高速區域網

FDDI即光纖分散式數據介面（Fiber Distributed Data Interface）是計算機網路技術發展到高速數據通信階段出現的第一項高速網路技術。FDDI光纖環 網是由美國國家標準協會ANSI X3T9.5委員確定的一種使用光纖作為傳輸媒體的、高速的、通用的令牌環形網，後來又成為國際標準ISO9314.

1.高傳輸速率。 FDDI網充分利用光纖通信技術帶來的高帶寬，實現了100Mbit/s的高傳輸速率。

2.大容量。 FDDI網在100Mbit/s傳輸速率的基礎上，採用了多數據幀的數據處理方式，大大提高了網路帶寬的利用率，做到了大容量的數據傳輸。另外，網上的站點數目也明顯增加，連接多達500個站雙連接站或者1000個單連接站。3.遠距離。由於光纖的傳輸損耗很低，延長了通信距離，使用多模光纖最大站間距離可為2kM，使用單模光纖光纖站間距離更長。FDDI網的環路長度可以達到100kM，即光纖總長度為200kM，網路覆蓋範圍遠遠超過了傳統的區域網範圍。

4.高可靠性。 FDDI網路採用有容錯能力的雙環拓撲結構，再加上使用信號衰減小，抗干擾能力強的光纖傳輸媒體以及相應的控制設備，其網路可靠性大為提高。網路系統可以

在多重故障的環境下自行重構，保證其安全運轉。

5.保密性好。光纖通信由於沒有電流的直接作用影響，僅以光束在光線內部傳輸，不產生任何形式的輻射，電子竊聽技術對此毫無作用，外界無法完成非侵入式竊聽。即使對光纜進行侵入式竊聽，也極容易被檢測出來。6.良好的互操作性。 FDDI網使用IEEE 802.2LLC協議以及基於IEEE 802.5令牌環標準的令牌傳遞MAC協議，因而與IEEE 802 區域網兼容。另外，FDDI技術已經正式被國際標準化組織接納為國際標準，為FDDI產品具有良好的互操作性提供了保證。

由於光纖抽頭連接困難，較適用於點到點連接，因而FDDI標準選擇了環形網拓撲結構。為了改善環路的可靠性而採用了“反向雙環”結構，在兩個環中數據傳輸方向相反，其 中的外環稱為主環，內環稱為副環。 （圖）正常情況下只有主環在工作，副環空閑作為後備環，為了提高連網的可靠性，把一些重要工作站同時連接到主環和副環上。當主環發生故障時，可以通過主環與副環的重新組合而構成新的環路，從而使那些同時連接到主環和副環上的重要工作站也不會受到影響。另外，為了增加FDDI網的靈活性和可維護性，在網路上利用集線器來連接各個工作站。當連接在集線器上的工作站發生故障時，集線器可以起隔離作用，其他部分幾乎不受任何影響。

從FDDI網的網路拓撲結構示意圖可以看出FDDI網由工作站、集線器、傳輸設備和網卡等組成。

1.工作站。在FDDI上所連接的工作站有以下兩類。一類是：雙連接站（DAS）又稱為A類站，它提供了2個供連接光纜的埠，同時與主環和副環連接，DAS具有較高的可靠性，適用於較重要的工作站，當某一工作站發生故障時，可以用光旁路開關將數據從該站旁繞開。而當環路的某處發生故障時，通過主環、副環的重新組合，可以使環路仍然正常工作。二類是：單連接站（SAS）又稱為B站，它僅僅提供一對輸入\輸出通路，不能直接與具有兩隊以上輸入\輸出通路的雙環相連。SAS利於一條雙工電纜通過集線器再連接到主環上。此類站的重要性較小，出現故障時可以被直接隔離掉。

