| 出版日期：2003-09-15 总期号：1250 本年期号：69 |
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应用推动三层交换
安奈特高级产品经理 黄群宏 随着网络规模的继续扩大，摆在用户面前的主要问题是频繁的广播严重影响了整体网络的运行效率。为了解决这个问题，研发人员在已有的二层交换机上增加了VLAN技术，该技术可以在一台交换机内划分出多个虚拟网，有效地隔离广播域和冲突域。 三层交换破路由瓶颈 为让VLAN之间可以通讯，当时的用户必须借助路由器来实现。但是，路由器自身的两个问题严重限制了用户的应用：一个是造价昂贵；另外一个是由于路由器采用CPU进行计算处理，在性能上成为网络中最主要的瓶颈。 1997年市场上出现了真正的三层交换机产品，集合了二层交换技术和三层路由转发技术，完全基于ASIC芯片技术实现二层和三层的硬件数据交换。该技术刚一出现，即可提供10倍于传统路由器的性能，用户期望的局域网内线速路由成为了可能，而其造价与路由器相比却便宜很多。因此，在很短的时间内，三层交换机在网络中迅速替代了原有的路由器，占据了核心位置，而路由器则被迁移到网络边界。 三层交换机的出现，不但解决了困扰用户的局域网路由问题，而且为日后网络的迅猛发展奠定了基础。 三层交换机面临挑战 随着三层交换机的出现，构建高性能网络的造价日益降低。同时，迅猛发展的Internet技术，以及以太网对阵ATM的胜出、多元融合网络模型的出现，使网络建设进入了空前高涨的时期，三层交换机也由网络核心走向遍布核心、汇聚、接入各个位置。 随着应用的发展，越来越多新的需求摆在网络面前，三层交换机遇到了新的挑战： ·用户人数激增和带宽需求的提高，要求交换机能够提供更高更强的性能。 ·网络在工作生活中日益占据了重要的位置，对可靠性的要求也越来越高。 ·为了更好地控制网络的总体流量和提供带宽增值服务，用户希望交换机能够提供从端口到数据流的带宽管理控制功能。 ·随着网络应用服务的激增、IDC的出现，以及用户对QoS、安全、可靠性的需求不断提升，仅提供三层交换已满足不了用户的需求，用户希望在四层至七层都能获得交换的能力，甚至负载均衡功能。 三层交换机特点 正是由于应用需求的不断驱动，三层交换机自面世的第一天起就不停在技术上进行补充和完善，前进的脚步从未停止。它具有如下功能： ·全线速交换 无论是用于核心的交换机乃至边界接入交换机，全线速无阻塞的吞吐能力已成为用户考量各个厂商产品的一道及格线。 ·开放性 从开放性角度来考量交换机的可扩展性亦是用户的一把尺子，优秀的交换机应该提供丰富开放的标准支持能力，提供丰富的路由协议支持，可以支持将来的IPv6，同时提供丰富的网络接口连接能力，可以平滑连接各种局域网接口和广域网接口。 ·容错设计 对于核心级交换机的设计，各厂商多会采用各种技术手段保障无单点故障的硬件设计，从关键部件的冗余措施进行可靠性保障，如可冗余的引擎、背板、电源、风扇等。 ·安全性 对于日益突出的安全性问题，今天的交换机可以提供多种手段进行控制管理和防御，最常见的就是运用访问控制列表（ACL），早先的访问控制列表多由软件实现，条目越多，交换机性能下降得越快。设计优秀的交换机会采用领先的芯片技术实现多层的访问控制过滤。 ·端到端QoS保障能力 为了满足VoIP、网上视频等应用，交换机应该具备端到端QoS保障能力，包括提供端口硬件优先级队列，支持IEEE 802.1p、DifferServ，从而可以对不同应用类型的数据进行分类，并提供不同的传输策略，确保各类应用的平滑运行。 ·组播协议 在处理组播业务时，交换机应该支持丰富的组播协议，支持IGMP、DVMRP、PIM SM/DM等组播路由协议，以保障相关应用在局域网和广域网上的平滑传输。 ·四到七层的数据交换能力 随着应用服务重要性的提升和IDC（数据中心）的出现，交换机需要针对这些区域和需求提供四到七层的数据交换能力。 ·网络管理 今天网络的规模越来越大，网络的管理带给网络管理员的压力日益增加，交换机尤其是将会被广泛部署在边界接入区域的智能交换机，需要考虑采用更加开放的方式实现设备对网管的支持。 |
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