZLTSMIS的核心網(wǎng)絡(luò)。②從應(yīng)用需求及投資節(jié)省等多方面的情況考慮,本方案設(shè)計ATM只作為核心網(wǎng)的主干部分,到最終客戶機(jī)的連接仍然采用以太局域網(wǎng)技術(shù)。這就涉及到如何實現(xiàn)局域網(wǎng)與ATM互聯(lián)的問題,目前存在兩種完全不同的方案,一種是IETF的基于經(jīng)典IP的ATM規(guī)范(IPOverATM),完成IP地址到ATM地址的映射并產(chǎn)生虛擬連接的ID號;另一種是ATM論壇的局域網(wǎng)仿真(LANE),原有網(wǎng)絡(luò)本身無需改動,增加一個LAN—ATM轉(zhuǎn)換器,便可實現(xiàn)同ATM網(wǎng)的互連。ATM局域網(wǎng)仿真技術(shù)從協(xié)議棧的角度看,是用ATM替代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的MAC子層,成為IS0/OSI-RM七層模型中物理層與數(shù)據(jù)鏈路控制層之間的一層,將ATM網(wǎng)絡(luò)仿真成現(xiàn)有局域網(wǎng)。ATM仿真LAN由原局域網(wǎng)、ATM交換網(wǎng)絡(luò)、LAN—ATM轉(zhuǎn)換器、LEC(局域網(wǎng)仿真客戶)軟件、LES(局域網(wǎng)仿真服務(wù)器)軟件等組成。其協(xié)議體系結(jié)構(gòu)見圖3。ATM與局域網(wǎng)互聯(lián)的兩種方案既相互競爭又相互補(bǔ)充,但它們都只是解決ATM與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的某一方面的問題。LANE只解決了利用ATM高速通道傳輸局域網(wǎng)絡(luò)的信息問題,并沒有充分利用ATM網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量屬性QoS;IPOverATM雖然解決IP地址到ATM地址的轉(zhuǎn)換,減少了廣播信息,但不支持多目廣播(Multicast),存在可擴(kuò)展性問題。如何解決多協(xié)議(如IP,IPX/SPX等)的處理,如何使IP數(shù)據(jù)包在各種網(wǎng)絡(luò)上(包括ATM,FR,SMDS等)具備完善的選路方案,這些正是ATM論壇中多協(xié)議ATM網(wǎng)絡(luò)小組和IETF已經(jīng)分別著手解決的問題。ATM上的多協(xié)議MPOA(MultiprotocolOverATM)集中克服了LANE和IPOverATM協(xié)議的局限性,引人了虛擬路由器的概念,從而實現(xiàn)了分布路由以及對多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持?，F(xiàn)階段,關(guān)于在ATM網(wǎng)絡(luò)上運行的多協(xié)議的MPOA標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布。③JZLTSMIS選用IBM的設(shè)備組建核心網(wǎng)絡(luò),在太岳分局的中心機(jī)房放置一臺IBM8260,同時在中心機(jī)房及荊南分局、江漢分局各放有一臺IBM8273。IBM8260及IBM8273的主要配置見表4。IBM8260是多協(xié)議智能交換HUB,通常用在中等到大型網(wǎng)絡(luò)的中心。它具有很大范圍的插件可供選擇,包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI和ATM。具有多個內(nèi)部的局域網(wǎng)背板,使客戶機(jī)可以建立需要的網(wǎng)絡(luò)拓樸。此次IBM8260上只選配了ATM的模塊,形成星形結(jié)構(gòu)的ATM交換機(jī)。ATM插件帶有一個內(nèi)部的信元交換結(jié)構(gòu),它使IBM8260能夠向服務(wù)器或其他交換器提供采用交換技術(shù)的ATM。選配的5個多模光纖插卡分別連接兩主機(jī)服務(wù)器及中心局的IBM8273,2個單模光纖插卡分別連接荊南分局、江漢分局的IBM8273,構(gòu)成155Mbit/s的高速ATM主干網(wǎng)。IBM8273作為Ether—ATM交換機(jī)能提供8個10Base—T交換端口,也可使用外部收發(fā)器連接10Base—2,10Base—5或光纖接口的網(wǎng)段。它通過具有光纖接口的ATM端口和IBM8260相連,其作用體現(xiàn)在:跨越了以太網(wǎng)和ATM之間的界限;集成所有的以太網(wǎng)用戶的流量到一條高速的ATM鏈路上;通過軟件支持單目及多目廣播。IBM8273提供虛擬交換功能,可將其8個端口劃分為2～4個互相不重疊的廣播組,允許以太網(wǎng)客戶參加VLAN和LANE的配置。