数据通信吉比特以太网手册
2000-4
人民邮电出版社
(美)史蒂芬﹒桑德斯
530
本书是数据通信领域的一本重要译著，主要内容是描述吉比特以太网(即通常所说的千兆以太网)技术，包括吉比特以太网技术的总体概述、吉比特以太网的相关标准和规范、吉比特以太网的路由选择技术、吉比特以太网和其它高速LAN的比较、向吉比特以太网过渡的方案、吉比特以太网的设计原则以及吉比特以太网的相关产品。
本书内容丰富，图文并茂，适合于从事数据通信、网络工程工作的业内人士阅读和参考。
第1部分 吉比特以太网概述
第1章 吉比特以太网：全面概述 3
1.1 引言 4
1.2 吉比特以太网的规模 5
1.3 幻想破灭 7
1.4 缓冲器或者受损 8
1.5 在光纤中求得高速 9
1.6 服务器限速 10
1.7 吉比特的实现 11
第2章 吉比特以太网标准 13
2.1 引言 14
2.2 数据帧 16
2.3 什么是吉比特以太网 17
2.4 OSI模型 17
2.4.1 数据链路层 18
2.4.2 物理层 19
2.5 以太网的帧 19
2.5.1 目的地址 20
2.5.2 源地址 21
2.5.3 长度/类型 21
2.5.4 数据 21
2.5.5 帧校验序列 22
2.6 传输准备 22
2.7 封装过程 25
2.8 数据包 25
2.9 物理编码子层：8B/10B编码 27
2.10 串行/并行变换器 29
2.11 光收发机 30
2.12 媒质 31
2.13 逆过程 32
第3章 增强的CSMA/CD：分组突发 33
3.1 引言 34
3.2 背景介绍 35
3.3 载波扩展 36
3.4 短帧的低利用率 36
3.5 帧丢失 38
3.6 分组突发 38
3.7 短帧的较高利用率 40
3.8 帧丢失减少 41
3.9 后冲突 42
3.10 结论 42
第4章 全双工中继器 43
4.1 引言 44
4.2 从中继器到交换机 46
4.3 全双工中继器初探 48
4.4 全双工中继器的应用 49
4.5 内部研究 51
4.6 FIFO缓冲器 52
4.7 漏桶模型 53
4.8 判决 55
4.9 非对称流量控制 55
4.10 链路部件 57
4.11 结论 58
第5章 吉比特以太网：物理层和传输媒质的选择 61
5.1 引言 62
5.2 传输媒质的条件 63
5.3 吉比特以太网的物理层 63
5.4 光PHY 65
5.5 铜PHY 66
5.6 目标距离 67
5.7 结论 68
鸣谢 69
第2部分 吉比特以太网及相关规范
第6章 IEEE的有关标准802.1p、802.1Q和802.3x 73
6.1 引言 74
6.2 拥塞问题：标准的解决方案 75
6.3 IEEE标准802.1p：多级消减 76
6.3.1 GARP网络 77
6.3.2 消减 80
6.4 IEEE 标准802.1Q：虚拟LAN和
优先级判断 81
6.4.1 带宽增加 82
6.4.2 移动的经验 83
6.4.3 修改后的以太网帧结构 84
6.5 优先级 85
6.6 IEEE 标准802.3x：全双工/流量控制 87
6.6.1 点到点通信 87
6.7 结论 89
第7章 CSMA/CD的增强型-虚拟冲突 91
7.1 引言 92
7.2 背景资料 92
7.3 多媒体：交换或共享 93
7.4 多媒体需求 94
7.5 虚拟冲突 96
7.6 网络直径加倍 99
7.7 带宽保证和对优先级的支持 100
7.8 公平性 101
7.9 结论 102
第8章 吉比特以太网LAN的服务质量 105
8.1 引言 106
8.2 基本类型的定义：COS和QOS 108
8.3 实现QOS的第一步 109
8.4 一个企业范围的解决方案 110
8.5 QOS部件和激活器 111
8.6 在数据格式一致的情况下可度量的
带宽 112
8.7 分组或分组流的优先级和资源预留 113
8.8 排队方法 114
8.9 管理方法 116
8.10 丢弃方法 116
8.11 通过各种技术映射服务级别 117
8.12 低成本芯片：一个重要的促进因素 118
8.13 选择合适的QOS组合 119
8.14 实现方案 121
8.15 策略 122
8.16 结论：QOS作为网络控制的
一种方法 122
第9章 在吉比特以太网中实现VLAN 123
9.1 引言 124
9.2 VLAN的定义 124
9.3 吉比特以太网改变的规则 126
9.4 广播/同播控制 126
9.5 在吉比特交换机上实现VLAN技术 129
9.6 吉比特以太网和QOS 129
9.7 设计吉比特VLAN 130
9.8 VLAN标准和多厂家网络 131
9.9 在高速网络中的VLAN和路由选择 132
9.9.1 内部路由选择/第三层交换 133
9.9.2 外部路由选择 133
9.10 利用吉比特以太网和VLAN减缓
骨干网的拥塞 133
9.11 在第二级骨干网中利用VLAN
减少拥塞 135
