三網(wǎng)合一：簡要分析交換機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀
2008/05/30
一、重要技術(shù)參數(shù)
1、支持更多VLAN
在骨干交換機(jī)中，采用以太網(wǎng)技術(shù)可以非常方便地實現(xiàn)VLAN，其支持VLAN的數(shù)目也比普通的以太網(wǎng)交換機(jī)要多，一般情況下可以支持4k個VLAN.在有些骨干交換機(jī)上，甚至可以做到支持端口VLAN，這樣VLAN的數(shù)目就不再局限于802.1q協(xié)議中最多4k個VLAN的限制，可以做到支持n×4k(n表示端口數(shù)目)個VLAN.在有些骨干交換機(jī)中，還可以做到支持雙重(多重)VLANTAG，這樣可以使基于VLAN的轉(zhuǎn)發(fā)具有層次性，同時也突破了4k個VLAN數(shù)目的限制。
2、更大MAC地址表
以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)主要是基于MAC地址表進(jìn)行的。在骨干交換機(jī)中，所接入的端口密度比較高，同時還可下掛多個普通的LANSwitch，所接入的用戶也就比較多，如整個企業(yè)網(wǎng)中的所有用戶或整個小區(qū)的用戶。所以其MAC地址表的數(shù)目往往在10k以上，一般在32k～256k.所以在選擇骨干交換機(jī)時，MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表的數(shù)目是一個重要的指標(biāo)。
3、支持三層交換
作為骨干交換機(jī)，還必須具有三層交換的能力，這是骨干交換機(jī)的一個顯著特征。普通的LANSwitch交換機(jī)基本上都可以支持二層的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)，有的還具有三層的轉(zhuǎn)發(fā)能力，可以實現(xiàn)有限的三層路由功能。但作為骨干交換機(jī)來講，支持具有跨VLAN的轉(zhuǎn)發(fā)能力是必須具備的。這是與骨干交換機(jī)位于企業(yè)網(wǎng)或校園網(wǎng)、城域網(wǎng)匯接口的網(wǎng)絡(luò)位置分不開的。所以，三層交換機(jī)必須具有三層接口。一般情況下，三層接口的劃分是以VLAN作為三層邏輯接口的基本單位。在每個VLAN中，要求有自己的獨立的子網(wǎng)地址。所以在骨干交換機(jī)中，VLAN的子網(wǎng)網(wǎng)關(guān)地址的支持?jǐn)?shù)目也是一個比較重要的指標(biāo)。
4、支持更多協(xié)議
“一次路由，多次交換”是交換機(jī)實現(xiàn)路由交換的指導(dǎo)思想。但這種三層轉(zhuǎn)發(fā)的思想對于首報文的轉(zhuǎn)發(fā)比較費時，尤其是在骨干層交換機(jī)，這種轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制制約著轉(zhuǎn)發(fā)速率。現(xiàn)在，骨干交換機(jī)已經(jīng)基本用硬件實現(xiàn)了最大匹配的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，使得其可以線速處理三層轉(zhuǎn)發(fā)。同時，對于三層轉(zhuǎn)發(fā)表數(shù)目的支持也是骨干交換機(jī)的一個重要指標(biāo)。一般情況下，骨干交換機(jī)和骨干路由器支持的路由表的數(shù)目相當(dāng)。骨干交換機(jī)對路由協(xié)議的支持也很豐富，可以支持RIP協(xié)議、OSPF協(xié)議、IS-IS協(xié)議、BGP協(xié)議。對這些路由協(xié)議的支持可以充分保證骨干交換機(jī)不僅可以運行在企業(yè)網(wǎng)中，甚至可以運行在運營商的匯接層、骨干層上。
5、流分類和QoS
對于流分類的支持和QoS的保障也是骨干交換機(jī)的一大重要特色。骨干交換機(jī)接入的用戶數(shù)目比較大，用戶對網(wǎng)絡(luò)的要求也是紛繁蕪雜。所以在骨干交換機(jī)上，應(yīng)該能夠針對不同的用戶、不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提供基于流分類的QoS和過濾。流分類數(shù)目的多少，將在很大程度上影響骨干交換機(jī)在匯接點的業(yè)務(wù)能力和滿足用戶不斷增長的業(yè)務(wù)需求及其安全保證的能力。