2.集線器。為了保證網路整體的可靠性以及網路性能，在環上不宜連接過多的站點，通常是將工作站通過集線器連接至主環上。在FDDI中，集線器分為兩類：單連接集線器SAC。用於連接B類站；雙連接集線器DAC。用於連接A類站。集線器的主要功能是連接工作站，具體功能有以下幾項。1、數據幀的發送與接收功能。2、支持標識和確認幀處理，並能實現定時令牌協議。3、站點旁路。站點旁路功能是為了解決站點故障而設計的。當連接在集線器上的工作站發生故障或者斷電等情況時，集線器會自動使設備與網路隔離，從而不會影響環路的正常工作。4、網路管理。由於FDDI站點是分散式的，許多管理工作需要由集線器來承擔。例如搜集網路性能參數，執行對網路上各個站點的管理，負責對各個站點進行診斷和測試，並對出錯的站點從邏輯上進行隔離等。

3.傳輸設備。FDDI網中環路的傳輸介質主要是光纖。FDDI標準中推薦使用62.5/125um的多模光纖，其波長為1300nm，使用二極體而不是激光二極體。光纖要有相應的插頭才能與設備相連接，目前用得最多的光纖插頭是MIC，它可以接兩根光纖；其次還有ST，它只能接一根光纖。

4.FDDI網卡。網卡也稱網路適配器，適用於連接站點的設備，凡是要直接連接到FDDI網上的設備，都應配置FDDI網卡。FDDI網卡一端接在站點的匯流排上，另一端與物理媒體相連。網卡的功能主要分為：完成信號的接收與發送工作，並實現接收和發送的自動檢測；具有接收和發送數據緩衝的能力；完成信號的串/並轉換工作；完成發送和接收鏈路的管理工作；對錯誤等有檢測能力；完成幀的裝配與拆卸功能等。

FDDI和標記環介質訪問控制標準接近，有以下幾點好處：（1）標記環協議在重負載條件下，運行效率很高，因此FDDI可得到同樣的效率。（2）使用相似的幀格式，全球不同速率的環網互連。（3）已經熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI（4）已經積累了IEEE802.5的實踐經驗，特別是將它做集成電路片的經濟，用於FDDI系統和元件的製造。

（1）數據編碼：用有光脈衝表示為1，沒有光能量表示為0。FDDI採用一種全新的編碼技術，稱為4B/5B。每次對四位數據進行編碼，每四位數據編碼成五位符號，用光的存在和沒有來代表五位符號中每一位是1還是0。這種編碼使效率提高為80%。為了得到信號同步，採用了二級編碼的方法，先按4B/5B編碼，然後再用一種稱為倒相的不歸零制編碼NRZI，其原理類似於差分編碼。（2）時鐘偏移： FDDI分散式時鐘方案，每個站有獨立的時鐘和彈性緩衝器。進入站點緩衝器的數據時鐘是按照輸入信號的時鐘確定的，但是，從緩衝器輸出的信號時鐘是根據站的時鐘確定的，這種方案使環中中繼器的數目不受時鐘偏移因素的限制。

由此可知：FDDI MAC幀和IEEE802.5的幀十分相似，不同之處包括：FDDI幀含有前文，對高數據率下時鐘同步十分重要；允許在網內使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加靈活；控制幀也有不同。

FDDI和IEEE802.5的兩個主要區別：（1）FDDI協議規定發送站發送完幀后，立即發送一幅新的標記幀，而IEEE802.5規定當發送出去的幀的前沿回送至發送站時，才發送新的標記幀。（2）容量分配方案不同，兩者都可採用單個標記形式，對環上各站點提供同等公平的訪問權，也可優先分配給某些站點。IEEE802.5使用優先順序和預約方案。

100Base-T：100Mbps，Baseband，雙絞線對。簡而言之，100Base-T是一種以100Mbps速率工作的區域網（LAN）標準，它通常被稱為快速乙太網，並使用UTP（非屏蔽雙絞線）銅質電纜。快速乙太網有三種基本的實現方式：100Base-FX、100Base-T、和

100Base-T4。每一種規範除了介面電路外都是相同的，介面電路決定了它們使用哪種類型的電纜。為了實現時鐘/數據恢復（CDR）功能，100Base-T使用4B/5B曼徹斯特編碼機制。採用了FDDI的PMD協議，但價格比FDDI便宜。100BASE-T的標準由IEEE802.3制定。與10BASE-T採用相同的媒體訪問技術、類似的步線規則和相同的引出線，易於與10BASE-T集成。與10BASE-T的區別在於將網路的速率提高了十倍。

100BASE－T的信息包格式、包長度、差錯控制及信息管理均與10BASE－T相同，但信息傳輸速率比10BASE－T提高了10倍。與10BASE－T不同的主要技術特性有：(1)介質傳輸速率：100Mbps基帶傳輸；(2)拓撲結構：星形；(3)從集線器到節點最大距離：100m(UTP)185m(光纜)；(4)一個網段最多允許的HUB：2個；(5)兩個HUB之間的允許距離：<5m。??

