主干網(wǎng),主干網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是什么?

主干網(wǎng)是通過橋接器與路由器把不同的子網(wǎng)或LAN連接起來形成單個(gè)總線或環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)通常采用光纖做主干線。主干網(wǎng)是構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)的一個(gè)重要的體系結(jié)構(gòu)元素。它為不同局域網(wǎng)或子網(wǎng)間的信息交換提供了路徑。主干網(wǎng)可將同一座建筑物、校園環(huán)境中的不同建筑物或不同網(wǎng)絡(luò)連接在一起。通常情況下,主干網(wǎng)的容量要大于與之相連的網(wǎng)絡(luò)的容量。

主干網(wǎng)是一種大型的傳輸網(wǎng)路，它用于連接小型傳輸網(wǎng)絡(luò)，并傳送數(shù)據(jù)。

（1）在本地層面，主干網(wǎng)是一條或一組線路，提供本地網(wǎng)絡(luò)與廣域網(wǎng)的連接，或者提供本地局域網(wǎng)之間跨距離的有效傳輸。（例如，兩棟大樓之間）。

（2）在互聯(lián)網(wǎng)和其它廣域網(wǎng)中，主干網(wǎng)是一組路徑，提供本地網(wǎng)絡(luò)或城域網(wǎng)之間的遠(yuǎn)距離連接。連接的點(diǎn) 一般稱為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，或者通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接交換（DSEs）。

主干網(wǎng)有兩種類型:一種是分布式主干網(wǎng),它貫穿于建筑物或校園,為局域網(wǎng)提供連接點(diǎn):另一種是緊縮主干網(wǎng),它以網(wǎng)絡(luò)集線器和交換機(jī)的形式存在。圖B-1所示為這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一個(gè)混合配置將幾個(gè)緊縮主干網(wǎng)集線器或交換機(jī)與一個(gè)分布式主干網(wǎng)連接在一起。

圖B-1 分布式主干網(wǎng)和緊縮主干網(wǎng)

分布式主干網(wǎng)是基于分布式路由通道的結(jié)構(gòu)。圖B-1左側(cè)的分布式主干網(wǎng)說明網(wǎng)絡(luò)(此處為FDDI環(huán))是如何延伸到建筑物中的每個(gè)部門或樓層。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)均通過路由器連接到主干網(wǎng)。類似于以上的解決方案，每一個(gè)LAN子網(wǎng)的內(nèi)部成員之間互相競爭帶寬。FDDI由于是環(huán)形拓?fù)涠砑恿巳蒎e(cuò)功能。如果其中的某個(gè)路由器出現(xiàn)故障,該網(wǎng)絡(luò)的其他部分仍保持連接。

分布式主干網(wǎng)滿足了連接需求，盡管如此，采用分布式主干網(wǎng)有兩個(gè)重要的不利之處：

（1）共享介質(zhì)主干網(wǎng)絡(luò)提供的帶寬受到其上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能提供的數(shù)據(jù)速率的限制。在很多時(shí)候下，這就是快速以太網(wǎng)或FDDI。當(dāng)主干網(wǎng)帶寬需求增加時(shí)，共享介質(zhì)技術(shù)的采用會帶來性能的下降。

（2）將路由設(shè)備份布于整棟大樓里的花費(fèi)非常大，而且分散這些設(shè)備會使管理變得復(fù)雜。

在右側(cè)顯示的緊縮主干網(wǎng)中,電纜從每個(gè)部門(或樓層)的網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)到中央集線器或交換機(jī)(通常位于建筑物的布線室或管理中心)。主干網(wǎng)簡化成集線器或交換機(jī)而網(wǎng)絡(luò)配置成星形接線拓?fù)洹＜€器或交換機(jī)使用各種體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如總線、共享存儲器或矩陣。主干網(wǎng)通常是一個(gè)將其他網(wǎng)絡(luò)連接在一起的網(wǎng)絡(luò)。在交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,主干網(wǎng)沒有一個(gè)明確的定義,它通常只是將附屬網(wǎng)絡(luò)通信量聚集到一起的高速交換網(wǎng)絡(luò)。

迄今為止,主干網(wǎng)僅局限于一座建筑物。主干網(wǎng)可將校園環(huán)境中的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈接在一起,還可將廣域網(wǎng)鏈接中的網(wǎng)絡(luò)連接到一起,圖B-2所示為這兩種方法。FDDI的容錯(cuò)環(huán)形拓?fù)浔容^適合于校園主干網(wǎng)。另一個(gè)解決方案是與中心交換機(jī)相連的吉比特以太網(wǎng)光纖鏈路。

