(这条文章已经被阅读了 85 次) 时间：2001-11-16 15:45:46 来源：杨海峰 (杨海峰) 原创-IT
用户抱怨响应时间慢，这种情况对IT管理人员们来说是太熟悉不过的了。网络管理工具表明：在共享域中，某台高交易服务器过分贪心地占用了大量带宽，或者是服务器的CPU的利用率并没有能达到最佳。－－这是服务器瓶颈的典型症状。那么什么是最好的解决方案呢？IT管理人员们越来越多地转向千兆位以太网技术来缓解服务器连接、交换机堆叠和其它集合点的瓶颈现象。
光纤中使用千兆位以太网已经成为标准做法，而最近已经将千兆位以太网用于第5类UTP电缆作为在铜线上传输的1000Base-T千兆位以太网。IT管理人员们已经看到了在网络骨干和数据中心使用千兆位速度的好处。今天，采用1000Base-T，利用标准第5类电缆连接可以在更多的网络中使用千兆位速度。
速度需求分析
机构为何要采用千兆位网络：高性能台式机和服务器处理器的激增已经影响了很多局域网管理人员，使他们将其数据中心和服务器链路从以太网升级到快速以太网和千兆位以太网。推动这一激增的是互联网、需要大量带宽的应用、丰富的新的数据种类－－如多媒体、IP话音（VoIP）等－－的迅速增长。因为最近已经证明了铜线上传输千兆位以太网，千兆以太网已经站稳了脚跟，因此网络厂商将继续用新的和更先进的产品来支持千兆以太网。
服务器瓶颈：由于一些强大的应用－－如电子商务、医疗成像和数据仓库等－－所提出的要求越来越高，以过去相比，现在的服务器设计要求能处理更大的文件并更快地传输数据。例如：目前英特尔服务器结构中的32位PCI总线已经能以数百兆范围的速度输出数据，而新的PCI-X总线结构具有高达133MHz的PCI总线速度，它将能处理千兆位以太网。
如果网络及其服务器连接能够支持相应水平的性能，这些能力将是很有用的。为了防止关键任务服务器发生瓶颈，需要千兆位网卡。事实上，今天的大多数高性能局域网购买都是由服务器瓶颈和给网络添加新的服务器而推动的。
使用100Mbps台式机的用户增多：随着20世纪90年代后5年中快速以太网技术的进展，很多企业在这方面的兴趣日增：给老式计算机提供10Mbps网络支持，并同时用100Mbps连接来支持新的更强大的工作站。为了开始综合这一能力，很多网络管理人员采用了一种“面向未来”的网络策略，对各种新的扩展要求,采用了能支持10/100Mbps的网卡和设备。
在英特尔以低于普通10Mbps卡的成本推出了10/100Mbps网卡以后，面向未来成为了一个特别重要的策略。今天，大多数10/100Mbps组件的成本与单一10Mbps设备差不多，并且在新的电脑中，10/100Mbps已经成为标准。
随着公司的发展以及为了对与互联网有关的机会作出响应而迅速建设基础设施，将给现有网络增加越来越多的用户。并且，因为需要在台式机上支持需要大量带宽的应用和互联网通信，毫不奇怪，运行快速以太网的用户数量也在迅速增长。这是如何影响千兆位互联网的使用的呢？台式机具有100Mbps带宽，那么服务器和诸如交换机堆叠等集合点所要求的带宽就更高。
应用范例的变化：除了网络用户数量增长外，人们完成工作的方式也发生了变化。几年以前，人们主要依靠网络来提供生产率应用，如文件和打印。大约80%的网络活动发生在局域网络部分，而20%的网络活动发生在广域网（WAN）。
随着企业内部网、诸如电子日程安排等工作组应用、以及主机接续等的出现，这方面也发生了巨大的变迁。IT管理人员们已经重新设计了LAN/WAN来满足这一变化，现在，50%的网络通信业务是本地的，而另50%则在广域网上传输。新的集中式的数据中心模型意味着信息经常在租用线路或互联网上传输以便到达远处的办事处等。在将这一通信业务在WAN上传输以前，必须使用大带宽千兆位设备将这一通信业务量集中起来。
在何处部署千兆位以太网：随着越来越多的台式机和工作组升级为快速以太网，网络骨干上的集中通信业务量将明显增长。要应对这一通信业,所有新的骨干交换机必须支持1000Mbps千兆位以太网上行链路。千兆以太网交换机及骨干可用于连接高交易服务器和边缘交换机，这些交换机汇集快速以太网工作组。处理汇集交换机和上行链外，还需要千兆以太网网卡。