9.12 具有吉比特功能的服务器集中区
和工作组 136
9.13 VLAN和吉比特以太网的规划 136
9.14 结论 139
第3部分 吉比特以太网和路由选择
第10章 吉比特以太网和多层交换/路由选择 143
10.1 引言 144
10.2 可变性：一个扩展的定义 145
10.3 第三层交换：智能化和速率的结合 146
10.4 在一个第三层的解决方案中要
寻找什么 147
10.5 点名：领先的第三层吉比特的
解决方案 149
10.6 配置交换吉比特以太网 153
10.7 结论：网络的未来 154
第11章 IP交换和吉比特以太网 157
11.1 引言 158
11.2 联网技术的增值和采用 159
11.3 以太网和TCP/IP的出现 160
11.4 联网领域中的进步的市场认可 163
11.5 吉比特以太网和新的路由器结构
的需求 165
11.6 IP的交换方法 167
11.7 流量分类 168
11.8 IP交换流量类型 169
11.9 交换结构的考虑因素 171
11.10 服务质量 173
11.11 支持同播 175
11.12 价格和成本因素 175
11.13 结论 176
第12章 帧中信元和吉比特以太网 179
12.1 引言 180
12.2 ATM的优点(QOS和流量控制) 181
12.3 以太网的优点 181
12.4 两方面的最佳组合-采用帧的
ATM协议(CIF) 182
12.4.1 工作站接入 182
12.5 吉比特LAN干线上的CIF 183
12.6 端到端服务质量的要求 185
12.7 端到端显式速率流量控制的需要 185
12.8 ATM协议-一套完整的协议组 188
12.9 IETF的选择：TCP/IP和RSVP 189
12.9.1 QOS路由选择-避免无限
延迟问题 190
12.9.2 TCP的流量控制 191
12.9.3 IETF协议结论 192
12.10 帧中信元设计概述 192
12.11 CIF-ES 194
12.11.1 端站接片 194
12.11.2 端站的ATM信令 194
12.11.3 端站中的TCP 195
12.11.4 QOS排队 196
12.11.5 ABR流量控制标记 196
12.12 延迟变化 198
12.13 工作站的CPU开销 198
12.14 结论 199
参考文献 200
第13章 NT交换机：第四层吉比特以太网和
Windows NT业务 201
13.1 引言 202
13.2 明确应用的需要 203
13.2.1 第一层的要求：接入桌面的
高速以太网 204
13.2.2 第二层/第三层要求：
无瓶颈的服务器集中 205
13.2.3 第四层的要求：支持新型的
应用 206
13.2.4 超出L2/L3/L4的带宽 207
13.3 NT交换机 208
13.3.1 使用NT交换机 209
13.4 NT交换机的结构 211
13.5 Windows NT和NT交换机 213
13.5.1 路由选择业务-Steelhead 213
13.5.2 管理业务 215
13.5.3 安全业务 215
13.5.4 目录业务 216
13.5.5 NT交换机的扩展性 216
13.6 NT交换机的动态交换编辑器 217
13.7 NT交换机的第四层吉比特以太网
交换引擎 218
13.8 NT交换机联网模型 220
13.8.1 简化联网 221
13.8.2 增强网络的智能化和控制功能 221
13.8.3 强调用户专门的要求 223
13.9 结论：NT交换机的未来 225
第4部分 吉比特以太网和其它高速LAN的比较
第14章 吉比特以太网和其它高速LAN的比较 229
14.1 引言 230
14.2 ATM 231
14.3 FDDI 233
14.4 100VG-AnyLAN 234
14.5 光纤信道 237
14.6 HIPPI 240
14.7 快速以太网 241
14.8 结论 242
第15章 在骨干网中选择ATM和吉比特以太网 245
15.1 引言 246
15.2 概述 246
15.3 LAN的骨干网技术 247
15.4 ATM作为LAN骨干网 249
15.5 LAN骨干网比较 252
15.5.1 例1：广域CAD/CAM环境 252
15.5.2 例2：财政业务环境 253
15.6 结论 258
第16章 吉比特以太网和ATM：等级性能的
互补技术 259
16.1 引言 260
16.1.1 新的带宽驱动者 261
16.1.2 两种高速解决方案 262
16.1.3 互补的设计目标 262
16.2 定义吉比特以太网 262
16.2.1 802.1p、802.1Q和RSVP 264
16.2.2 以太网的带宽升级 264
16.3 了解ATM 265
16.3.1 等级和信元交换 266
16.3.2 LAN仿真 266
16.3.3 ATM服务质量 267
