Hiện nay, Ethernet chiếm tới 85% trong số những ứng dụng LAN. Chuẩn Gigabit Ethernet có thể sử dụng để mở rộng dung lượng LAN tiến tới MAN và thậm chí cả đến WAN nhờ các Card đường truyền Gigabit trong các bộ định tuyến IP, những Card này có giá thành rẻ hơn 5 lần so với Card đường truyền cùng dung lượng sử dụng cơng nghệ SDH. Nhờ đó, Gigabit Ethernet trở nên hấp dẫn trong môi trường mạng MAN để truyền tải lưu lượng IP qua các mạch vòng WDM hoặc thậm chí cho cả các tuyến WDM cự ly dài. Hơn thế nữa, các cổng Ethernet 10Gbps sẽ được chuẩn hóa trong tương lai gần.
Hình 2.20 biểu diễn cấu trúc điển hình mạng IP dựa trên giao diện Gigabit Ethernet sử dụng truyền dẫn WDM. Các Card đường truyền Gigabit Ethernet hoặc chuyển mạch Ethernet lớp 2 nhanh được sử dụng cho các bộ định tuyến IP trong mạng. Mạng Ethernet tốc độ thấp (ví dụ 10Base-T hoặc 100Base-T) sử dụng kiểu truyền hoàn tồn song cơng, ở đây băng tần truyền dẫn hiệu dụng được chia sẻ giữa tất cả người sử dụng và giữa hai hướng truyền dẫn. Để kiểm soát sự truy nhập vào băng tần chia sẻ có thể sử dụng cơng nghệ CSMA-CD. Điều này sẽ làm giới hạn kích thước vật lý của mạng vì thời gian chuyển tiếp khơng được vượt quá “khe thời gian” có độ dài khung nhỏ nhất (chẳng hạn 512 bit đối với 10 Base-T và 100 Base- T). Nếu tốc độ bit là 1Gbps mà sử dụng độ dài khung nhỏ nhất 512 bit thì mạng Ethernet chỉ đạt chừng 10m vì thế độ dài khung tối thiểu trong trường hợp này được định nghĩa bằng 4096 bit cho Gigabit Ethernet. Điều này làm giới hạn kích thước mạng trong phạm vi 100m. Tuy nhiên, kiểu hồn tồn song cơng vẫn hấp dẫn trong mơi trường Gigabit Ethernet.
Khi Gigabit Ethernet (1000Base-X) sử dụng kiểu song cơng nó trở thành một phương pháp tạo khung và bao gói đơn giản và tính năng CSMA-CD khơng cịn được sử dụng. Chuyển mạch Ethernet cũng được sử dụng để mở rộng topo mạng thay thế cho các tuyến điểm-điểm.
2.4.3 Đặc tính của cơng nghệ Hỗ trợ VPN và QoS
Trong DiffServ, lưu lượng được chia thành các mức ưu tiên khác nhau và được bộ định tuyến xử lý theo mức độ ưu tiên này. Kiểu phân tập dịch vụ tương đối này được gọi là phân lớp dịch vụ (CoS). CoS có thể được cung cấp từ chuyển mạch Lớp 2 hoặc các bộ định tuyến lớp 3, nhưng do người ta muốn duy trì từng ưu tiên của số liệu qua các lớp nên nhiều lớp có khả năng thực thi ưu tiên số liệu thì CoS cung cấp cũng tốt hơn.
Chuẩn 802.1Q là một phần của IEEE 802.1D, đề cập đến vấn đề LAN ảo (VLAN) trong đó sử dụng 3 bit ưu tiên biểu thị 8 mức độ ưu tiên khác nhau. Các khung Ethernet được mở rộng thêm 4 byte với kích thước khung cực đại 1530 byte. Phần đầu được loại bỏ trong chế độ song cơng. Ngồi ra, các chuẩn 802.3x và
802.1p xác định cơ chế điều khiển luồng lớp 2 đơn giản và ở đó thuật tốn spanning tree đóng vai trị quan trọng để cung cấp CoS.
VLAN là nhúm trạm kết cuối mạng mà có thể thơng tin với nhau qua mạng chuyển mạch khi chúng ở trên cùng phân đoạn vật lý. Tại thời điểm này, MPLS dường như không hỗ trợ các bộ định tuyến chuyển mạch Ethernet và ứng dụng của giao thức VLAN cho VPN cũng đang được khảo sát.