所以目前的骨干交換機(jī)都應(yīng)該支持基于流分類的QoS和帶寬保證。
6、更高的安全要求
骨干交換機(jī)在安全設(shè)計方面也不同于一般的交換機(jī)，往往具有更高的安全可靠性。在設(shè)計方面，生產(chǎn)廠商也在盡可能地按照電信級的設(shè)計方案進(jìn)行。比如電源的冗余備份設(shè)計、主控路由板的雙備份設(shè)計以及在不中斷業(yè)務(wù)的情況下線路板的熱插拔設(shè)計、網(wǎng)板的雙備份設(shè)計等。在骨干交換機(jī)中，一般為了高度可靠性，還會優(yōu)先采用VRRP技術(shù)。
7、更集中的網(wǎng)絡(luò)管理
在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理方面，骨干交換機(jī)也有自己的特色。由于骨干交換機(jī)經(jīng)常處在運營商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備側(cè)，接入層設(shè)備數(shù)量眾多、維護(hù)工作量巨大，因此迫切需要設(shè)備能夠提供統(tǒng)一管理和維護(hù)的手段。目前，骨干交換機(jī)普遍支持集群管理協(xié)議。
集群管理由于可以通過一個管理IP來維護(hù)眾多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并且能夠提供設(shè)備拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、設(shè)備故障和鏈路故障告警、設(shè)備統(tǒng)一配置等多種便利的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)手段，因而逐漸成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理的主要手段。
二、骨干交換機(jī)的業(yè)務(wù)特征
1、組播業(yè)務(wù)將在以骨干交換機(jī)為主的領(lǐng)域內(nèi)得到快速發(fā)展
雖然實現(xiàn)大規(guī)模的組播應(yīng)用尚有許多難題要克服，但組播應(yīng)用的前景仍比較樂觀，尤其是在以太網(wǎng)技術(shù)深入發(fā)展和多媒體業(yè)務(wù)日漸增多的情況下，再加上骨干LANSwitch交換機(jī)的出現(xiàn)，使組播有著巨大的市場潛力，并逐漸成為寬帶網(wǎng)絡(luò)中一種必不可少的業(yè)務(wù)。組播作為一種與單播并列的傳輸方式，其意義不僅在于減少對網(wǎng)絡(luò)資源的占用、提高擴(kuò)展性，還在于利用網(wǎng)絡(luò)的組播特性方便地提供一些新的業(yè)務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)中多媒體業(yè)務(wù)的日漸增多，組播的優(yōu)越性和重要性也越來越明顯。
2、三網(wǎng)合一的業(yè)務(wù)將在骨干交換機(jī)中得到應(yīng)用
隨著IP技術(shù)的發(fā)展，語音、數(shù)據(jù)、視頻統(tǒng)一承載于IP網(wǎng)已經(jīng)成為可能，特別是VoIP的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，無論是企業(yè)還是運營商都大量地采用VoIP技術(shù)。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，語音、數(shù)據(jù)、視頻均承載于獨立的網(wǎng)絡(luò)，建網(wǎng)成本高、維護(hù)管理復(fù)雜，實施三網(wǎng)合一、多種業(yè)務(wù)統(tǒng)一于一個網(wǎng)絡(luò)，就可以避免分離網(wǎng)絡(luò)帶來的缺點。
3、用戶管理業(yè)務(wù)將迅速發(fā)展
目前擺在運營商面前一個最為迫切的任務(wù)就是如何使寬帶網(wǎng)絡(luò)像窄帶PSTN業(yè)務(wù)一樣，帶來可運營/可管理/可增值的特性。所以實現(xiàn)用戶管理是寬帶骨干交換機(jī)的一個重要的業(yè)務(wù)。
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