第十章-千兆位以太网

来自Pittsburgh。他们利用HIPPI开关及ATM/SONET连
接HIPPI开关，并将CMU的各种计算机与Pittsburgh的巨
型计算机互连，主要研究异构系统分布处理性能中协议及
操作系20统20/7的/16 设计。
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10.1 概述
*美国的CASA建立于1990年，它是美国 ARPA/NSF的一个测试试验基地。主要研究分布式 超级计算机，并连接了美国西部的主要超级计算 机实验室，如LosAlamos国家实验室、California 技术学院（CalTech）、SanDigo超级计算机中心 （SDSC）及JetPropulsion实验室（JPC）等。正 在研究的应用项目主要包括超级计算机间基于网 络的通信、采用大量数据的化学反应计算、交互 式地理应用及气象预报等。该工程主要利用 SONE20T20/O7/16C-3长途线路史忠连植 接高级计L算A机网N络L（Los Alamos 9
千兆位以太网的特点
1． 千兆位以太网更显著地提高了传统以太网的原生带
宽，比后者高出100倍。
2． 千兆位以太网使用传统的CSMA/CD介质访问控制协
议。因此它和传统以太网，快速以太网有良好的兼容性，
容易互相配合在一起工作，网络的升级也很容易。
3． 保护原有网络的投资。可以保留现有网络的应用程
序、操作系统和网络层协议。原有的网络管理软件也适用
元的广域网计划。1990年XUNET扩展为Blanca验证环境。其研究内
容十分广泛，主要有呼叫、多路复用、拥塞控制、计算机与网络界
面（如超级计算机的整合、网络虚拟存储机制）及Gigabit应用等
。该工程已产生了不少有趣的结果，包括对多媒体协议的支持、拥
塞控制与回避。在XUNET工程中，也有来自哥伦比亚大学、宾夕法
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10.1 概述
1998年6月29日，千兆以太网联盟于加利福尼亚 PALO
ALTO正式宣布了千兆以太网标准IEEE 802.3Z。这是千
兆以太网发展的里程碑。
千兆以太网使用802.3以太网帧格式，允许以1000Mbps的
速率进行半双工、全双工操作。按IEEE802.3x的规定，
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10.1 概述
特征
10BASE-T
100BASE-T
1000BASE-T
数据速度
UTP5
STP coax
Multimode Fiber
Single mode Fiber
10 Mbps 100 m 500 m 2 km 25 km
100 Mbps 100 m 100 m 412 m (half-duplex) 2 km (full-duplex) 20 km
1000 Mbps 100 m 25 m 220 m (half-duplex) 5 km
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10.1 概述
Topology
Objective
Modes
Media
Application
Switched
High Throughput
Long distance
Shared
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通过全双工、交换方式连接的两个节点可同时发送、接收
数据包。千兆以太网在双工操作模式中延续同样的标准。
而且千兆以太网采用标准以太网的流控方法避免网络拥塞
和超载。在单工操作模式中，千兆以太网也采用同样的
CSMA/CD基本访问方法，解决共享介质的访问冲突问题
。千兆以太网与10BASE-T、100BASE-T技术的地址向后
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10.1 概述
基于千兆位网络的分布式计算需要千兆位网络。如卡内基 －梅隆大学利用HIPPI连接Cray-MP及CM-2计算机，以 处理大型化工厂的任务调度。再如，加利福尼亚大学洛杉 矶分校（UCLA）的研究人员利用CM-2及另一超级并行 机进行海洋与大气层交互作用的并行处理模型的研究，目 的在于模拟几十年的长期天气效益，每单元计算时间约为 100ns，交换数据约5MB至10MB。以上这些计算显然需 要Gigabit网络。
Low cost Short distance
Full duplex Half duplex
Multimode Fiber
Single mode fiber
Copper
Half duplex
Multimode fiber
Copper
Campus backbone Building backbone Wiring closet
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第十章 千兆位以太网
史忠植
中国科学院计算技术研究所
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内容提要
10.1 概述 10.2. 千兆位以太网的模型 10.3 路由技术 10.4 载波扩充 10.5 帧突发 10.6 半双工方式 10.7 全双工方式 10.8 光纤通信技术
10.9 千兆以太网技术的应用 10.10未来的10Gbps以太网
BellcoreSunshineATM交换机及IBM的PlaNET交换机。测试
环境与工作站连接，进行网络协议、应用、分布式系统方
法学、工作站操作系统及性能保证等方面的研究。杰出的
工作有ATM纠错、流和拥塞控制、协议体系结构及ATM协议
接口等。
*美国的Nettar主要研究Gigabit网络应用，其研究成员
尼亚大学的研究人员。NCSA（National Center for
Supercomputing Applications）的Catlell是当今高速应用的专家
，AT&T的Fraster是信元网络的专家。
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10.1 概述
*Aurora是位于美国东部的测试环境，其中配置了
于千兆位以太网。
4． 千兆位以太网是迄今数据速率最高的局域网，但是
Upgrade Server farms
Server farms Desktops
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10.1 概述
*德国的RERKOM研究环境中铺设了大量光纤，购置了高速网及
高性能工作站。目前主要研究ATM技术。
*AT&T与加利福尼亚大学伯克利分校、Illinois大学和
Wisconsin大学等联合启动了实验大学网络（XUNET），研究基于信