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简介
这是高速以太网ppt，包括了以太网发展史的简单介绍，千兆以太网出现的背景及现状，万兆以太网发展的背景，万兆以太网的技术特色和应用特征，万兆以太网未来的发展趋势，探讨十万兆以太网离我们还有多远等内容，欢迎点击下载。
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高速以太网
张才东
24320101152266_软件工程专业
目 录
以太网发展史的简单介绍
千兆以太网出现的背景及现状
万兆以太网发展的背景
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆以太网未来的发展趋势
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
以太网发展史的简单介绍
局域网经历了三代：
第一代是以CSMA/CD和标记环为代表，提供终端到主机的联接，支持客户机/服务器结构，运行在中等数据率；
第二代以FDDI为代表，满足对LAN骨干网的要求，支持高性能工作站；
第三代以千、万兆位以太网与ATM局域网为代表，提供多媒体应用所需的吞吐量和实时传输的质量保证。
以太网发展史的简单介绍
以太网最初是由Xerox公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体，采用载波多路访问和冲突检测（CSMA/CD）机制，数据传输速率达到10Mbps。
以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而IEEE 802.3规范则是基于最初的以太网技术于1980年制定。以太网版本2.0由Digital Equipment Corporation、Intel和Xerox三家公司联合开发，与IEEE 802.3规范相互兼容。
以太网发展史的简单介绍
在应用以太网发展的过程中，对网络技术和结构的升级主要集中在以下三点上：
（1）增加系统的带宽。随着网络业务的增长，网络设备和传输媒体上的数据流量随之增长，因此要求系统不断增加带宽。
以太网发展史的简单介绍
正是因为在局域网中以太网以最低的代价可以轻松地实现上述的升级，所以以太网在局域网的竞争中逐渐地占据了绝对的优势。
目 录
以太网发展史的简单介绍
千兆以太网出现的背景及现状
万兆以太网发展的背景及发展
万兆以太网未来的发展趋势
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
千兆以太网出现的背景及现状
局域以太网从10M开始发展，经历几多的变迁，发展到千兆、万兆以太网。千兆以太网以高效、高速、高性能为特点，已经广泛应用在金融、商业、教育、政府机关及厂矿企业等行业。
千兆以太网以及随后出现的万兆以太网标准是两个比较重要的标准，以太网技术通过这两个标准从桌面的局域网技术延伸到校园网以及城域网的汇聚和骨干。
千兆以太网出现的背景及现状
在1995年后期，IEEE 802.3委员会就组建了一个工作小组，以研究在以太网的环境下如何使分组包的传输速度达到Gbit（即千兆）级。如今千兆以太网的技术标准已经成熟，并有了许多成功的应用。千兆以太网不仅仅定义了新的媒体和传输协议，还保留了10M和100M以太网的协议、帧格式，以保持其向下兼容性。随着越来越多的人使用100M以太网，越来越多的业务负荷在骨干网上承载，千兆以太网就应运而生。
一般局域网交换机都有10/100M自适应端口和1G的上行端口，所以千兆以太网都用于连接核心服务器和高速局域网交换机。
千兆以太网出现的背景及现状
千兆以太网的协议栈结构包括物理层和介质访问层（MAC），该MAC层是802.3的MAC层算法的增强版本。除了使用非屏蔽的双绞线，对于其他媒介，都可以使用新定义的gigabit medium-independent interface (GMII)，GMII是一种8bits的并行同步收发接口，它用于芯片和芯片的标准接口，可以满足不同芯片供应商对于MAC层和物理层的互连互通。
千兆以太网出现的背景及现状
介质访问层
千兆以太网使用IEEE 802.3定义的10M/100M以太网一致的CSMA/CD帧格式和MAC层协议。以太网交换机（全双工模式）中的千兆端口不能采用共享信道方式访问介质，而只能采用专用信道方式，这是因为在专用信道方式下，数据的收发能够不受干扰地同步进行。
由于以太网交换技术的发展，不采用CSMA/CD协议也能全双工操作。千兆以太网规范发展完善了PAUSE协议，该协议采用不均匀流量控制方法最先应用于100M以太网中。
千兆以太网出现的背景及现状
物理层
千兆以太网协议定义了以下四种物理层接口：
1000BASE-LX：较长波长的光纤，支持550 m长的多模光纤（62.5μm或50μm）或5 Km长的单模光纤（10μm），波长范围为1270到1355 nm；
