交換機的發展

從目前以太網交換機市場的總體情況來看，百兆交換機已成為市場主流，千兆交換機市場份額不斷加大，而十兆交換機已基本退出了市場。今年以太網交換機市場很明顯已經是千兆交換機之爭，這是網絡技術發展和市場成熟的必然結果。

從具體的技術走勢來看，第三層交換已成為采用Intranet的關鍵，它將第二層交換機和第三層路由器兩者的優勢結合成一個靈活的解決方案，可在各個層次提供線速性能。這種集成化的結構還引進了策略管理屬性，它不僅使第二層與第三層相互關聯起來，而且還提供流量優先化處理、安全以及多種其他靈活功能，如鏈路匯聚、VLAN和Intranet的動態部署。同時，市場對交換機又提出了更高的安全性能要求，由于網絡安全性能要求的不斷提高，VPN技術及安全認證技術將被廣泛應用。

第三層交換機分為接口層、交換層和路由層三部分，基本上具有了傳統交換機的所有功能。以第三層交換機為準，交換機的具體技術實現包括：

可編程ASIC

ASIC是專用于優化第二層處理的專用集成電路，是當今聯網解決方案的核心，它將多項功能集成在一個芯片上，具有設計簡單、高可靠性、低電源消耗、更高的性能和成本更低等優點。

分布式流水線

有了分布式流水線，多個分布式的轉發引擎能快速地獨立傳送數據包。在流水線中，多個 ASIC芯片同時處理多個幀。這種并發性和流水線可將轉發性能提到一個新高度，在所有的端口上實現點播 (Unicast)、廣播 (Broadcast)和組播 (Multicast)的線速性能。

動態可擴展的內存

對于先進的局域網交換產品，真實的性能是建立在智能化的存儲器系統之上的。第三層交換機將存儲器的一部分直接與轉發引擎相關聯。增加更多的接口模塊，包括各自的轉發引擎，存儲器也相應地擴展了。通過流水線式的 ASIC處理，動態的緩存構造增加了內存的使用率，系統也能夠處理大的突發數據流而不丟包。

先進的隊列機制

即使網絡設備有突出性能，也會受到其所連接網段上的擁擠帶來的損害。傳統上，通過一個端口的流量必須在只有一個輸出隊列的緩存中保存，不論它的優先級是多大，也必須按照先進先出的方式被處理。當隊列滿的時候，任何超出的部分都將被丟棄。此外，當隊列變長時，延時也增加了。這個特點使得在傳統的以太網上運行實時的事務處理及多媒體應用變得非常困難?；谶@種原因，許多網絡設備廠商開發了新技術，可在一個以太網段上提供不同的服務級別，同時提供對延時和抖動的控制，這樣就引進了每個端口有不同級別隊列的機制。

自動流量分類

有些數據流比其他數據流更重要。使用自動流量分類，第三層交換機可以指示數據包流水線區分用戶指定的數據流，從而實現低延時、高優先級傳輸及避免擁塞。

智能許可權控制

第三層交換機提供多種安全機制并使用流量分類器，管理員可以限制任何被識別的數據流，包括限制對服務器的訪問及排除無用的協議廣播。這一點是網絡技術領域里的突破性進展，即提供線速防火墻。

動態流量監督

流量的分類、優先化處理以及資源保留使企業網和 Intranet管理員能將精力集中在更重要的事情上，即傳統的和下一代的應用。但有一件事還需要去做，那就是流量監督。流量監督不能算是一個策略機制，因為它實際上是一個保護機制。它監視流量和網絡的擁塞情況，并對這些情況作出動態的響應，以保證所有的網絡元素(終端用戶和網絡本身)都置于控制之下并能最佳運行。

為了在擁塞的局域網上進行優先化處理，許多第三層交換機使用了IEEE 802.1p的服務級別。為了避免擁塞，高性能第三層交換機甚至采用了更先進的技術來動態地監視輸出隊列的大小，以便發現一個端口是否將變得擁擠。通過控制隊列的大小和擁塞，網絡可以維持對延時敏感的數據流所需的極限。

可擴展的RMON實現

對RMON的支持已經成為進行主動和廣泛的網絡管理一個不可缺少的組成部分。RFC 1757定義的MIB含有物理層和MAC層的統計數據，RFC 2021定義的RMON 2將統計數據的采集擴展至網絡層以上。

向量處理技術

向量處理技術用來加速數據幀的處理速度。第三層交換機的體系結構不僅在第二層之上增加了第三層的控制能力，而且還增加了多方位的多種向量控制，從而極大加強了向量處理能力。

多RISC處理機

在高可靠性的交換機中，一個專門的高性能 RISC處理機是絕對需要的。事實上，幀處理機(FP)與向量邏輯的結合所提供的性能是無與倫比的。一個獨立的應用處理機(AP)可以輔助FP。像FP一樣，AP也是一個高性能的 RISC處理機。AP控制除幀轉發以外的所有操作：高層的橋接和路由，如生成樹和 OSPF協議以及SNMP操作和 HTTP操作等。


審核編輯：湯梓紅