16.3.4 ATM的解决方案：小结 267
16.4 ATM和吉比特以太网 269
16.4.1 ATM QOS和以太网COS 270
16.4.2 在混合的ATM/以太网环境
中传递QOS 270
16.4.3 优化网络控制 271
16.5 结论和应用指导 273
第5部分 向吉比特以太网的过渡
第17章 制订向吉比特以太网过渡的计划 279
17.1 引言 280
17.2 过渡简便 280
17.2.1 仍是以太网 281
17.2.2 帧结构 281
17.2.3 网管 282
17.3 与以太网的不同 282
17.3.1 新的线路编码 283
17.3.2 处理数据容量 283
17.3.3 电缆计划 284
17.4 过渡方案研究 284
17.4.1 服务器群 285
17.4.2 交换骨干网 285
17.4.3 桌面系统 287
17.4.4 FDDI 288
17.5 结论 290
第18章 将吉比特以太网并入现有网络 291
18.1 概述 292
18.2 传统的LAN 293
18.2.1 接入方法 294
18.2.2 速率和供电 294
18.2.3 交换还是共享 295
18.2.4 服务器 296
18.2.5 第2层和第3层 297
18.2.6 管理 297
18.3 新技术与应用-多媒体 298
18.3.1 IP同播 298
18.3.2 VLAN 300
18.3.3 COS/QOS 300
18.3.4 全双工 301
18.3.5 流量控制 301
18.4 采用方式 301
18.4.1 骨干网升级 303
18.4.2 高性能服务器 305
18.4.3 高性能桌面系统 306
18.4.4 物理布线 306
18.4.5 时线 306
第19章 改变以太网的规模 307
19.1 引言 308
19.2 定义带宽体系 309
19.2.1 10Mbit/s以太网 310
19.2.2 100Mbit/s以太网 310
19.2.3 吉比特以太网 311
19.2.4 共享连接还是交换连接 311
19.2.5 各级的设备 312
19.3 网络需求与以太网带宽体系的匹配 312
19.3.1 客户机接入 313
19.3.2 桌面系统的集中 314
19.3.3 服务器接入 315
19.3.4 数据中心集中 316
19.3.5 骨干网 316
19.4 可伸缩的以太网设计的规则 317
19.4.1 应用类型 317
19.4.2 网络用户模型 318
19.5 设计全面可伸缩的以太网网络 319
19.6 结论 321
第6部分 吉比特以太网设计导论
第20章 怎样建立以太网 325
20.1 引言 326
20.2 问题的提出 326
20.3 监测网络 327
20.4 分析业务模型 327
20.5 分析应用 328
20.6 预测未来 328
20.7 确定步骤 328
20.8 桌面连接 329
20.9 上行链路 330
20.10 服务器室 333
20.11 伸缩式交换机 335
20.12 对桌面实施吉比特以太网连接 336
20.13 把吉比特以太网作为上行链路 339
20.14 在服务器室内实现吉比特以太网 341
20.15 在伸缩交换机中运用吉比特以太网 344
20.16 结论 345
第21章 为吉比特以太网选择服务器元件 347
21.1 引言 348
21.2 现有服务器中的吉比特以太网 349
21.3 了解整个服务器系统 350
21.4 性能因素 351
21.5 硬件子系统 351
21.6 单处理器系统 351
21.7 多处理器系统 352
21.8 存储器子系统 353
21.8.1 存储器类型 353
21.8.2 高速缓存 354
21.8.3 时延与等待状态 355
21.8.4 存储器存取 356
21.9 磁盘子系统 356
21.10 PCI芯片组 357
21.10.1 PCI总线宽度 358
21.10.2 多PCI总线系统 358
21.10.3 PCI的频率 358
21.10.4 PCI的等待时间 359
21.10.5 PCI存储器的命令 360
21.10.6 PCI的缓存/邮寄 361
21.11 适配器硬件 361
21.11.1 总线主控与受控结构 362
21.11.2 适配器存储容量和接收超限 363
21.11.3 流量控制 364
21.11.4 硬件/软件接口 364
21.11.5 半双工与全双工 365
21.11.6 中断的代价 366
21.11.7 提高CPU的利用率 367
21.12 软件子系统 367
21.12.1 核心操作系统 368
21.12.2 复制数据的代价 368
21.12.3 协议堆栈 370
21.12.4 TCP/IP协议 370
21.12.5 网络适配器设备驱动程序 372
21.13 硬件与软件间的相互作用 373
21.13.1 实际与理论中的总线带宽 373
21.14 展望 375
