IP交换技术协议与体系结构

资 源 简 介

第1章 引 言

产业界人士和观察家（甚至包括那些经过多年外层空间旅行刚刚返回这个世界的人）都

已经很清楚，因特网（ I n t e r n e t）发展所达到的地位和其所产生的现象都不同于本世纪或上世

纪所提出的任何一种技术。 I n t e r n e t的延伸和影响范围、有关 I n t e r n e t 出版物、以及包括美国在

线（A O L）、美国电报电话公司（ AT & T）和微软公司等I n t e r n e t产业界的大量风险投资者，这

一切都会使我们有一种纷繁迷乱的感觉。所有这些都是通过这样或那样的方式与 I n t e r n e t连接

起来。I n t e r n e t也是Joe Sixpack和Fortune 1000这样的网站每天都关心、考虑和使用的唯一技术。

或许I n t e r n e t是世界上少有的几个能够以相同的平等程度来对待每一个用户的实体组织之一。

一个企业的首席执行官（ C E O）如果想给公司提供更好的网络服务保证，他必须建立一个专

用网络。而在I n t e r n e t中，每一个人对网络的访问都是平等的。

I n t e r n e t的发展并没有损害到那些在过去 1 5 0年中所发展起来的其他技术。的确，电话技术

是相当重要的，它可以使我们能够在双方不见面的情况下通过声音与线路另一端的人通话。

同样，汽车也改变了我们的生活，汽车的出现能够使我们在一天之内跨越更大的距离，而这

个距离要比任何其他动物多出一个数量级。电灯、无线电和电视都曾经是改善我们日常生活

的十分重要的技术，扩展了我们在非睡眠状态的时间，向我们传播各种信息，使我们享受更

多的娱乐。我们已经在很大程度上解决了生存问题。大多数人的饭桌上有足够的食品、有温

暖的住所，并且都有一个工作场所，可以每天早出晚归地工作。我们也可以不必被动地接收

各种电视节目，而可以轻松地使用遥控器选择欣赏自己喜爱的频道。

I n t e r n e t除了有把事情变得更好的能力外，也可能会把事情搞得更糟。在好的一方面，

I n t e r n e t能够使我们在世界范围同人们进行对等通信；使我们能够访问那些存储在数以百万计

的网络计算机上的几乎无限的大量信息。一些功能强大的搜索引擎能够使我们更加简单和迅

速地实现对有用、有意义的信息资源的定位。不同阶段的商务活动，包括从最初的偶然兴趣

直到成熟的采购定单等，都可以在 I n t e r n e t上完成。甚至于许多人已经开始幻想在将来的某天，

I n t e r n e t能使我们不再需要每天早起去上班了。人们可以靠在枕头上使用一台膝上型计算机

（或许将来可能出现的任何先进的计算机）通过拨接 I n t e r n e t对所有的商务活动和某些消遣娱乐

进行管理和维护。

在不利的一方面，I n t e r n e t也可能使我们成为有电子怪癖的人，使我们缺乏与其他人进行

直接交流的能力。人们仅有的非睡眠时间都将被耗费在计算机的荧光屏前，不停地键入

I n t e r n e t地址（U R L）或指向其他的超级链接。最令人不安的是，由于“等待回应（ W F R E，

waiting for reply）”而浪费的时间是不可挽回的。 W F R E现象的出现是由于I n t e r n e t上太拥塞、

太慢，以至于你的浏览器似乎进入了一个永久“等待回应”的状态。有时候它只是几秒钟的

问题；另一些情况下可能是几分钟。你在 W F R E状态下盯着计算机荧光屏等待所花费的时间

第一部分 概 述

是相当大的，这些时间的总和可能会是一个令人吃惊的数字，其数量级或许是几个月甚至几

年。我们所讨论的要点在于：

1) Internet已经经历了巨大的增长过程，并且这种增长将会继续。

2) 不论是居民用户或者是团体用户， I n t e r n e t都受到了同等的欢迎。对于后者， I n t e r n e t还

意味着新的收入增长点。

3) 一些实力很强并且有创造力的产业巨头正在致力于 I n t e r n e t的应用，以便为其企业自身

及其消费者提供有利条件。无庸置疑，不论是偶尔对 I n t e r n e t的临时使用还是正式规范地应用

I n t e r n e t，都将导致对I n t e r n e t更多的兴趣和广告宣传。与此同时，也将伴随着 I n t e r n e t应用和及

其流量的成比例的增长。

4) 目前I n t e r n e t的带宽和容量还是缺乏的，这导致了 I n t e r n e t上不稳定的响应时间和不可预

知的性能。同时产生的问题是， I n t e r n e t是否有能力支持未来的、高带宽需求的、时延敏感的

应用？或者说I n t e r n e t是否有能力支持居民对带宽容量的适度增长的需求？

我们是如何进入了这样一个不稳定的状态呢？这个问题有若干答案，但其中没有一个是

真正有权威性的解释，或许还有一些是可以根本不考虑的。首先， I n t e r n e t是其自身成功的一

个受害者。每一天都有新的用户加入到 I n t e r n e t中，越来越多的人不停地使用浏览器通过一个

We b站点搜寻他们所感兴趣的下一个 We b站点。由于访问 I n t e r n e t的价格仅是电话的市话费用

附加一个适度的费率，因此并没有一个价格上的保护手段来防止某些浏览者对 I n t e r n e t资源的

长时间占用。另一种资源的缺乏不一定是由于网络资源的不足引起的，而更大程度上是由于

服务器的资源不足造成的。对某些服务器或服务器阵列来说，突发性的连接请求所引起的负

荷和突发的频度可能大大超过了这些服务器的处理能力。这种突发的大量的连接请求一般发

生在大量的客户试图同时访问同一个 We b服务器的时候。这个问题可以被认为是一个临时性

的问题，因为服务器的供应商通常会不断地提供新型的内容服务器主机、负载平衡器、 We b

缓存器等来使该问题得到缓解 。

另一个问题是某些链路可能正好没有足够的带宽来支持业务所提供的流量负荷。这个问

题的部分解决方案当然是增加更多的带宽；一些新的技术，如波分复用（ W D M）技术，似乎

可以为用户提供几乎无限的带宽。所有这些我们上述所讨论的问题都是造成 I n t e r n e t及I n t r a n e t

（I n t r a n e t是I n t e r n e t在企业范围内的一个著名的复制品）性能极其不稳定的重要因素。在这些

问题中，有很多都已经被研究清楚了；虽然其中有些诸如价格等问题是不可能在一夜之间得

到解决的，但是我们至少已经知道解决方案是存在的，并且可以在不久的将来得到应用。然

而，有关I n t e r n e t性能和基于I P协议进行网络互连的最基本问题，很大程度上还在于基本 I P路

由转发处理过程和该功能的实现平台。