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網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)技術(shù)快遞
網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)技術(shù)快遞
隨著因特網(wǎng)如火如荼地發(fā)展，支撐因特網(wǎng)的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是不斷地走向成熟，下面筆者就對(duì)時(shí)下流行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作一個(gè)簡單的素描。
1、視頻應(yīng)用中的多播
多播（Multicast）主要用于視頻會(huì)議等應(yīng)用場合，這種應(yīng)用需要將一份數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送給多個(gè)用戶。而多播技術(shù)具有帶寬利用率高、減輕主機(jī)/路由器的負(fù)擔(dān)、避免目的地址不明確所引起的麻煩等優(yōu)點(diǎn)，從而滿足這種應(yīng)用。
多播包的目的地址使用D類IP地址，即從224.0.0.0到239.255.255.255的多播地址。每個(gè)多播地址代表一個(gè)多播組，而不是一臺(tái)主機(jī)。IGMP（Internet組管理協(xié)議）用于控制用戶加入或離開多播組，多播路由協(xié)議則用于建立多播路由表或稱多播樹。
如果一個(gè)局域網(wǎng)中有一個(gè)用戶通過IGMP宣布加入某多播組，則局域網(wǎng)中的多播路由器就將該信息通過多播路由協(xié)議進(jìn)行傳播，最終將該局域網(wǎng)作為一個(gè)分枝加入多播樹。當(dāng)局域網(wǎng)中的所有用戶退出該多播組后相關(guān)的分枝就從多播樹中刪掉。
多播網(wǎng)中可能有不支持多播的路由器，此時(shí)多播路由器使用“IP over IP”的隧道方式將多播包封裝在單播IP包中透傳給相鄰的多播路由器，相鄰的多播路由器再將單播IP頭剝掉，然后繼續(xù)進(jìn)行多播傳輸。
2、融合IP和ATM的MPLS
MPLS（Multiprotocol Label Switching）即多協(xié)議標(biāo)記交換。傳統(tǒng)的IP技術(shù)是無連接的，報(bào)文的傳遞依靠逐條查路由表，速度慢，實(shí)現(xiàn)QoS、流量工程等比較困難。ATM和幀中繼使用虛電路技術(shù)，速度快，易于實(shí)現(xiàn)QoS。用ATM網(wǎng)絡(luò)承載IP協(xié)議，即IP over ATM，是近年來通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題，先后出現(xiàn)了多種解決方案，如Classical IPOA、 LANE、 MPOA及IP Switch等，但都存在著一定的缺點(diǎn)，沒有得到廣泛的應(yīng)用。MPLS技術(shù)將ATM與IP自然地融合在一起，被認(rèn)為是目前IP over ATM的最佳方案，同時(shí)并不局限于在ATM網(wǎng)絡(luò)中使用。
與ATM類似，MPLS在開始傳輸數(shù)據(jù)之前先建立“虛電路”LSP（標(biāo)簽交換路徑）。MPLS使用LDP（標(biāo)簽分配協(xié)議）建立LSP。MPLS網(wǎng)的邊緣路由器稱為LER，當(dāng)IP包進(jìn)入MPLS網(wǎng)時(shí)LER首先進(jìn)行QoS的分類和標(biāo)記工作，然后轉(zhuǎn)發(fā)并提供相應(yīng)的QoS。當(dāng)IP包離開MPLS網(wǎng)時(shí)LER負(fù)責(zé)將標(biāo)簽剝離。MPLS網(wǎng)的核心路由器稱為LSR，LSR根據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行交換并根據(jù)標(biāo)簽提供相應(yīng)的QoS。很明顯LER的工作比LSR更復(fù)雜，CPU占用率更高。
3、IP接入進(jìn)軍寬帶
接入技術(shù)的發(fā)展方向是寬帶化。由于需求的多樣性及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷史原因造成數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入方式非常繁多，僅國內(nèi)常見的就有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、PSTN、ISDN、DDN、X.25、幀中繼、ATM 、POS、ADSL、Cable等。
