在以一端為中心，通過數(shù)字通道下聯(lián)上百個節(jié)點的星型廣域網(wǎng)絡拓撲結(jié)構中，若用傳統(tǒng)網(wǎng)絡連接模式，其網(wǎng)絡設備的處理能力有限和高昂成本是制約技術方案的兩大重要因素。隨著新一代寬帶接入技術和設備的推出，新型網(wǎng)絡連接解決方案也呼之欲出。

新型網(wǎng)絡接入解決方案就是用支持三層虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術的核心交換機替代傳統(tǒng)的路由器作為廣域網(wǎng)連接設備，通過數(shù)字專線通道兩端支持G.703-ETH轉(zhuǎn)換的以太網(wǎng)橋接入，在兩個局域網(wǎng)間實現(xiàn)廣域網(wǎng)數(shù)字通道的透明傳輸，同時在中心為每個分支節(jié)點分配一個VLAN標識及一段IP網(wǎng)址。

近幾年來，VLAN技術和三層交換機設備的發(fā)展日臻成熟，支持G.703-ETH轉(zhuǎn)換的以太網(wǎng)橋設備也在普遍使用，這為網(wǎng)絡技術的發(fā)展開拓了廣闊前景。目前，三層交換機被廣泛使用在樓宇、園區(qū)等規(guī)模的局域網(wǎng)中，以太網(wǎng)橋設備也僅用在局域網(wǎng)延長距離上，而將兩種新技術產(chǎn)品有機結(jié)合起來大規(guī)模使用在星型廣域網(wǎng)拓撲結(jié)構中，還需在實踐中不斷摸索完善。

圖 傳統(tǒng)網(wǎng)絡接入模式與新的網(wǎng)絡接入模式

VLAN技術

1995年，各種令人興奮的新型局域網(wǎng)技術開始被應用。受到極大關注的技術是那些基于交換的，特別是交換以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和ATM的技術。這些技術所最先帶來的好處之一就是VLAN，它有以下幾方面特點：
1) 在IP網(wǎng)絡中易于更改、移動設備

在傳統(tǒng)局域網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡管理員花費大量的時間處理設備的移動和更改。如果安裝了VLAN，則只需更改軟件配置而無需移動設備。

2) 額外的安全性

在一個VLAN中的設備只能直接和本VLAN的設備通信，若跨VLAN通信，數(shù)據(jù)信息就需經(jīng)過路由設備或支持三層的交換機。

3) 更有效的控制廣播流量

在傳統(tǒng)局域網(wǎng)絡中，廣播流量可能引起擁塞，因為數(shù)據(jù)發(fā)送到所有設備，無論它們是否需要。VLAN可以提高網(wǎng)絡效率，可把需要通信的設備設置在同一個VLAN中。

4) 減少路由需要

VLAN在三層交換機中路由的特點就是：一處路由，處處路由。這將大大減少數(shù)據(jù)傳輸對路由的依賴。

5) 支持多媒體應用程序與高效組播控制

通信接入設備

近年推出的G.703-ETH以太網(wǎng)橋是很適合上述方案的通信接入設備，它具有以下特點：

1)G.703線路支持距離范圍可達1km；

2)時鐘可以設置為內(nèi)時鐘、線路時鐘或外時鐘；

3)具有插卡式和獨立式兩種結(jié)構，插卡式可插入14個槽位的19英寸機箱內(nèi)，非常適用于中心機房集中管理，獨立式可用于分支節(jié)點；

4)Ethernet接口有UTP（10BaseT/100BaseT）和BNC（10Base2），LAN表格地址可達10000個；

5)過濾及轉(zhuǎn)發(fā)速率達每秒15000個幀，緩沖器可容納200幀，吞吐量等待為1幀；

6)支持IEEE 802.1/Q，即VLAN延長幀方式（可選）。

這種設備的以太接口還有模塊化的，可根據(jù)需要插接V.35模塊與路由器相聯(lián)；符合IEEE 802.3/Ethernet標準，還可根據(jù)網(wǎng)絡設計需求，選用支持IEEE 802.1/Q的模塊，該設備具有很高的靈活性和實用性。

