主干网,主干网系统结构是什么?

主干网,主干网系统结构是什么?

主干网是通过桥接器与路由器把不同的子网或LAN连接起来形成单个总线或环型拓扑结构，这种网通常采用光纤做主干线。主干网是构建企业网的一个重要的体系结构元素。它为不同局域网或子网间的信息交换提供了路径。主干网可将同一座建筑物、校园环境中的不同建筑物或不同网络连接在一起。通常情况下,主干网的容量要大于与之相连的网络的容量。

主干网是一种大型的传输网路，它用于连接小型传输网络，并传送数据。

（1）在本地层面，主干网是一条或一组线路，提供本地网络与广域网的连接，或者提供本地局域网之间跨距离的有效传输。（例如，两栋大楼之间）。

（2）在互联网和其它广域网中，主干网是一组路径，提供本地网络或城域网之间的远距离连接。连接的点 一般称为网络结点，或者通讯数据转接交换（DSEs）。

主干网有两种类型:一种是分布式主干网,它贯穿于建筑物或校园,为局域网提供连接点:另一种是紧缩主干网,它以网络集线器和交换机的形式存在。图B-1所示为这两种拓扑结构。一个混合配置将几个紧缩主干网集线器或交换机与一个分布式主干网连接在一起。

图B-1 分布式主干网和紧缩主干网

分布式主干网是基于分布式路由通道的结构。图B-1左侧的分布式主干网说明网络(此处为FDDI环)是如何延伸到建筑物中的每个部门或楼层。每个网络均通过路由器连接到主干网。类似于以上的解决方案，每一个LAN子网的内部成员之间互相竞争带宽。FDDI由于是环形拓扑而添加了容错功能。如果其中的某个路由器出现故障,该网络的其他部分仍保持连接。

分布式主干网满足了连接需求，尽管如此，采用分布式主干网有两个重要的不利之处：

（1）共享介质主干网络提供的带宽受到其上运行的网络技术能提供的数据速率的限制。在很多时候下，这就是快速以太网或FDDI。当主干网带宽需求增加时，共享介质技术的采用会带来性能的下降。

（2）将路由设备份布于整栋大楼里的花费非常大，而且分散这些设备会使管理变得复杂。

在右侧显示的紧缩主干网中,电缆从每个部门(或楼层)的网络敷设到中央集线器或交换机(通常位于建筑物的布线室或管理中心)。主干网简化成集线器或交换机而网络配置成星形接线拓扑。集线器或交换机使用各种体系结构设计,如总线、共享存储器或矩阵。主干网通常是一个将其他网络连接在一起的网络。在交换网络设计中,主干网没有一个明确的定义,它通常只是将附属网络通信量聚集到一起的高速交换网络。

迄今为止,主干网仅局限于一座建筑物。主干网可将校园环境中的多个网络链接在一起,还可将广域网链接中的网络连接到一起,图B-2所示为这两种方法。FDDI的容错环形拓扑比较适合于校园主干网。另一个解决方案是与中心交换机相连的吉比特以太网光纤链路。

图B-2 校园主干网和广域主干网

对广域网而言,这两种方法均可采用。图B-2的右侧所示为专用网络方法。安装专用租用线路可将所有站点连接在一起,但该方法成本高,尤其是当站点彼此间相隔较远时,更是如此,这是由于租用线路的成本随距离的增加而增加。

构建广域主干网的一个更佳的方法是利用提供帧中继、ATM或其他相似服务的电信公司和服务提供商的网络。

80/20和20/80规则

主干网曾有一个过时的规则,即80%的通信量集中在部门中,剩下的20%则通过主干网。根据这一模型,主干网不应优先采用高数据吞吐率。如果部门网络使用的是lO Mbit/s的以太网,则主干网通常应实现lOO Mbit/s。

然而,80/20这一规则对大多数网络已不再适用。实际上,由于下列原因,此规则已被颠倒过来:

•彼此间经常通信的用户遍布整个组织而不是在同一个部门中。

•服务器可能在物理上位于一个中心站点,从而使网络通信量大部分流入到同一位置。

•分层的网络方案和集中化管理自然而然地产生一个通信量流入到中央集线器或交换机的结构。

•用户通过防火墙网关访问因特网,这意味着所有因特网通信量都要通过中央集线器或交换机,然后离开因特网连接。

鉴于上述因素,需要改进主干网性能或提供不同的网络设计。此外,多媒体应用,包括现场话音和视频会议应用,也给网络添加了通信负荷。

在ATM(异步传输模式)下由一个协议集组成，用来建立一个在固定53字节的数据包（信元）流上传输所有通信流量的机制。固定大小的包可以确保快速且容易地实现交换和多路复用。ATM 是一种面向连接的技术，也就是说，两个网络系统要建立相互间的通信，需要通知中间介质服务需求和流量参数。ATM已经解决了很多网络(包括电信公司核心网络)中存在的通信业务量问题。可在网状拓扑中将多个ATM交换机与冗余分载链路连接在一起,由冗余分载链路在网络核心处处理高通信量负载。

另一种方法是构建企业网络吉比特以太网内核。它在主干网交换机上或交换机之间提供Gbit/s(lOOO Mbit/s)吞吐量。由于它保持同一种帧格式、媒体访问方法以及其他定义特性,因此比较适合于现有的以太网网络。在大多数情况下,吉比特以太网交换机可替换较旧的交换机。

通常,基于交换的积木块是构建在大通信负载下保持高性能的高速分层网络的组件。

在宽广地域中,有很多新方法可用来连接地理上分散的网络。一种方法是以VPN(虚拟专用网络)的形式在因特网中配置安全的“隧道”。另一种方法是与利用光网络技术(此项技术可显著降低广域网的成本并改进性能和服务选项)的服务提供商建立连接。