PSTN的覆蓋范圍非常廣，這種接入方式可以延伸到其他網(wǎng)絡(luò)所不能到達(dá)的地方，但這種方式存在以下缺點(diǎn)：
A、需要撥號(hào)，調(diào)制解調(diào)器的協(xié)商時(shí)間較長（ISDN要快一些）；
B、帶寬受限，模擬調(diào)制解調(diào)器的速率是瓶頸；
C、需要嚴(yán)格的驗(yàn)證方法確認(rèn)對(duì)方身份；
D、動(dòng)態(tài)路由協(xié)議對(duì)撥號(hào)的支持較困難等。
DDN的優(yōu)點(diǎn)是延遲小，帶寬比PSTN略高一些，可以達(dá)到2M。DDN的覆蓋范圍不及PSTN，但也相當(dāng)可觀，能夠覆蓋大部分城市，其主要缺點(diǎn)是通信費(fèi)用昂貴。
幀中繼和ATM可以提供更高的帶寬，并且非常適于局域網(wǎng)互聯(lián)等突發(fā)性業(yè)務(wù)。局域網(wǎng)互聯(lián)主要是針對(duì)計(jì)算機(jī)通信，這種業(yè)務(wù)往往是平時(shí)只有很少的通信量，業(yè)務(wù)突發(fā)時(shí)又需要很高的帶寬。
ADSL和Cable都是比較新的接入技術(shù)。ADSL使用普通電話線作為傳輸介質(zhì)，是一種非平衡DSL技術(shù)，非常適用于Internet訪問、點(diǎn)播等業(yè)務(wù)。這種業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是下行數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上行數(shù)據(jù)量。ADSL的速率可以到幾兆，通常是用ADSL Modem和DSLAM進(jìn)行通信，也可以集成在路由器上。Cable則使用廣播電視電纜作為傳輸介質(zhì)，通常使用Cable Modem和CMTS進(jìn)行通信，也可以集成在路由器上。與幀中繼和ATM相比，ADSL和Cable的覆蓋范圍要廣泛得多。ADSL和Cable的主要目的是要面向個(gè)人用戶，但由于設(shè)備比較昂貴在國內(nèi)遲遲得不到廣泛使用。
4、交換路由是方向
首先對(duì)路由器處理能力提出要求的是公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的骨干網(wǎng)，如Internet骨干網(wǎng)。Internet提供的業(yè)務(wù)越來越豐富，用戶數(shù)目也以幾何級(jí)數(shù)的方式迅速增長，驅(qū)使骨干網(wǎng)的帶寬速率越來越高。另外在具體的業(yè)務(wù)形式中，多媒體應(yīng)用也越來越廣泛，如VOD（視頻點(diǎn)播）、遠(yuǎn)程醫(yī)療、電子商務(wù)等逐漸融入大眾生活，這些應(yīng)用對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)有著更苛刻的要求。同時(shí)，傳統(tǒng)的局域網(wǎng)互聯(lián)也對(duì)骨干網(wǎng)提出了更高的要求。這些都推動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)路由器的不斷革命，不斷提高接口帶寬及處理能力。
同時(shí)，Internet骨干網(wǎng)設(shè)備對(duì)處理能力要求加大，需要千兆線速甚至更高。線速的概念可以簡單地理解為對(duì)于路由器的所有端口的任意輸入情況都能夠無延遲（嚴(yán)格說是低延遲）、無丟失地轉(zhuǎn)發(fā)。RFC建議以64字節(jié)為最短報(bào)文來測試路由器的吞吐量。比如，一臺(tái)路由器有兩個(gè)10M同步口，一個(gè)用于上行，另一個(gè)用于下行，則其吞吐量只要達(dá)到10M/8/64=19531pps，即每秒處理19531個(gè)64字節(jié)報(bào)文就可以達(dá)到線速處理能力。實(shí)際上RFC對(duì)線速的定義要低一些，對(duì)于上述情況只要達(dá)到14000pps就可以稱為線速了。一般情況下可以通過下列方法提高路由器吞吐量：改造路由表、采用Cache、采用分布式處理、高層交換、硬件（FPGA/ASIC）轉(zhuǎn)發(fā)等。
交換式路由器（Switch Router）就是這些技術(shù)的結(jié)晶，目前，有眾多廠家推出了交換式路由器，其中華為提供全系列的低、中、高端路由器，Quidway NetEngine系列路由器吞吐量在百萬pps級(jí)，并不斷向更大交換容量、更高端口速率方向發(fā)展，滿足電信級(jí)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的建設(shè)需求。