100BASE－T的特點如下：(1)性能價格比高，100BASE－T約為10BASE－T價格的兩倍，但可取得10倍性能的提高。(2)升級容易，它與10BASE－T有很好的兼容性，許多硬體線纜、接頭可不必重新投資，若需將10BASE－T升級時只需投入影響帶寬的瓶頸部分資金進行更換設備。10BASE－T的核心協議即訪問控制方式不必更動即可在100BASE－T上使用。(3)移值方便，10BASE－T上的一些管理軟體、網路分析工具都可在100BASE－T上使用。

(4)易於擴展，它可無縫地連接在10BASE－T的現有區域網中，它還可通過交換器方便地與FD DI主幹校園網相接。

【組成以及拓撲結構】快速乙太網和一般乙太網的組成相同，即是由工作站、網卡、集線器、中繼器、傳輸介質以及伺服器等組成。1.工作站。介入快速

乙太網的工作站必須是較高檔的微機，因為接入快速乙太網的微機必須是有PCI或者EISA匯流排。而抵擋的微機所用的老式的ISA匯流排不能支持100Mbit/s的傳輸速率。2.網卡。快速乙太網的網卡有兩種：一種是既可以支持100Mbit/s也可以支持10Mbit/s的傳輸速率。另一種是只能支持100Mbit/s的傳輸速率。

3.集線器。 100mbit/s的集線器是100BASE-T乙太網中的關鍵部件，分一般的集線器和交換式集線器，一般的集線器可以帶有中繼器的功能。4.中繼器。 100BASE-T乙太網中繼器的功能與10BASE-T乙太網 中的相同，即對某一埠接收到的弱信號再生放大后，發往另一埠。由於在100BASE-T中，網路信號速度已經加快10倍，最多只能由2個快速乙太網中繼器級聯在一起。5.傳輸介質。100BASE-T快速乙太網的傳輸介質可以採用3類、4類或5類UTP STP以及光纖。拓撲結構：100BASE-T快速乙太網基本保持了10BASE-T乙太網的網路拓撲結構，即所有的站點都以星形方式連接到集線器上，在一個網路中最多允許有2個中繼器。

1．千兆位乙太網提供完美無缺的遷移途徑，充分保護在現有網路基礎設施上的投資。千兆位乙太網將保留IEEE 802.3和乙太網幀格式以及802.3受管理的對象規格

，從而使企業能夠在升級至千兆性能的同時，保留現有的線纜、操作系統、協議、桌面應用程序和網路管理戰略與工具；

2．千兆位乙太網相對於原有的快速乙太網、FDDI、ATM等主幹網解決方案，提供了一條最佳的路徑。至少在目前看來，是改善交換機與交換機之間骨幹連接和交換機與伺服器之間連接的可靠、經濟的途徑。網路設計人員能夠建立有效使用高速、關鍵任務的應用程序和文件備份的高速基礎設施。網路管理人員將為用戶提供對Internet、Intranet、城域網與廣域網的更快速的訪問。

3．IEEE 802.3工作組建立了802.3z和802.3ab千兆位乙太網工作組，其任務是開發適應不同需求的千兆位乙太網標準。該標準支持全雙工和半雙工1000Mbps，相應的操作採用IEEE 802.3乙太網的幀格式和CSMA/CD介質訪問控制方法。千兆位乙太網還要與10BaseT和100BaseT向後兼容。此外，IEEE標準將支持最大距離為550米的多模光纖、最大距離為70千米的單模光纖和最大距離為100米的銅軸電纜。千兆位乙太網填補了802.3乙太網/快速乙太網標準的不足。