由于IBM8260沒有選配以太模塊,中心機(jī)房的IBM8273還提供以太端口連通由器、網(wǎng)管工作站等核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在該ATM主干網(wǎng)中,由于IBM8260配有MSS(多協(xié)議交換服務(wù))模塊,保證了局域網(wǎng)和ATM的互連,它能夠解決經(jīng)典IP和LES的互訪問題。在LANE的結(jié)構(gòu)中,IBM8273的每個端口都是LEC,MSS模塊在局域網(wǎng)仿真的過程中協(xié)同完成MAC地址到ATM地址的登記和映射,并為所有客戶提供LEC標(biāo)識、最大幀數(shù)目、局域網(wǎng)類型等等,發(fā)揮了局域網(wǎng)仿真中LES的作用。3.主機(jī)服務(wù)器接入方式根據(jù)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的劃分,接入網(wǎng)實現(xiàn)了城域網(wǎng)的連通,提供各分局及營業(yè)點訪問中心局核心網(wǎng)絡(luò)的通道。目前連通城域網(wǎng)的方案主要有以下幾類:·采用電話網(wǎng)絡(luò)局間中繼專線或一次群電路和帶有V.35或G.703接口的路由器構(gòu)成,主要用于尚未建立數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的城市?！げ捎檬袃?nèi)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)電路和帶有高速串行接口(HSSI)的路由器構(gòu)造城域網(wǎng)的主干網(wǎng)?！げ捎肵.25分組交換網(wǎng)絡(luò)和帶有高速串行接口(HSSI)的路由器構(gòu)造城域網(wǎng)的主干網(wǎng)。·采用分布隊列雙總線(DQDB)技術(shù),構(gòu)造覆蓋城市區(qū)域內(nèi)的高速光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)。由于JZLTSMIS核心網(wǎng)絡(luò)之外的其他各個分局大多是前臺營業(yè)工作站,沒有管理工作站及多媒體應(yīng)用,營業(yè)工作站對主機(jī)服務(wù)器的訪問主要是完成數(shù)據(jù)的存取。同時由于采用Client/Server結(jié)構(gòu),減少了網(wǎng)上的數(shù)據(jù)通信量,所以對各分局接入的通信帶寬要求不高。根據(jù)荊州市郵電局現(xiàn)有的技術(shù)條件,可以采用DDN和X.25分組交換網(wǎng)來構(gòu)造城域網(wǎng)。但因前臺營業(yè)工作站要面向用戶提供服務(wù),對數(shù)據(jù)響應(yīng)的實時性要求較高,如果采用X.25協(xié)議接入核心網(wǎng)就會存在延遲問題,所以JZLTSMIS的接入網(wǎng)設(shè)計以DDN為主體,通過路由器與核心網(wǎng)相連。(1)路由器JZLTSMIS接入網(wǎng)的連通采用高低端路由器的形式。在中心機(jī)房放置一臺高端路由器Cisco4500—M,通過E1接口同DDN節(jié)點機(jī)NewBridge3645的E1卡相連,利用DDN網(wǎng)管系統(tǒng)劃分為多個64Kbit/s帶寬的鏈路。在各分局放置有低端路由器Cisco2501,通過其上的V.35口與NewBridgeDTU2603相連,NewBridgeDTU2603對應(yīng)連接在由DDN網(wǎng)管系統(tǒng)劃分的64Kbit/s帶寬的鏈路上。對于同省管局及荊州市郵電局所轄各縣局間的廣域連接,可以通過上述的64Kbit/s的DDN鏈路,或者由DDN連接到分組交換網(wǎng),然后通過CHINAPAC完成廣域網(wǎng)通信。由于采用集中服務(wù)器的應(yīng)用,各分局沒有可訪問的共享數(shù)據(jù)。分局之間沒有互連的必要,在路由表的設(shè)置上只是針對中心局與分局的連通。根據(jù)電信專業(yè)網(wǎng)IP地址的統(tǒng)一分配,荊州市郵電局“九七工程”得到的是一個B類地址,可以通過路由器完成各分局子網(wǎng)的進(jìn)一步劃分。(2)撥號訪問服務(wù)器對于DDN電路不能通達(dá)的遠(yuǎn)程營業(yè)點工作站,或者臨時營業(yè)點工作站以及該系統(tǒng)維護(hù)人員的遠(yuǎn)程技術(shù)支持等,最方便的解決辦法就是經(jīng)PSTN撥號進(jìn)入系統(tǒng)。在中心機(jī)房放置一臺撥號訪問服務(wù)器Cisco2511,另配有MODEM池,這樣就可以接受遠(yuǎn)程工作站點通過MODEM經(jīng)PSTN對系統(tǒng)的訪問。江津分局和荊中分局的業(yè)務(wù)量較大,DDN電路采用128kbit/s的通信速率接入,其他分局接入DDN的速率為64kbit/s;撥號線上速率為9.6kbit/s或19.2kbit/s。Cisco4500—M,Cisco2501和Cisco2511的主要配置見表5。4.