5、保證網(wǎng)絡(luò)靈活的VPN
VPN（Virtual Private Network）是一種在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)上構(gòu)造私有網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，與之相對(duì)應(yīng)的是用DDN、PSTN長途撥號(hào)等組建的私有網(wǎng)絡(luò)。用戶租用ATM或幀中繼PVC組建私有網(wǎng)絡(luò)也是一種VPN技術(shù)，但本文主要介紹在IP公網(wǎng)上組建私有網(wǎng)絡(luò)的方法-IP VPN。
用VPN構(gòu)造數(shù)據(jù)網(wǎng)可以降低用戶的網(wǎng)絡(luò)管理費(fèi)用，用戶可以把網(wǎng)絡(luò)管理工作交給有專業(yè)水平的運(yùn)營商，把力量有效地集中在自身所從事的業(yè)務(wù)上。VPN的通信費(fèi)用低于DDN，沒有能力組建私有網(wǎng)絡(luò)或不能承擔(dān)DDN通信費(fèi)用的中小公司可以使用VPN組建自己的數(shù)據(jù)網(wǎng)。VPN的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是靈活，用戶機(jī)構(gòu)變化時(shí)VPN技術(shù)可以使用戶和運(yùn)營商能夠迅速地完成網(wǎng)絡(luò)改造。
IP VPN用隧道技術(shù)在無連接的IP網(wǎng)上為用戶建立安全的數(shù)據(jù)通路。比較流行的隧道技術(shù)有GRE、L2TP、IPSec和MPLS。IP VPN按照組建目的可分為Remote Access VPN、Intranet VPN、Extranet VPN。
Remote Access VPN是通過撥號(hào)接入Internet，然后由Internet的接入服務(wù)器提供到公司總部的隧道連接，并可以提供星型的隨機(jī)連接網(wǎng)絡(luò)。Intranet VPN可用以構(gòu)建公司的Intranet，所以稱為Intranet VPN。GRE、L2TP和IPSec所提供的方法是用多個(gè)固定的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接組建網(wǎng)狀VPN，但這種方法仍不方便，用戶需要維護(hù)Home Gateway，而且當(dāng)用戶增加一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)時(shí)需要與相關(guān)機(jī)構(gòu)逐條建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。MPLS VPN提供更靈活的組網(wǎng)方法，把VPN網(wǎng)關(guān)也放置在運(yùn)營商處，由運(yùn)營商進(jìn)行管理，進(jìn)一步降低了用戶的網(wǎng)絡(luò)管理費(fèi)用。用戶增加網(wǎng)點(diǎn)時(shí)只要向運(yùn)營商申請從新網(wǎng)點(diǎn)到本地的VPN網(wǎng)關(guān)的物理連接，然后提供恰當(dāng)?shù)挠脩魳?biāo)識(shí)就可以完成。
除此之外，還有很多其它異彩紛呈的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，作為IT工作者要不斷地學(xué)習(xí)、不斷創(chuàng)新才能引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的潮流。中國的Internet起步較晚，計(jì)算機(jī)的普及率及國民對(duì)IT知識(shí)的掌握比起發(fā)達(dá)國家來還有相當(dāng)大的差距，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)也比較薄弱。但我們可喜地看到中國已有相當(dāng)數(shù)量的IT廠商如華為、聯(lián)想、實(shí)達(dá)、巨龍等在網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品上不斷取得進(jìn)展，類似當(dāng)年程控交換機(jī)的群體突破一樣指日可待。
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