千兆乙太網路是由千兆交換機、千兆網卡、綜合布線系統等構成的。千兆交換機構成了網路的骨幹部分，千兆網卡安插在伺服器上，通過布線系統與交換機相連，千兆交換機下面還可連接許多百兆交換機，百兆交換機連接工作站，這就是所謂的“百兆到桌面”。在有些專業圖形製作、視頻點播應用中，還可能會用到“千兆到桌面”，及用千兆交換機聯到插有千兆網卡 的工作站上，滿足了特殊應用下對高帶寬的需求。

在建設網路之前，究竟用千兆還是百兆，要從實際出發，從應用出發，考慮網路應該具備哪些功能。不同的應用有不同的需求，而且幾乎沒有隻有單一業務的網路。但是，在各種業務中，生產性業務肯定是優先順序最高的。如果在網路中傳輸語音，那麼語音業務也需要優先安排。如果對業務優先的需求很高，網路必須有QoS保證。這樣的網路必須要智能化，在交換機埠能夠識別是什麼類型的業務通過，然後對不同的業務進行排隊，為不同的業務分配不同的帶寬，這樣才能保證關鍵性業務的運行。

數據業務本身是有智能的，不管多少帶寬都可以傳輸，只是時間長短而已，但是語音或者視頻就不一樣了，如果帶寬小了之後，馬上就聽不清楚了，或者圖像產生抖動，這都是不允許的。所以QoS非常重要。對單純的數據網路，在QoS方面的需求就很低。在規劃網路的時候，必須先了解清楚哪些功能是必須的，哪些可以不考慮。例如，目前多址廣播是比較重要的性能之一，如果需要在網路中傳輸圖像，而網路不具備多址廣播的特性，那麼網路的帶寬浪費就會非常嚴重，甚至根本無法實現。

1997年1月，通過了IEEE 802.3z第一版草案；1997年6月，草案V3.1獲得通過，最終技術細節就此制定；1998年6月，正式批准IEEE 802.3z標準；1999年6月，正式批准IEEE 802.3ab標準(即1000Base-T)，可以把雙絞線用於千兆乙太網中。

千兆位乙太網標準主要針對三種類型的傳輸介質：單模光纖；多模光纖上的長波激光（稱為1000BaseLX）、多模光纖上的短波激光（稱為1000BaseSX）；1000BaseCX介質，該介質可在均衡屏蔽的150歐姆銅纜上傳輸。IEEE 802.3z委員會模擬的1000BaseT標準允許將千兆位乙太網在5類、超5類、6類UTP雙絞線上的傳輸距離擴展到100米，從而使建築樓宇內布線的大部分採用5類UTP雙絞線，保障了用戶先前對乙太網、快速乙太網的投資。對於網路管理人員來說，也不需要再接受新的培訓，憑藉已經掌握的乙太網網路知識，完全可以對千兆乙太網進行管理和維護。千兆乙太網的標準化包括編碼/解碼、收發器和網路介質三個主要模塊，其中不同的收發器對應於不同的網路介質類型。1000BASE-LX基於1300nm的單模光纜標準時，使用8B/10B編碼解碼方式，最大傳輸距離為5000米。

1000BASE-SX基於780nm的FibreChannel optics，使用8B/10B編碼解碼方式，使用50微米或62.5微米多模光纜，最大傳輸距離為300米到500米。連接光纖所使用的SC型光纖連接器與快速乙太網100BASEFX所使用的連接器的型號相同。1000BASE-CX是一種基於銅纜的標準，使用8B/10B編碼解碼方式，最大傳輸距離為25米。

1000BASE-T基於非屏蔽雙絞線傳輸介質，使用1000BASE-T 銅物理層Copper PHY編碼解碼方式，傳輸距離為100米。1000BASE－T在傳輸中使用了全部4對雙絞線並工作在全雙工模式下。