1000BASE-SX：较短波长的光纤，支持275 m长的多模光纤（62.5μm）或550 m长的多模光纤（50μm），波长范围为770到860 nm；
1000BASE-CX：支持25 m长的短距离屏蔽双绞线，主要用于单个房间内或机架内的端口连接；
1000BASE-T：支持4对100 m长的UTP5线缆，每对线缆传输250M数据。
千兆以太网出现的背景及现状
千兆以太网的数字信号编码技术
除非物理层是双绞线方式，千兆以太网的数字信号编码方式均是8B/10B，这种方式在发送的时候将8bits数据转换成10bits，以提高数据的传输可靠性。8B/10B方式最初由IBM公司发明并应用于ESCON(200M互连系统）中。 这种编码方式具有以下优点：
实现相对简单，并以廉价的方式制造可靠的收发器；
对于任何数字序列，相对平衡地产生一样多的0，1比特；
提供简便的方式实现时钟的恢复；
提供有用的纠错能力。
目 录
以太网发展史的简单介绍
千兆以太网出现的背景及现状
万兆以太网发展的背景
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆以太网未来的发展趋势
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
万兆以太网出现的背景
万兆以太网出现的背景
当千兆以太网还没有大规模应用的时候，人们已经提出万兆以太网的概念。特别是Internet和Intranet上的业务流量呈爆炸式的增长，万兆以太网的协议研究及工程实现就越发迫切起来。目前造成Internet和Intranet上业务流量快速增长的几个因素如下：
万兆以太网出现的背景
最初，运营商们主要将万兆以太网应用于大容量的以太网交换机间的高速互连，随着带宽需求的增长，万兆以太网将应用于整个网络，包括应用服务器，骨干网和校园网。这种技术使得ISP和NSP能够以一种廉价的方式提供高速的服务。
万兆以太网出现的背景
这种技术同时可以应用于城域网和广域网的建设，这样局域网技术就能够与ATM或其他广域网络技术竞争。在大多数情况下，用户需要数据通过TCP/IP实现全网的无缝连接，从用户终端到网络业务提供者，而万兆以太网真正做到这一点。由于不需要将以太网的分组包分拆或重组成ATM信元，避免了带宽的浪费，这种网络真正做到端到端的以太网。
万兆以太网出现的背景
IP技术和万兆以太网技术的结合不仅仅能够提供高质量的服务，同时能够进行有效的流量控制，而在以前只有ATM能够做到。
根据万兆以太网的应用场合不同，已经定义了不同的光纤接口（光纤的波长和传输距离）。最大的传输距离从300 m一直到40 km，并采用了多种光纤介质，以全双工方式运行。
大 纲
以太网发展史的简单介绍
千兆以太网出现的背景及发展
万兆以太网发展的背景
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆以太网未来的发展趋势
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
万兆以太网的技术特色和应用特征
从技术角度分析，万兆以太网具有以下特色：：
首先，万兆以太网相对于以往代表最高适用度的千兆以太网拥有着绝对的优势和特点。其技术特色首先表现在物理层面上。万兆以太网是一种只采用全双工与光纤的技术，其物理层(PHY)和OSI模型的第一层(物理层)一致，它负责建立传输介质(光纤或铜线)和MAC层的连接，MAC层相当于OSI模型的第二层(数据链路层)；
万兆以太网的技术特色和应用特征
其次，万兆以太网技术基本继承了以太网、快速以太网及千兆以太网技术，因此在用户普及率、使用方便性、网络互操作性及简易性上皆占有极大的引进优势。在升级到万兆以太网解决方案时，用户不必担心既有的程序或服务是否会受到影响，升级的风险非常低，同时在未来升级到100G都将是很明显的优势；
万兆以太网的技术特色和应用特征
第三，万兆标准意味着以太网将具有更高的带宽(10GB)和更远的传输距离(最长传输距离可达80公里)。
万兆以太网的技术特色和应用特征
第五、万兆以太网技术提供了更多的更新功能，大大提升QoS （ Quality of Service） ，具有相当的革命性，因此，能更好的满足网络安全、服务质量、链路保护等多个方面需求。
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆以太网还有十分明显的应用特征：
万兆以太网结构简单、管理方便、价格低廉。由于没有采用访问优先控制技术，简化了访问控制的算法，从而简化了网络的管理，并降低了部署的成本，因而得到了广泛的应用。
过去有时需采用数个千兆捆绑以满足交换机互连所需的高带宽，因而浪费了更多的光纤资源，现在可以采用万兆互连，甚至4个万兆捆绑互连，达到40GB的宽带水平。
万兆以太网的技术特色和应用特征