在普通情况下，向更高速度的升迁可能分以下几个阶段进行：第一阶段－－高性能千兆交换机汇集骨干通信业务。第二阶段－－利用交换机到交换机的连接，千兆以太网在网络骨干中被交换和路由传输。第三阶段－－利用千兆交换机来部署更宽的服务器到交换机带宽，以支持千兆以太网网卡，将服务器连接提 高到1000Mbps。第四阶段－－在因为正常消耗而更换电脑时，将规定使用10/100或10/100/1000网络接口。将更换老式交 换机，以便有选择地将快速或千兆以太网用到台式机上。对于运行需要大量带宽的应用程序（例如可视电话会议或科学建模等）的高性能工作站，千兆位以太网将成为标准配置。
什么是千兆位以太网
千兆位以太网建立在IT管理人员们已经熟悉并在使用的以太网标准基础上。以太网是20世纪70年代所定义的网络结构之一，现在以太网已经在全世界得到了广泛应用。以太网技术规范是由Digital、英特尔和施乐公司联合开发的，从第一次采用以来，在性能、可靠性和建设的网络设施的数量不断增长等多方面，已经证明了这一网络技术。
千兆位的优势：千兆位以太网建立在这些业经证明的质量上，但它的速度比普通以太网快100倍、比快速以太网快10倍。千兆位以太网的主要优点包括：增大了带宽来获得更高的性能，并且消除了瓶颈。广泛的部署能力，使用1000Base-T的第5类铜线电缆上的千兆位技术，不需要重新布线。利用英特尔服务器网卡和交换机，通过链路聚合实现多个千兆位的传输速度。全双工能力，允许同时接收和发送数据，这样相当于将有效带宽翻倍。其服务质量（QoS）特性，可用来帮助消除视频抖动和音频失真。采购和拥有成本低廉。
标准演变：千兆以太网是为了响应业界要求随技术进化而产生的。它是10Mbps以太网联网标准、10Base-T和100Mbps快速 以太网标准、100Base-TX和100Base-FX等的扩展。导致以太网长盛不衰的成功的两个优点是其低 成本和实现方便。除了以经济的价格提供高速接续和支持各种传输介质以外，以太网标准还支持庞大和越来越多种类的局域网应用，它还能方便地从10Mbps伸缩到具有100Mbps速度和1000Mbps吞吐率的系统。
1998年6月，IEEE批准了光纤千兆位以太网标准（LX和SX）和短距离铜线传输千兆位以太网标准（CX），即IEEE802.3z。广泛支持光纤实现方案。随着802.3z的批准，公司可以依赖众所周知的基于标准的方法来改善拥挤地区的通信业务流量，而不需要被迫升级到未经验证的或非标准化的技术。
1999年6月，IEEE进一步标准化了802.3ab铜线传输千兆位以太网（1000Base-T），允许在第5类电缆（CAT-5）上传输1Gb的速度。因为在已经安装的电缆设施中，CAT-5占有很大比例，升级到千兆位以太网过去并 不容易。现在，很多企业可以用千兆位以太网来替换网卡，并能更加全面地升级到更高的速度，而不需要被迫对基础设施进行重新布线。
据估计，现有第5类电缆设施中，不符合ANSI/TIA/EIA568-A（1995年）标准的只有10%。这些设施也不支持 100Base-TX快速以太网。
兼容性与支持：千兆位以太网与大量安装的以太网和快速以太网节点完全兼容，按利用了原以太网标准规定的所有同样技术规范，其中包括：CSMA/CD协议、 以太网帧或“数据包”格式、全双工、流量控制、IEEE802.3标准中所定义管理对象。
因为它是以太网标准大全中的一个组成部分，千兆位以太网也支持流量管理技术，它保证在以太网上的服务质量，这些技术包括：IEEE802.1P第2层优先级、第三层优先级的ToS编码位、特别服务、资源预留协议（RSVP）。
千兆以太网也利用了802.1QVLAN（虚拟局域网）支持、第4层过滤、千兆位速度的第3层交换。另外，利用链路汇集，通过将几个千兆交换机端口或千兆服务器网卡结合在一起，可以实现多个千兆位速度。英特尔服务器网卡和交换机，不论是千兆以太网还是快速以太网的，现在都支持这一能力。
在各种网络基础设施设备中使用的所有这些常用以太网技术都适用于千兆位以太网。
10/100/1000Mbps轻松移植：在寻求改善性能的方法时，IT管理人员们需要知道升级到一种新技术将如何影响当前网络。他们也需要知道新东西的总体拥有成本（TCO）。总拥有成本计算中的一个关键因素是决定是否能保护公司在现有设备和人员培训方面的投资。