這種設計採用 PAM-5 (5級脈衝放大調製) 編碼在每個線對上傳輸 250Mbps。雙向傳輸要求所有的四個線對收發器埠必須使用混合磁場線路，因為無法提供完美的混合磁場線路，所以無法完全隔離發送和接收電路。任何發送與接收線路都會對設備發生回波。因此，要達到要求的錯誤率（BER）就必須抵消回波。1000BASE－T無法對頻率集中在125MHz之上的頻段進行過濾，但是使用擾頻技術和網格編碼能對80MHz之後的頻段進行過濾。為了解決5類線在如此之高的頻率範圍內因近端串擾而受到的限制，應該採用合適的方案來抵消串擾。最初的千兆乙太網採用高速780納米光纖通道的光元件傳輸光纖上的信號，採用8B/10B的編碼和解碼方法實現光信號的串列化和復原。目前光纖通道技術的數據運行速率為1.063Gbps，將來會提高到1.250Gbps，使數據速率達到完整的1000Mbps。對於更長的連接距離，將採用1300納米的光元件。為了適應硅技術和數字信號處理技術的發展，應在MAC層和PHY層之間制定獨立於介質的邏輯介面，以使千兆乙太網工作在非屏蔽雙絞線電纜系統中。這一邏輯介面將適用於非屏蔽雙絞線電纜系統的編碼方法，並獨立於光纖通道的編碼方法。

千兆乙太網是建立在乙太網標準基礎之上的技術。千兆乙太網和大量使用的乙太網與快速乙太網完全兼容，並利用了原乙太網標準所規定的全部技術規範，其中包括CSMA/CD協議、乙太網幀、全雙工、流量控制以及IEEE 802.3標準中所定義的管理對象。作為乙太網的一個組成部分，千兆乙太網也支持流量管理技術，它保證在乙太網上的服務質量，這些技術包括IEEE 802.1P第二層優先順序、第三層優先順序的QoS編碼位、特別服務和資源預留協議（RSVP）。千兆乙太網還利用IEEE 802.1QVLAN支持、第四層過濾、千兆位的第三層交換。千兆乙太網原先是作為一種交換技術設計的，採用光纖作為上行鏈路，用於樓宇之間的連接。之後，在伺服器的連接和骨幹網中，千兆乙太網獲得廣泛應用，由於IEEE 802.3ab標準（採用5類及以上非屏蔽雙絞線的千兆乙太網標準）的出台，千兆乙太網可適用於任何大中小型企事業單位。目前，千兆乙太網已經發展成為主流網路技術。大到成千上萬人的大型企業，小到幾十人的中小型企業，在建設企業區域網時都會把千兆乙太網技術作為首選的高速網路技術。千兆乙太網技術甚至正在取代ATM技術，成為城域網建設的主力軍。

千兆乙太網標準的制定和實現，為區域網升級提供了一種新的選擇。千兆乙太網主要可以使用於以下各種情況：網路伺服器到網路交換機的連接；網路交換機到網路交換機的連接；作為區域網的主幹網等等。

IEEE於1999年3月開始從事10Gbit/s乙太網的研究，其正式標準是802.3ae標準，它在2002年6月完成。

1.10Gbit/s以太網的特點：

數據傳輸速率是10Gbit/s；傳輸介質為多模光纖或者單模光纖；10Gbit/s乙太網使用與10Mbit/s乙太網和1Gbit/s乙太網完全相同的幀格式；線路信號碼型採用8B/10B兩種類型編碼；10Gbit/s乙太網只工作在全雙工方式，顯然沒有爭用期問題，也就不必使用CSMA/CD。

2.10Gbit/s乙太網的物理層標準

10Gbit/s乙太網的物理層標準包括區域網物理層標準和廣域網物理層標準。

（1）區域網物理層標準規定的數據傳輸速率是10Gbit/s。具體包括以下幾種。

1.10000BASE-ER。 10000BASE-ER的傳輸介質波長為1550nm的單模光纖，最大網段長度為10km，採用64B/66B線路碼型。

2.10000BASE-LR。 10000BASE-LR的傳輸介質波長為1310nm的單模光纖，最大網段長度為10km，也採用64B/66B線路碼型。

3.10000BASE-SR。 10000BASE-SR的傳輸介質波長為850nm的多模光纖串列介面，最大網段長度為62.5um多模光纖時為28m/160MHZ*KM、35m/200MHZ*KM；採用50um多模光纖時為 69m、86m、300m/0.4GHZ*KM。也採用64B/66B線路碼型.