Ở một khía cạnh khác, các bộ định tuyến kết cuối cao hỗ trợ MPLS và có giao diện GbE cho phần hỗ trợ VPN qua MPLS.
Bảo vệ và khôi phục
Trong kịch bản IP/GbE/WDM, GbE kiểu khung cho kết nối điểm - điểm giữa các bộ định tuyến IP phù hợp cho mạng đường trục. Trong khi đó kiểu GbE chuyển mạch có một số nhược điểm khi ứng dụng trong mạng này. Do đó, lớp gói IP đảm nhiệm việc định tuyến mức gói và lớp quang thực hiện định tuyến bước sóng.
Duy trì đa lớp
Với GbE sử dụng khung sẽ không cung cấp bất cứ chức năng bảo vệ và khôi phục nào, kiến trúc này là cực kỳ đơn giản theo quan điểm duy trì đa lớp. Giải phóng hợp lý nhất là kết hợp bảo vệ OCH WDM với khôi phục IP. Bảo vệ OCH cung cấp khả năng khôi phục nhanh trong trường hợp đơn lỗi trong lớp mạng quang, bao gồm cả sai hỏng bộ Transponder, trong khi định tuyến lại IP cho chống lại những sai hỏng có nguyên nhân khác như sai hỏng cổng bộ định tuyến hoặc đa sai hỏng. Sự khác biệt đáng kể về tốc độ giữa hai cơ chế này sẽ trống bất cứ sự tương tác không mong muốn nào giữa chúng.
Đứt cáp (sợi): Bảo vệ OMS/OCH và dự phòng Ethernet NIC được giả thiết
là phát hiện lỗi theo thang thời gian, nghĩa là một vài ms. Khôi phục trong lớp Ethernet hoạt động theo cũng cùng như bảng định tuyến IP và nó sẽ khơng ứng tác khi các phương phương khác khơi phục lưu lượng khác có kết quả trong phản ứng mạng. Khái niệm EtherChannel của Cisco bao hàm phương pháp bảo vệ mà có khả năng khơi phục tính theo giây.
Sai hỏng nút WDM: Nếu trong trường hợp nút WDM sai hỏng và lại khơng
có phần dự phịng cho nút Ethernet thì dịch vụ sẽ bị mất. Để khơng gây gián đoạn dịch vụ thì nút Ethernet cần được kết nối đồng thời tới một nút WDM khác. Các Host gắn với nút Ethernet có thể được bảo vệ cũng theo cách giống như trường hợp đứt cáp nếu OSMP không được sử dụng. Nếu sai hỏng thiết bị trong nút WDM thì nên sử dụng bảo vệ OCH.
Bên cạnh đó tính năng P&R cho lớp Ethernet cũng áp dụng cho Gigabit Ethernet, các bộ chuyển mạch định tuyến có chức năng khơi phục như các bộ định tuyến gốc nhờ các giao thức định tuyến như RIP, OSPF và BGP.
2.4.4 Khả năng cung cấp dịch vụ của mạng dựa trên cơ sở công nghệ WDM.
Khả năng cung cấp dịch vụ của mạng WDM về thực chất dịch vụ cung cấp bởi lớp mạng WDM sẽ là dịch vụ cung cấp các bước sóng để truyền tải mạng thông tin giữa các nút thiết bị với các giao diện cụ thể (các giao diện quang hoặc giao diện điện). Việc các thiết bị nút mạng sử dụng giao thức truyền tải nào để truyền tải thông tin là phụ thuôc vào cơng nghệ áp dụng phía trên của lớp mạng WDM. Do đó các loại hình dịch vụ triển khai tới khách hàng sẽ quyết định bởi cơng nghệ đó. Tuy nhiên mạng triển khai trên cơ sở cơng nghệ WDM sẽ có khả năng cung cấp những dịch vụ có tính chất đặc thù. Trong số các dịch vụ được ứng dụng, hai ứng dụng cơ bản nhất của công nghệ DWDM trong mạng MAN là trong các lĩnh vực mạng SAN và mở rộng từ hạ tầng các mạng SONET/SDH thể hiện ở hình 2.21.