本节书摘来自异步社区《OSPF网络设计解决方案(第2版)》一书中的第1章,第1.5节,作者 【美】Thomas M. Thomas II, CCIE #9360,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看
1.5 网络拓扑类型
OSPF网络设计解决方案(第2版)
本章开篇讨论了当今大型网络的发展历程,以及网络层次化的必要性,随后引出OSI参考模型和TCP/IP协议簇。在OSI参考模型一节中,本章介绍了几乎所有互联网络设备都应当遵循的OSI层面和数据传输的基本方法。在TCP/IP协议簇一节中,我们回顾了该协议簇的基本特点。本节将讨论连接各种网络的网络介质,并对LAN和WAN的拓扑进行回顾。
1.5.1 局域网
LAN(局域网)通常用于连接工作站、服务器、保留系统1及各种网络接入设备,正是这些相互连通的设备,才形成了一套系统的网络。常见的LAN类型如下。
传统以太网——仅使用一根线缆连接多个站点的通信网络;以太网的传输速率为10 Mbit/s,它是曾经较为流行的铜缆网络。之后出现的快速以太网和吉比特以太网的传输介质依然是基于铜缆(也可以使用光纤)。
快速以太网——传统以太网的改进标准,同样使用单根线缆连接多个站点,其主要改进是网络传输速度的提升;快速以太网的速率为100 Mbit/s。
吉比特以太网——另一种以太网标准,支持高达1 Gbit/s的传输速率。在设计和操作上,铜缆和光纤吉比特以太网存在着功能性的差异。
令牌环——最为古老的“环”接入技术之一,于1969年被首次提出。该网络使用多根线缆构建环路,并连接其他站点,能够提供4 Mbit/s和16 Mbit/s的传输速率。令牌环由IBM公司开发,当前已经很少使用。
光纤分布式数据互联网络 (FDDI) 2——通过双重光纤环提供增强的冗余性和可靠性,拥有100 Mbit/s的速率。由于吉比特以太网和同步光纤网络(SONET)的出现(将在下一节进行介绍),FDDI当前基本已被淘汰。
图1-6展示了典型的以太网LAN组网。
如需获取以太网的更多信息,可以浏览以下站点:
www.ethermanage.com/ethernet/ethernet.html
1.5.2 广域网
广域网(WAN)用于连接物理上相距较远的应用、数据及资源,扩展网络范围并形成互联网络。理想状态下,广域网能够无缝地帮助终端用户访问地理上分隔的远程资源。最为常见的WAN组网技术包括以下几种。
帧中继——用于连接站点的二层协议,具有面向连接、基于帧交换的特点。对于需要在WAN上实现多路访问的企业网络而言,帧中继是非常好的选择。
专线——连接两个区分节点的专用线路,且通常在串行链路上使用点到点协议,利用IP协议对各种流量进行封装。
异步传输模式(ATM)——ATM是国际电信联盟,即远程通信标准化组织(ITU-T)所制定的信元中继标准。ATM使用以较小的、固定大小的信元来传输数据。ATM作为高速、低延迟的多路复用交换技术,能够支持所有类型的用户流量,包括语音、数据及视频应用。这些流量由美国国家标准协会(ANSI)和ITU-T标准委员会共同定义,旨在为用户传输丰富的信息内容。ATM极其适合那些对时间延迟敏感的应用,同样它也能够对IP流量进行传输。
综合业务数字网(ISDN)——在专用电话网络上利用数字化技术提供数字电话及数据传输的技术。但由于数字用户线路(DSL)和Cable Modem技术的出现,ISDN已经被淘汰。
数字用户线路(DSL)——一种持续在线的Internet连接,通常按月支付固定的费用,并且在合同期内能够无限制地使用。DSL安装在壁式插座上,看起来很像电话插孔。在美国,壁式插座实际上就是电话插孔(RJ11),能够提供传统的电话语音和流行的住宅DSL(非对称数字用户线路[ASDL])接入服务。电话线不光能传输电话语音信号,而且还可以承载数据信号。相比于拨号上网,DSL的最大优势在于它拥有较高的接入速度。如果从数据上比较,DSL的连接速度是拨号上网的几倍或十几倍。同时,相比以分钟计费的ISDN数据线路或昂贵的T1线路,DSL还拥有极好的价格优势。
Cable Modem——使用调制解调器,并运行在传统的有线电视网络线缆上。由于有线电视所使用的同轴电缆能够比电话线提供更好的带宽,因此Cable Modem技术便借助该优势实现相当快速的互联网接入速度。“Cable Modem”一词可能会引起一些误解,因为Cable Modem的工作原理更加类似于LAN接口,而不是调制解调器(modem)。Cable Modem一端连接用户电视,接收有线电视信号;另一端则在有线电视运营商局端,连接于Cable Modem终端系统(CMTS)。
SONET——一种基于光纤的网络,是由贝尔通信实验室在20世纪80年代中期所创建的。当前,该技术已经成为ANSI的标准。在国际上,等同于SONET的技术是同步数字体系(SDH)。SONET在OSI 7层模型中的物理层定义了接口标准,并且SONET ANSI标准定义了层级的接口速率,从而允许不同速率的数据流能够以光载(OC)等级进行复用,速率可以从51.8 Mbit/s(大约等同于T-3线路)到2.48 Gbit/s。国际上通用的SDH,其标准是由ITU所制定。SONET被认为是宽带ISDN(BISDN)的物理层基础,并且异步传输模式(ATM)和其他一些技术都可以运行在SONET的上层。
密集型光波复用(DWDM)——一种光纤复用技术,用于提高光纤网络的承载能力,并超越时分复用(TDM)技术的性能。使用DWDM来替代TDM,将是最为有效的光纤传输方式。其技术特点是利用不同波长的光,在单根光纤上传输多路信息流,且拥有最小化的干扰。使用DWDM,最大可以将80种(理论上更多)不同的波长或数据信道,复用于一路光信号上,并在单根光纤上进行传输。DWDM有时也被称为波分复用(WDM)。由于不同的波长或信道会在传输终点被多路解编成原始信号,因此不同的数据格式能够以不同的数据速率进行同时传输。DWDM还支持SONET数据和ATM数据在光纤上同时传输3。
虽然以上仅对这些WAN技术进行了简要的介绍,但本节对于它们各自的连接性和协议特点都给出了比较。当涉及WAN技术选择时,你可以参考图1-7给出的WAN技术差异性和选项。
表1-3总结了各种载波速率及特点。随着工业水平的高速发展,这些信息可以作为很好的技术升级参考。
1译者注:保留系统是指某家公司经过很长一段时间使用,并具有多年软件开发和数据积累经验的大型计算机系统。
2译者注:或光纤分布式数据接口。
3译者注:从严格意义上而言,以上所介绍的ISDN、DSL和Cable Modem应当属于接入网技术的范畴,而不是WAN组网技术。另外,当前在中国较为流行的WAN传输技术为MSTP(基于SDH的多业务传送平台),而Internet接入技术则开始全面进入PON(无源光网络)时代。