共享以太網(wǎng)的接口局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計為局域網(wǎng)主干網(wǎng)段和訪問網(wǎng)段(見圖4),主干網(wǎng)段主要用于連接不同的物理網(wǎng)段,訪問網(wǎng)段主要用于連接不同工位上的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)站點和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu),利用交換機(jī)或路由器對局域網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)段劃分。在太岳分局、荊南分局、江漢分局的局域網(wǎng)的主干采用交換以太網(wǎng),其連接工作站的訪問網(wǎng)段采用共享以太網(wǎng)的形式;具體的連接形式為:IBM8273以太交換機(jī)下連IBM8224系列HUB,客戶機(jī)工作站接在HUB的RJ—5插口上,對于需獨享帶寬的工作站可直接接到IBM8273的以太端口。其他分局局域網(wǎng)的工作站都接在IBM8224HUB上。可以采用多個HUB堆棧的形式擴(kuò)充連接工作站的以太端口,能夠通過路由器對堆棧的HUB之間進(jìn)行分段,路由器Cisco2501通過以太端口連接在IBM8224上。IBM8224HUB分001和002兩種型號,其上配有16個10Base—T端口,另有1個擴(kuò)展端口可接10Base—2,10Base—5或光纖。001是非管理的集線器,但可以和002型堆疊在一起支持管理,內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)的SNMPMIBs,可由基于AIX的網(wǎng)管軟件進(jìn)行管理。1個IBM8224—002型可級聯(lián)最多9個IBM8224—001型。5.步提高系統(tǒng)的適用性通信線路備份的目的是為了保證每個分局至少有兩條通信鏈路接入核心網(wǎng),避免因通信鏈路的故障而影響使用,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可用性。在中心機(jī)房放置一臺撥號訪問服務(wù)器Cisco2511,各分局的低端路由器Cisco2501上配有異步撥號端口,此端口接上MODEM,當(dāng)DDN通信鏈路出現(xiàn)故障時,可以通過MODEM經(jīng)PSTN撥號接入核心網(wǎng),在通信鏈路上達(dá)到對DDN電路備份的目的。此時通信速率雖低一些,但避免了前臺營業(yè)的終止。6.管理信息庫的構(gòu)成一般來說,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理可以解決以下問題:·網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置管理:網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動識別、顯示和管理。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置和管理?！ぞW(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能管理:網(wǎng)絡(luò)流量與狀態(tài)的監(jiān)測,統(tǒng)計與分析,性能調(diào)試,負(fù)載平衡?！ぞW(wǎng)絡(luò)失效管理:故障檢測,故障隔離,具體記錄每一故障的產(chǎn)生,跟蹤分析以及最后確定故障原因并排除故障?！ぞW(wǎng)絡(luò)安全管理:安全服務(wù)實施的創(chuàng)建、控制和刪除,與安全措施有關(guān)的信息發(fā)布等。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要由4個部分組成:若干被管的代理(ManagedAgents)、至少一個網(wǎng)絡(luò)管理器(NetworkManager)、一種公共的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(NetworkManagementProtocol)以及一種或多種管理信息庫(MIB,ManagementInformationBase)。其中,網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議最為重要,它定義了網(wǎng)絡(luò)管理器與被管代理間的通信方法,規(guī)定了管理信息庫的存儲結(jié)構(gòu),信息庫中關(guān)鍵字的含義以及各種事件的處理方法,目前常用的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議是SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol)。JZLTSMIS在太岳局中心機(jī)房設(shè)有一個網(wǎng)管監(jiān)控臺,采用IBMPOWERStation—42T工作站,該網(wǎng)管工作站通過以太網(wǎng)端口接至IBM8273交換機(jī),其上運行的網(wǎng)管軟件為IBMNetViewforAIX4.1。