路由器與三層交換機的比較

眾所周知，路由器的價格相對于集線器和交換機來說比較昂貴，且低端路由器不支持G.703的直接接入，必須使用G/V轉(zhuǎn)換器設備。在分支節(jié)點中，一般不會配置高端路由器，即使低端路由器也比集線器或交換機貴很多，而使用G.703-ETH橋接轉(zhuǎn)換器做接入，其價格與G/V轉(zhuǎn)換器相當，所以用新的網(wǎng)絡接入解決方案，規(guī)模越大，下聯(lián)的節(jié)點越多，節(jié)省的資金就越可觀。

當上聯(lián)中心端使用三層交換機做接入后，下聯(lián)的分支節(jié)點不需任何檔次的路由器，只需配備一臺集線器或交換機以及G.703-ETH橋接轉(zhuǎn)換器，約需一萬元左右。

1.端口密度和擴展能力

無論使用哪個廠商、哪個型號的路由器，都存在接入數(shù)量的限制，以Cisco 7513路由器為例，這是當前業(yè)界能提供最大E1端口密度的設備，僅為168個。對于多于此端口數(shù)量的需求，只能使用第二臺路由器設備來擴展。而使用交換機，可以說不存在接入數(shù)量的限制，以Cisco Catalyst 6509為例，雖然其10/100M端口的密度可以達到336個，但對于更多數(shù)量的接入還可通過級聯(lián)支持二層VLAN的交換機做擴充，這個數(shù)量是無限的。

在方案設計時可為每個分支節(jié)點分配一個VLAN標識，Cisco Catalyst 6509有1000個標識可供分配，當分支節(jié)點多于1000時，可讓兩個數(shù)據(jù)量較小的節(jié)點共用一個VLAN標識。

2.數(shù)據(jù)處理能力

路由器的包轉(zhuǎn)發(fā)率一般為幾百kpps，總線帶寬2Gbps；而交換機的包轉(zhuǎn)發(fā)率可達150Mpps以上，背板帶寬更可高達32Gbps。由此可以看出，三層交換機的數(shù)據(jù)處理能力遠遠高于路由器。

3.協(xié)議支持

三層交換機與路由器一樣，支持IP、IPX、DECnet等，也支持RIP、OSPF等開放的動態(tài)路由協(xié)議。簡單地說，在常用場合，路由器支持的大部分協(xié)議交換機都能夠?qū)崿F(xiàn)，而交換機特有的一些功能路由器則無法實現(xiàn)。

4.模擬通道、X.25和幀中繼

模擬通道只能以低速通信，必須通過頻帶Modem調(diào)制解調(diào)，沒有相應接入設備使之轉(zhuǎn)換到Ethernet；而X.25和幀中繼都是點到多點的連接,不是專線網(wǎng)絡，交換機不能支持這些連接，路由器才能完成。但有些高端核心交換機例如Cisco Catalyst 6509，它可接插支持廣域網(wǎng)的模塊，可實現(xiàn)路由器能完成的所有功能。

5.冗余通道支持

當冗余通道是相同的數(shù)字通道時，交換機有個特有的功能：就是將兩條以上的相同物理鏈路集合成一條邏輯鏈路，帶寬累加，只要其中一條鏈路是好的，就可保持連通性。該功能3Com的設備定義為Trunk，Cisco設備定義為Channel，其原理類似，都是在物理鏈路層實現(xiàn)的。

當冗余通道是數(shù)字通道和模擬通道并存時，必須用路由器，為避免動態(tài)路由占用廣域網(wǎng)帶寬，在分支節(jié)點可根據(jù)使用產(chǎn)品不同而選用HSRP(Hot Standby Routing Protocol)或VRRP(Virtual Router Routing Protocol)協(xié)議，在中心端可在局域網(wǎng)中用RIP或OSPF動態(tài)路由協(xié)議實現(xiàn)路由器與交換機之間的路由信息交換。若使用帶廣域網(wǎng)模塊插槽的核心交換機，自身就可以完成動態(tài)路由信息交換。

6.性能價格比

路由器與交換機的性能和價格本是不可比較的，因為路由器是廣域網(wǎng)設備，交換機是局域網(wǎng)設備，不具可比性，但使用三層交換機替代路由器的接入方案后，這個比較則是必須的。

一臺具有一定E1端口接入數(shù)量的路由器需幾十萬元人民幣，而一臺支持三層的低端交換機不到十萬元人民幣，高端核心交換機也僅需幾十萬，根據(jù)需要不同，配置也不同。交換機與路由器端口成本相差十倍，而處理能力高數(shù)十倍，如此高的性能價格比差為新型網(wǎng)絡接入解決方案提供了重要依據(jù)。

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