采用万兆以太网，网络管理者可以用实时方式，也可以用历史累积方式轻松地看到第2层到第7层的网络流量。允许“永远在线”监视，能够鉴别干扰或入侵监测，发现网络性能瓶颈，获取计费信息或呼叫数据记录，从网络中获取商业智能。
以太网的可平滑升级保护了用户的投资，以太网的改进始终保持向前兼容，使得用户能够实现无缝的升级，一方面不需要额外的投资升级上层应用系统，也不影响原来的业务部署和应用。
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆校园网架构设计
万兆校园网是成规模的高校网络建设的一个基本方向，这样可以满足多业务、高带宽对网络性能的要求。但是，考虑到整个网络信息点分布、高流量业务的分布情况，需要建设一个结构化的网络基础架构，才能更充分的利用网络基础资源。
根据目前网络建设的主流趋势，采用树形结构设计整个网络的骨干架构，比较符合网络业务流趋势。在需要采用万兆链路的场合，可以把网络按照规模分成两层架构和三层架构两种模型。
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆校园网架构设计
两层网络架构
万兆以太网的技术特色和应用特征
三层网络机构
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆校园网设计案例单
万兆以太网的技术特色和应用特征
单核心万兆骨干
万兆以太网的技术特色和应用特征
双核心万兆骨干
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆核心环路
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以太网发展史的简单介绍
千兆以太网出现的背景及发展
万兆以太网发展的背景
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆以太网未来的发展趋势
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
万兆以太网未来的发展趋势
十万兆以太网虎视眈眈
10G肯定不是网络速度拓展的终点，2006年11月，IEEE 802.3高速研究小组在达拉斯会议上就已经投票表决支持了100Gbps（十万兆）高速以太网的标准化制定工作。
万兆以太网未来的发展趋势
在下一代超万兆标准的竟争中，40G、80G、100G、120G等标准都获得了一些厂商的支持。比如思科就认为以太网的下一目标也许是40G，因为开发40G以太网的技术难度比开发100G以太网要小一些。
思科的SE20 40Gb/s模块
万兆以太网未来的发展趋势
但当时有的人却认为，100Gbps的数据传输标准更被看好，其在IEEE会议中获得了75%的支持，100G更符合以太网速度十倍式跳跃发展的传统思维。因为当时正在实验室试验100Gbps的以太网技术，也因为朗讯、Infinera等厂商当时在100Gbps系统上的实际进展而鼓舞。
万兆以太网未来的发展趋势
05年，朗讯贝尔实验室在ECOC上就已经首次
报道了100Gbps光以太网信号传输试验，这次实
验被称为是向着100Gbps数据传输发展的一个里
程碑。贝尔实验室负责人表示这次的实验突破了
当时传输速率的限制，为了达到100G传输他们采
用了两项最新的技术——其一是双二进制信号
编码，利用正，负和零三
种电平来代表一个二进制
信号，这种信号方式比传
统的NRZ码性需要更少的
带宽；其二是单芯片光均
衡器技术。
万兆以太网未来的发展趋势
除了朗讯，在超级计算2006大会SC06上，Finisar、Infinera等业界领先机构成功展示基于10Gbps波长的100G以太网技术是可以在现有光网络中实现的。该实验系统成功实现从佛罗里达Tampa传送100Gbps信号到德州休斯敦再回到Tampa的传输，基于10个10Gbps波长信道，利用Level3现有的网络。那是100Gbps信号首次在实际网络中传输。
万兆以太网未来的发展趋势
2006年9月，朗讯科技贝尔实验室又在ECOC2006上宣布实现2000公里的107GbpsX10的光传输，朗讯同时表示2000公里的传输距离已经可以满足100Gbps系统的绝大多数商业应用，证明了100Gbps以太网是一种可以实用的技术。
万兆以太网未来的发展趋势
“很多人看好的40Gbps以太网很难成为100Gbps以太网的竞争对手，而120Gbps的提议更值得重视”。从10G以太网向100G以太网的平滑升级需要标准制定者和系统设计技术者的紧密合作，未来数年后，以太网络可肯定将迈入十万兆时代。
万兆以太网未来的发展趋势
千兆万兆已成主流，十万兆即将实现
虽然随着系统密度不断增高，用10G以太网作上行连接的效率正在下降，导致网络的瓶颈产生，100G以太网技术是解决这个问题的有效手段。从目前的技术发展趋势来看，随着现在桌面用户对于速度提升的要求，千兆到桌面在逐渐实现普及。
万兆以太网未来的发展趋势
