园区网络架构与技术
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1.2.1 第一代:从“共享”到“交换”

1980年,IEEE发布了IEEE 802.3标准,规定了包括物理层连线、电信号和介质访问控制协议的内容,这个标准的制定标志着以太网技术的正式诞生。相比之前的组网技术,使用双绞线连接的以太网成本更低、易于组网,从而快速成为园区网络的主流。

早期的园区网络使用集线器作为接入设备。由于集线器是共享媒介的物理层设备,无法接入大量用户,否则会因为冲突域的增大而严重影响网络性能,冲突域的大小限制了局域网的规模。这个时期的局域网并发用户数通常不超过16个。一个园区网络需要被划分为很多局域网,局域网间通过昂贵且低速的路由器互联。这种架构的局域网只能满足少量用户在线,往往一个部门只有一台计算机能够上网,大家轮流使用这台计算机收发邮件,浏览BBS(Bulletin Board System,电子公告板系统)。

20世纪80年代末期,出现了以太网交换机。早期的以太网交换机在数据链路层工作,因此又被称为二层交换机。二层交换机对外提供多个端口,每个终端连接在一个端口上。内部采用“存储-转发”机制,终端间可以并行收发报文而不会相互影响。二层交换机消除了链路上的冲突,局域网的规模也随之扩大。但是,所有二层交换机的端口都在一个BD(Bridge Domain,广播域)中,BD的大小限制了局域网的规模,如果局域网规模过大,则会面临广播风暴的困扰。使用二层交换机组网的局域网并发用户数通常不超过64个,与集线器相比,明显扩大了局域网的规模,降低了网络间的互联成本。二层交换机迅速取代集线器,成为园区网络的标准部件。

这一代的园区网络由于结构简单,其上承载的业务也相对简单,因此通常没有专门的管理维护系统,管理维护的工作由专业人员完成,由此发展出对技能要求相对较高的网络工程师这个岗位群体。

这一代的园区网络为园区提供了基础的网络服务,部分计算机终端可以接入网络中。但是,这一代的园区网络将路由器作为骨干节点,既昂贵又速度缓慢,只能提供非实时的电子邮件类服务。