圖B-2 校園主干網(wǎng)和廣域主干網(wǎng)

對廣域網(wǎng)而言,這兩種方法均可采用。圖B-2的右側(cè)所示為專用網(wǎng)絡(luò)方法。安裝專用租用線路可將所有站點(diǎn)連接在一起,但該方法成本高,尤其是當(dāng)站點(diǎn)彼此間相隔較遠(yuǎn)時(shí),更是如此,這是由于租用線路的成本隨距離的增加而增加。

構(gòu)建廣域主干網(wǎng)的一個(gè)更佳的方法是利用提供幀中繼、ATM或其他相似服務(wù)的電信公司和服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)。

80/20和20/80規(guī)則

主干網(wǎng)曾有一個(gè)過時(shí)的規(guī)則,即80%的通信量集中在部門中,剩下的20%則通過主干網(wǎng)。根據(jù)這一模型,主干網(wǎng)不應(yīng)優(yōu)先采用高數(shù)據(jù)吞吐率。如果部門網(wǎng)絡(luò)使用的是lO Mbit/s的以太網(wǎng),則主干網(wǎng)通常應(yīng)實(shí)現(xiàn)lOO Mbit/s。

然而,80/20這一規(guī)則對大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)已不再適用。實(shí)際上,由于下列原因,此規(guī)則已被顛倒過來:

?彼此間經(jīng)常通信的用戶遍布整個(gè)組織而不是在同一個(gè)部門中。

?服務(wù)器可能在物理上位于一個(gè)中心站點(diǎn),從而使網(wǎng)絡(luò)通信量大部分流入到同一位置。

?分層的網(wǎng)絡(luò)方案和集中化管理自然而然地產(chǎn)生一個(gè)通信量流入到中央集線器或交換機(jī)的結(jié)構(gòu)。

?用戶通過防火墻網(wǎng)關(guān)訪問因特網(wǎng),這意味著所有因特網(wǎng)通信量都要通過中央集線器或交換機(jī),然后離開因特網(wǎng)連接。

鑒于上述因素,需要改進(jìn)主干網(wǎng)性能或提供不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。此外,多媒體應(yīng)用,包括現(xiàn)場話音和視頻會議應(yīng)用,也給網(wǎng)絡(luò)添加了通信負(fù)荷。

在ATM(異步傳輸模式)下由一個(gè)協(xié)議集組成，用來建立一個(gè)在固定53字節(jié)的數(shù)據(jù)包（信元）流上傳輸所有通信流量的機(jī)制。固定大小的包可以確保快速且容易地實(shí)現(xiàn)交換和多路復(fù)用。ATM 是一種面向連接的技術(shù)，也就是說，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要建立相互間的通信，需要通知中間介質(zhì)服務(wù)需求和流量參數(shù)。ATM已經(jīng)解決了很多網(wǎng)絡(luò)(包括電信公司核心網(wǎng)絡(luò))中存在的通信業(yè)務(wù)量問題。可在網(wǎng)狀拓?fù)渲袑⒍鄠€(gè)ATM交換機(jī)與冗余分載鏈路連接在一起,由冗余分載鏈路在網(wǎng)絡(luò)核心處處理高通信量負(fù)載。

另一種方法是構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)吉比特以太網(wǎng)內(nèi)核。它在主干網(wǎng)交換機(jī)上或交換機(jī)之間提供Gbit/s(lOOO Mbit/s)吞吐量。由于它保持同一種幀格式、媒體訪問方法以及其他定義特性,因此比較適合于現(xiàn)有的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。在大多數(shù)情況下,吉比特以太網(wǎng)交換機(jī)可替換較舊的交換機(jī)。

通常,基于交換的積木塊是構(gòu)建在大通信負(fù)載下保持高性能的高速分層網(wǎng)絡(luò)的組件。

在寬廣地域中,有很多新方法可用來連接地理上分散的網(wǎng)絡(luò)。一種方法是以VPN(虛擬專用網(wǎng)絡(luò))的形式在因特網(wǎng)中配置安全的“隧道”。另一種方法是與利用光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(此項(xiàng)技術(shù)可顯著降低廣域網(wǎng)的成本并改進(jìn)性能和服務(wù)選項(xiàng))的服務(wù)提供商建立連接。