过去的5年里，10G+1000M（1000BASE-T继续使用现有的线缆设施，在5类线上的传输距离最远可达100米）组成的混合网络逐渐地成为以太网应用的绝对主流，而且千兆以太网向桌面的普及大大助长服务器和企业干线对万兆以太网的需求，对于相对于现在的百兆+千兆网络，万兆+千兆网络价格和较低的投入都有很大的吸引力。在城域网乃至局域网中实施的10G+1000M（万兆+千兆）以太网把以太网的速度和成本优势与光网络的传输距离和可靠性完美结合起来。 然而走进商用骨干网络，并最终改变家庭网络应用方式的100Gbps（十万兆）网络究竟还需期待多久？
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以太网发展史的简单介绍
千兆以太网出现的背景及发展
万兆以太网发展的背景
万兆以太网的技术特色和应用特征
万兆以太网未来的发展趋势
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
40G/100G以太网标准之路
40G/100G的带宽意味着什么？
40G/100G的关键技术
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
40G/100G 以太网的标准之路
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以太网接口速率变化
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
是40G还是100G？下一代以太网的标准之路从一开始就面临一个艰难的抉择。
40G以太网作为下一代标准，其支持者有着非常充分的理由：尽管这不是一个10倍于10G以太网的速率，但是40G端口的相关技术和产业链确相对成熟得多，因而在芯片成本、光模块成本和端口部署等方面都有着非常现实的意义，可以很快实现规模性的商用。
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
互联网的技术热点
下一代以太网的需求来势汹汹，以至于在2009年就有Cisco、Juniper、Huawei等纷纷推出100G以太网的产品平台和线卡。在标准尚未发布之前就发布对应的产品，在技术上存在很大的风险，给产业链的发展既带来机会，也同时给最终用户带来更多的困惑——它们能互通吗？谁更加接近最终的标准？
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
40G/100G的需求高速增长，40G/100G的带宽意味着什么？
从业务层面来看，三网融合为用户家里的网线赋予了更为丰富的内容，既可以下载文件、上网购物、也可以看高清视频、实现高清视频通话等等，这也使得用户对带宽的需求从64K迅速上升到10M、100M，甚至千兆。
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
而云计算的部
署，就更加速了
业务对网络带宽
的需求，海量的
数据在不断的交
互，网络正在成
为人类的第二个
生活空间，有越
来越多的事情正
在和将会在网络
上进行。更强大
的数据中心、更高的网络带宽是实现这一切的物
理基础。
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
从网络的架构来看，
网络的扁平化和融合
也都大大促进了40、
100G高速接口的发展。
网络的扁平化对
高端/核心路由器提出
了更高端口密度和更高
速率上行接口的要求，
每槽位多达32个10GE
接口，在如此高
密度、大容量的接入
带宽下面，上行接口的带宽就有了更高的需求。
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
再者，从降低网络的投资成本和运营成本的角度来看，也对40G/100G端口有着明确的需求。
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
40G/100G的关键技术
40G/100G相关领域的标准在2010年的全面落地，开启了以太网技术发展的新领域。从2009年开始业界领先的设备厂商都开始推出和宣称提供了对40G/100G端口和应用的支持，但是作为一项新技术，在其研发和部署的各个环节会涉及到一些关键技术的突破和革新，这也给芯片开发商、设备制造商和最终用户都带来一系列新的挑战和问题。
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
1. 路由器/交换机处理能力，包括的整机容量、端口密度、高速查表、流量管理以及热设计和节能设计；
探讨十万兆以太网离我们还有多远？
十万兆以太网离我们还有多远？
高速以太网
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