（2）廣域網物理層。為了使10Gbit/s乙太網的幀能夠插入到SDH的STM-64幀的有效載荷中，就要使用可選的廣域網物理層，其數據速率為9.95328Gbit/s。具體包括以下幾種：

1.10000BASE-EW。10000BASE-EW的傳輸介質是波長為1550nm的單模光纖，最大網段長度為10km，採用64B/66B線路碼型。

2.10000BASE-L4。10000BASE-L4的傳輸介質是波長為1310nm的多模/單模光纖4通道寬波分復用串列介面，最大網段長度為採用62.5um多模光纖時為300m/500MHZ*KM；採用50um多模光纖時為240m/400MHZ*KM、300m/500MHZ*KM；採用單模光纖時最大網段長度為10km。10000BASE-L4選用8B/10B線路碼型。

3.10000BASE-SW。10000BASE-SW的傳輸介質是波長為850nm的多模光纖串列介面/WAN介面，最大網段長度為採用62.5um多模光纖時為28m/160MHZ*KM、35m/200MHZ*KM；採用50um多模光纖時為69m、86m、300m/0.4GHZ*KM；10000BASE-SW選用64B/66B線路碼型。

在目前區域網中，傳輸速率大於100mbps的網路可以稱作高速區域網。在這方面，已經採用的網路技術主要有千兆乙太網和atm，還有正處試驗階段的萬兆乙太網。由於千兆乙太網擁有成本低、互聯性好和支持廠家多等優勢，它已成為建設高速區域網的主流技術。

一、構建高速區域網的技術

1．布線技術

現在大多數網路布線使用的是非屏蔽雙絞線，遵循的標準一般是eia/tia和iso公布的超五類標準。此標準滿足千兆乙太網和速率高於1.2gbps非同步傳輸模式的要求。據了解，六類布線頻率的極限為200mhz，因此很難說最高以200mhz運行的未來編碼系統將能實現多高的速率。

通過成本比較，在連接工作站的水平通道中，非屏蔽雙絞線仍可作為主要的介質選擇對象。很明顯，光纖到桌面的成本要遠遠高於非屏蔽雙絞線的成本。一般來說，前者無源部件的成本就是後者的3倍多，如果加上有源設備的成本，如集線器和網路介面卡（nic），則成本差異會進一步加大。

距離限制使得在樓層連接和園區內互聯時需要選擇光纖。另外，帶寬需求的爆炸性增長，要求網路布線必須考慮未來的平滑升級。因此，在結構化布線中，由於主幹安裝條件有限，網路規劃人員必須考慮使用最高容量的線纜。在園區網建設中，一般要求使用光纖到小區和光纖到大樓。

由於光纖布線的成本開始明顯下降，使得多模光纖和單模光纖性價比提升。現在許多建築物中都在安裝複合電纜（即同時採用多模光纖和單模光纖），這標誌著布線的一種新的發展趨勢。

2．鏈路層技術

千兆乙太網可以提供1gbps的通信帶寬，而且具有乙太網的簡易性。它採用同樣的csma/cd協議，同樣的幀格式和同樣的幀長，同樣支持全雙工和etherchannel。對於廣大的網路用戶來說，這就意味著現有的投資可以延續到千兆乙太網。這樣，千兆乙太網在當前乙太網基礎之上可以平滑過渡，綜合平衡了現有的端點工作站、管理工具和培訓基礎等各種因素，致使總體開銷非常低。

千兆乙太網的物理層與乙太網和快速乙太網一樣，只定義了物理層和介質訪問控制層。實現上，物理層是千兆乙太網的關鍵組成，在ieee 802.3z中定義了3種傳輸介質: 多模光纖、單模光纖和同軸電纜。ieee 802.3ab則定義了非屏蔽雙絞線介質。除了以上幾種傳輸介質外，還有一種多廠商定義的標準1000base-lh，它也是一種光纖標準，傳輸距離最長可達到100km。千兆乙太網物理層的另外一個特點就是採用8b/10b編碼方式，這與光纖通道技術（fiber channel）相同，所帶來的好處是，網路設備廠商可以採用已有的8b/10b編碼/解碼晶元，縮短了產品開發周期，降低了生產成本。