因为千兆以太网是建立在以太网技术基础上的，它的升级道路与大家熟知的从10Mbps升级到100Mbps的升级道路一致。现有以太网和快速以太网设备与千兆以太网兼容。而且，IT人员已经非常熟悉以太网标准。结果，能够获得性能优势，并同时还能依靠公司在基础设施和培训方面的现有投资。可以避免昂贵的协议、硬件和电缆连接变化、对网络的各种破坏将减少到最低程度。
英特尔推动千兆以太网革命
英特尔提供的千兆位解决方案作为一家网络厂商，自从IEEE802.3z标准通过以后，英特尔就一直用其基础设施 产品来支持千兆位以太网。这里是一些可以适用于各种部署的几个英特尔千兆位产品，接着是各种情 况，表明如何将这些产品用于具体的千兆位以太网实施方案中。
英特尔千兆位产品：英特尔在千兆位配置方面有多种产品，包括Intel PRO/1000千兆位网卡、英特尔网Express 47OT和47OF交换机、英特尔 Express 480路由交换机、英特尔 Express 6000交换机和Express交换机千兆位上行链路模块等产品。
甚至在1997年考虑对千兆位以太网进行标准化时，英特尔就认为将在骨干网络和服务器上开始部署，然后发展到高通信业务量领域，如工作组服务器，再发展到工作组段链路，并最终到高端工作站。为了支持这些部署，英特尔为它的10/100交换机产品线提供了千兆位以太网上行链路模块一种独立的千兆位交换机和千兆位网卡。
两年以后，英特尔的千兆位以太网产品扩展到了支持对千兆位以太网要求越来越高的高通信业务量地区、服务器中以及最终到高性能工作站中。
为了增大部署的灵活性，英特尔千兆位以太网交换机产品使用了模块化接口连接器GBIC，依此使1000Base-X千兆位交换机能配置用于光纤（LX、SX）或铜线（T）。这种灵活性允许单台交换机支持千兆位以太网，在楼宇间时用光纤、在不同楼层之间用现有市政电缆管线竖井中的铜线。另外还有Intel PRO/1000千兆位网卡，它支持光纤和铜线传输千兆位以太网。
下列部署情形提供了今天如何部署千兆位以太网以及将来将如何部署的一些例子。
方案A：在小型网络主干中已使用了千兆位以太网来提高网段交换机汇集处的带宽并减少服务器群上的瓶颈。早期的部署是以来自边缘交换机的光纤上行链路为基础，如Intel?Express500系列交换机到英特尔 Express 480T千兆以太网交换机等。随着1000Base-T铜线传输千兆位以太网的批准，在要求很高的服务器中的 未来部署可使用IEEE 802.3ad链路汇集和多千兆位网卡，来达到交换机和服务器群之间的多个千兆位速度。
方案B：在大型数据中心，独立的千兆位以太网交换机解决方案难以满足要求。要想适当地汇集通信业务并将它在多个网络上传输，需要一种更大、性能更高的多层交换解决方案行如英特尔Express交换机。一种机架式的多层交换机提供了多种类型的联网需求的能力和灵活性，从汇集网段和工作组，到服务器链路，并且还可能通过第5类电缆到高速桌面工作站。
方案C：最终，利用1000Base-T铜线传输千兆位以太网，千兆位速度可以一直部署到桌面上，来用于高性能桌面工作 站，其中包括用于地理和化学建模、医疗成像或半导体设计和检验中的工作站等。提高台式机的带宽，需要高性能的数据中心交换机，如6000交换机或480T交换机。
这类交换机能够给每个台式机和外围连接提供千兆位速度，如工作组服务器群和应用服务器，而不会对客户机造成中断。利用铜线传输千兆位以太网技术规范，IT管理人员们能利用现有第5类电缆连接来建立高性能网络。
高性能处理器和高速总线结构的不断发展已经对网络提出了大量要求。互联网经济的迅速发展也对它提出了要求。为了满足这些要求，网络管理人员有必要考虑向高速网络发展。
在向快速以太网和千兆位以太网的转变中，英特尔是这一潮流的领导者，它有一系列的以太网台式机、服务器和移动网卡、打印服务器和10/100Mbps和千兆位交换机。
此外，因为千兆位以太网的采用已经发展到包括工作站和网段链路，英特尔技术经常是一个使之成为可能的推动因素。例如，用于英特尔架构电脑和服务器的PCI总线是为今天的强大桌面用户所特制的。
英特尔通过与业界其他主要领先公司的共同合作，来提供端到端、桌面到园区的解决方案。这一合作将确保与来自其它厂商的千兆位以太网产品的兼容性。