以太网技术大全——端到端以太网

以太网技术大全——端到端以太网
黄明泰
不管是从需求面或者是从供应面来看，整体网络都朝着宽带的脚步迈进，这给予以太网一个很好的发展空间。从技术面来看，二十年来，以太网带宽由十兆、百兆、千兆，一直发展到2002年的万兆，甚至四万兆、十万兆都已经处于研究讨论阶段，这使得以太网技术有了很好的扩展性；从应用面来看，以太网不仅仅只局限在局域网的应用，不仅仅只局限在城域网的应用，万兆以太网更进一步将以太网延伸到广域网的应用，这使得我们过去推动的“全球以太网”概念变得更加实际而可行。若再配合IEEE于2000年底成立的EFM工作组（Ethernet in the First Mile）试图发展的新型宽带接入技术，或者目前已经流行的以太网小区接入、大楼接入，提供端到端的以太网解决方案变得更加可行。从而，不止IP统一了上层网络，以太网也统一了下层网络，透过IP，透过以太网，整个网络端到端形成从接入网、城域网到广域网间无缝的连接，从网络的投资成本、逻辑管理、兼容性、以及端到端的服务质量（QoS），以太网都具有相当的竞争优势。
端到端以太网方案以以太网作为接入技术，不但成本低，而且带宽比现行的Cable Modem、ADSL、ISDN、Modem接入都要高，因此不但可以作为一般用户Internet连接，或者多媒体点播或广播用途，更可以作为企业用户实现VPN虚拟私有专网互联使用; 大型企业各分支机构可以透过端到端的以太网实现企业内部VPN互联，企业与其合作伙伴也可以透过端到端的以太网实现企业外部VPN互联。
对用户或者对运营商来说，找到一个低成本、高带宽、具安全性能的VPN互连方案是个很关键的问题，而其答案其实就在最简单的802.1p/802.1q VLAN标准上头，我们可以采用二层的VLAN技术来提供VPN服务，但是也有几个问题需要解决。
末端用户的带宽管理
不同用户有不同的带宽需求，或者基于使用者付费原则，不同费用等级的用户可以享有不同的带宽，因此接入设备必须支持带宽限制功能。
服务质量（QoS）机制
不同的业务需要不同的服务质量保证，或者不同等级的用户享有不同的服务级别，这些不管是透过二层的802.1p还是三层的IP ToS技术来实现，网络设备都必须能够对流量进行分类、标记、甚至测量或整形，以实现QoS机制。
VLAN的扩展
基于802.1p/802.1q VLAN标准的VLAN数量只有4096个VLAN，对企业组网也许够用，但对运营商提供基于VLAN的VPN服务而言，4096个VPN无法满足大量成长的客户需求，因此必须对VLAN数量做相当的扩展。
目前的Super VLAN技术在原有分组（仅

有一个VLAN标记）中再加入一组VLAN标记，使得VLAN数目可以扩展到4096×4096，这就相当于将端对端的VLAN细切成骨干VLAN及边缘VLAN，骨干VLAN类似于ATM中的VPI，而边缘VLAN类似于ATM中的VCI一样。
VLAN的安全性与用户隔离
以二层VLAN作为VPN使用，跨VLAN的互联基本上已被阻断，从而提供了基本的安全功能，运营商甚至可以利用更多的手段如ACL、MAC地址过滤等来加强安全性能。如果有必要对相同VLAN下面的不同用户进行隔离，private VLAN也是可性的方法之一。
生成树协议（STP）的收敛、扩展与分流
以端到端以太网的VLAN技术来提供二层的VPN服务将形成一张大型的二层网络，对STP来讲，不管是冗余链路的收敛时间，网络拓扑结构的扩展或者阻断链路（Block）的带宽利用都将造成很大的影响，因此必须引进快速生成树（RSTP）、超级生成树（Super STP）、VLAN群组生成树（RVGST）等技术来强化生成树协议（STP）在大型网络中的扩展性。
非生成树协议技术
在更大型的网络中也可以考虑采用诸如RPR（Resilient Packet Ring）、MRP（Metro Ring Protocol）等环状拓扑技术或VSRP（Virtual Switch Redundant Protocol）星状拓扑技术来取代生成树协议，从而使得光纤资源得到更多的节省，网络的收敛达到次秒级的水准。
以太网穿越SDH骨干网
端到端以太网穿越骨干网时，并不是所有骨干网都是百兆/千兆以太网所组成的城域网来支撑。更多时候，以太网必须穿越SDH骨干网到达另一边的以太网，因此提供以太网VLAN功能穿越SDH是必需的功能。
经过多年发展，以太网技术基本解决了上面几个主要问题，由于以太网的高度普及和VLAN技术的不断演进，在端到端以太网络中采取二层VLAN技术来实现VPN业务不但简单、低成本、高带宽，而且兼容性特别高，对个别用户或运营商来说，VPN互联增值服务在端到端以太网中是高度可行的方案，客户无需苦苦等待MPLS VPN。（本文作者为Foundry公司亚太区技术经理）