3．多層交換技術

交換技術從目前來講可分為第二層交換和多層交換2種技術。嚴格說來，交換意味著源地址與目的地址之間的連接，在第二層以上的任何技術都不能說成是交換技術。

第二層交換指osi第二層或稱 mac層的交換。第二層交換機即我們通常意義上的交換機，其交換技術已相當成熟。由於工作在 osi 7層模型的第二層（即數據鏈路層），其交換以 mac地址為基礎。

第三層交換（或稱網路層交換）處於osi協議的第三層，它提供了更高層的服務，如路由功能等。以前通常由路由器通過軟體實現網間互聯，但路由器價格昂貴，且轉發速度慢，已逐漸成為網路的瓶頸。第三層交換藉助線速交換技術，把路由功能集成到交換機中，所以採用這種技術的交換機稱為路由交換機（或第三層交換機）。第三層交換在各個網路層次上都能實現線速交換，性能有大幅度的提高。同時，它保留了第三層上的網路拓撲結構和服務。這些結構和服務在網路分段、安全性、可管理性和抑制廣播等方面具有很大的優勢。第三層交換機的目標是取代現有的路由器，提供子網間信息流的通信功能，並使通信速度從數百個數據包每秒提高到數百萬個數據包每秒。第三層交換旨在高速轉發多種協議，或提供防火牆以保護網路資源，或實現帶寬的預留。因此，區域網骨幹交換機都將採用第三層交換機。

第四層交換技術利用第三層和第四層包頭中的信息來識別應用數據流會話。利用這些信息，第四層交換機可以做出向何處轉發會話傳輸流的智能決定。由於做到了這點，用戶的請求可以根據不同的規則被轉發到“最佳”的伺服器上。因此，第四層交換技術是用於傳輸數據和實現多台伺服器間負載均衡的理想機制。

目前有很多產品支持多層交換技術，如cisco catalyst 5509/6509、extreme diamond系列、foundry bigiron系列和alteon ace-180e等。

現在，許多企業級用戶把多層交換技術描述成能夠支持各種區域網體系結構的一個集成的、完整的解決方案，它將交換技術和路由技術智能化地有機結合起來，具有比傳統的基於路由器的區域網主幹更高的性能價格比，更強大的靈活性，是構建高速區域網的基礎。

二、需要考慮的問題

高速區域網的組網模式非常簡單，基本上是以千兆乙太網為主幹，以高性能的二、三層交換機為核心。在網路布線方面，主幹和交換機間建議用多模或單模光纖連接，水平布線可以採用超五類非屏蔽雙絞線。依照前面所述，這種結構容易擴展和升級。交換機產品有華為md5500、cisco 6509/6509 osr、foundry bigiron 8000/4000、extreme black diamond 6816/6808、alcatel powerrail 5200/2200、lucent cajun p880、riverstone rs32000/rs8600、巨龍rs6006g/rs6004g和創想ar8000等。

但是，一個網路建設得是否成功還必須考慮以下幾個問題。

1．業務的可開展性

業務能否開展與網路功能是否受到限制是對所採用技術的評判標準。現在，構建高速信息網路都要求面向包括話音、視頻和數據在內的綜合業務，因此，是否支持各種vlan和是否支持ip組播成為產品選型時必須考慮的問題。

2．技術成熟

包括千兆區域網和高速路由器在內的計算機網路技術均存在不完備控制域的問題，哪些廠商提供的產品解決方案完善必須有事例證明，不成熟的網路技術不要輕易使用。

3．網路互通性

網路互通性是實現網路價值最重要的體現。網路互通性不僅表現在地理覆蓋區域方面，還表現在和其他網路的互聯互通方面。高速區域網的互通性主要體現在與原有網路的互通和與更上一級網路的互通。

4．網路可靠性

網路可靠性必須通過網路協議、設備備份以及路由備份來支持，特別是網路協議本身的控制和管理體系，一定要考慮它們是否具有高可靠性。