主干網,主干網系統結構是什么?

主干網是通過橋接器與路由器把不同的子網或LAN連接起來形成單個總線或環型拓撲結構，這種網通常采用光纖做主干線。主干網是構建企業網的一個重要的體系結構元素。它為不同局域網或子網間的信息交換提供了路徑。主干網可將同一座建筑物、校園環境中的不同建筑物或不同網絡連接在一起。通常情況下,主干網的容量要大于與之相連的網絡的容量。

主干網是一種大型的傳輸網路，它用于連接小型傳輸網絡，并傳送數據。

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

（2）在互聯網和其它廣域網中，主干網是一組路徑，提供本地網絡或城域網之間的遠距離連接。連接的點 一般稱為網絡結點，或者通訊數據轉接交換（DSEs）。

主干網有兩種類型:一種是分布式主干網,它貫穿于建筑物或校園,為局域網提供連接點:另一種是緊縮主干網,它以網絡集線器和交換機的形式存在。圖B-1所示為這兩種拓撲結構。一個混合配置將幾個緊縮主干網集線器或交換機與一個分布式主干網連接在一起。

圖B-1 分布式主干網和緊縮主干網

分布式主干網是基于分布式路由通道的結構。圖B-1左側的分布式主干網說明網絡(此處為FDDI環)是如何延伸到建筑物中的每個部門或樓層。每個網絡均通過路由器連接到主干網。類似于以上的解決方案，每一個LAN子網的內部成員之間互相競爭帶寬。FDDI由于是環形拓撲而添加了容錯功能。如果其中的某個路由器出現故障,該網絡的其他部分仍保持連接。

分布式主干網滿足了連接需求，盡管如此，采用分布式主干網有兩個重要的不利之處：

（1）共享介質主干網絡提供的帶寬受到其上運行的網絡技術能提供的數據速率的限制。在很多時候下，這就是快速以太網或FDDI。當主干網帶寬需求增加時，共享介質技術的采用會帶來性能的下降。

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

在右側顯示的緊縮主干網中,電纜從每個部門(或樓層)的網絡敷設到中央集線器或交換機(通常位于建筑物的布線室或管理中心)。主干網簡化成集線器或交換機而網絡配置成星形接線拓撲。集線器或交換機使用各種體系結構設計,如總線、共享存儲器或矩陣。主干網通常是一個將其他網絡連接在一起的網絡。在交換網絡設計中,主干網沒有一個明確的定義,它通常只是將附屬網絡通信量聚集到一起的高速交換網絡。

迄今為止,主干網僅局限于一座建筑物。主干網可將校園環境中的多個網絡鏈接在一起,還可將廣域網鏈接中的網絡連接到一起,圖B-2所示為這兩種方法。FDDI的容錯環形拓撲比較適合于校園主干網。另一個解決方案是與中心交換機相連的吉比特以太網光纖鏈路。

圖B-2 校園主干網和廣域主干網

對廣域網而言,這兩種方法均可采用。圖B-2的右側所示為專用網絡方法。安裝專用租用線路可將所有站點連接在一起,但該方法成本高,尤其是當站點彼此間相隔較遠時,更是如此,這是由于租用線路的成本隨距離的增加而增加。

構建廣域主干網的一個更佳的方法是利用提供幀中繼、ATM或其他相似服務的電信公司和服務提供商的網絡。

80/20和20/80規則

主干網曾有一個過時的規則,即80%的通信量集中在部門中,剩下的20%則通過主干網。根據這一模型,主干網不應優先采用高數據吞吐率。如果部門網絡使用的是lO Mbit/s的以太網,則主干網通常應實現lOO Mbit/s。

然而,80/20這一規則對大多數網絡已不再適用。實際上,由于下列原因,此規則已被顛倒過來:

?彼此間經常通信的用戶遍布整個組織而不是在同一個部門中。

?服務器可能在物理上位于一個中心站點,從而使網絡通信量大部分流入到同一位置。

?分層的網絡方案和集中化管理自然而然地產生一個通信量流入到中央集線器或交換機的結構。

?用戶通過防火墻網關訪問因特網,這意味著所有因特網通信量都要通過中央集線器或交換機,然后離開因特網連接。

鑒于上述因素,需要改進主干網性能或提供不同的網絡設計。此外,多媒體應用,包括現場話音和視頻會議應用,也給網絡添加了通信負荷。

在ATM(異步傳輸模式)下由一個協議集組成，用來建立一個在固定53字節的數據包（信元）流上傳輸所有通信流量的機制。固定大小的包可以確?？焖偾胰菀椎貙崿F交換和多路復用。ATM 是一種面向連接的技術，也就是說，兩個網絡系統要建立相互間的通信，需要通知中間介質服務需求和流量參數。ATM已經解決了很多網絡(包括電信公司核心網絡)中存在的通信業務量問題?？稍诰W狀拓撲中將多個ATM交換機與冗余分載鏈路連接在一起,由冗余分載鏈路在網絡核心處處理高通信量負載。

另一種方法是構建企業網絡吉比特以太網內核。它在主干網交換機上或交換機之間提供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,因此比較適合于現有的以太網網絡。在大多數情況下,吉比特以太網交換機可替換較舊的交換機。

通常,基于交換的積木塊是構建在大通信負載下保持高性能的高速分層網絡的組件。

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