21.14.1 硬件子系统 375
21.14.2 软件子系统 376
21.15 吉比特以太网是服务器连接的选择 377
第22章 如何优化吉比特以太网终端站的性能 379
22.1 引言 380
22.2 确定问题 383
22.3 对网络适配器性能的衡量 383
22.4 窃取CPU周期 385
22.5 优化主机的网络适配器的设计 387
22.6 规范和即将出现的规范对
网络适配器设计的影响 390
22.6.1 IEEE 802.3x 390
22.6.2 IEEE 802.1p/Q 390
第23章 如何在吉比特以太网LAN上对
时间敏感业务划分优先级 391
23.1 引言 392
23.2 网络时延来自何处 393
23.2.1 问题：带宽受限的网络部分 394
23.2.2 问题：拥塞的网络部分 394
23.2.3 问题：拥塞的网间设备 394
23.2.4 问题：速率不同的各部分间
进行业务传递 396
23.3 解决办法 396
23.4 解决办法：网络拓扑结构的设计 397
23.4.1 低时延骨干网 398
23.4.2 服务器的互联 399
23.4.3 为获取低时延的专用
客户/桌面连接 400
23.4.4 使网络中继段最少 401
23.4.5 拓扑结构的概述 403
23.5 解决办法：处理拥塞 404
23.5.1 链路上的拥塞 404
23.5.2 解决交换机/路由器中的拥塞 405
23.5.3 超负荷所引起的阻塞 406
23.5.4 速率不匹配 407
23.6 解决办法：运用协议解决拥塞 407
23.6.1 RSVP 407
23.6.2 RSVP的作用 408
23.6.3 MAC层协议 409
23.6.4 IEEE 802.1p 410
第24章 建立一个数据的公用事业 411
24.1 引言 412
24.2 简单就是胜利 413
24.3 本地数据网-错失良机 413
24.4 简化的时机到来了 415
24.5 数据公用事业-"如果建造
这样的设施，其就会实现" 416
24.6 数据公用事业的特征 417
24.7 以太网占优势 417
24.8 校园数据基础设施-
一种新的模式 418
24.9 能力 419
24.10 简单化 420
24.11 怎样建立一个数据公用事业 421
24.12 结论 422
第25章 管理吉比特以太网 423
25.1 引言 424
25.2 以太网管理的发展 425
25.3 吉比特以太网规范的不同之处 426
25.3.1 中继器功能 427
25.3.2 突发模式计数器 427
25.3.3 冲突算法 427
25.3.4 计数器长度 428
25.3 5 自动协商 428
25.3.6 物理层接口 428
25.4 目前应用的好处 428
25.5 吉比特以太网管理工具 429
25.6 实现方面的问题 431
25.7 结论 432
第7部分 可利用的吉比特以太网硬件
第26章 吉比特以太网交换机和集线器的
选择准则 435
26.1 引言 436
26.2 不断增加的痛苦 437
26.3 这一名称中包含什么内容呢 438
26.4 他们称我为流浪汉 438
26.5 能否进行质量控制 439
26.6 堆叠和分立 440
26.7 高级机箱 443
26.8 内部情节 444
26.9 容量问题 445
26.10 所有后退的东西 446
26.11 进行流控 446
26.12 对优先权划分的强烈要求 447
26.13 虚拟实现 448
26.14 第3层的概貌 448
26.15 管理方式的转变 449
26.16 对于零售价的揭示 450
26.17 集线器群体 450
26.18 在插件板/卡方面 452
26.19 结论 453
第27章 第一代吉比特以太网产品 455
27.1 引言 456
27.2 Extreme公司的Summit2型交换机 456
27.2.1 在速率上的竞争者 457
27.2.2 交换方面 458
27.2.3 竞争的存在 459
27.3 Torrent的IP9000型吉比特路由器 459
27.3.1 关于产品的基本内容 460
27.3.2 数据包的路径 461
27.4 3Com的Corebuilder 3500 LAN
交换机 462
27.4.1 内部情况 463
27.4.2 关于数据流 464
27.5 3Com的Corebuilder9000数据中心
交换机 465
27.5.1 两种选择 465
27.5.2 故障定位 467
27.6 Alteon的Alteon/NIC与交换机 467
27.6.1 方案的细节问题 468
27.6.2 支撑部件 469
27.6.3 硬件上的提高 469
27.7 Gigalabs的Gigastar 100 470
27.7.1 发展动力 470
27.7.2 管理与价格 472
附录 475
供应商名单 476
索引 487
作者简介 530
