第三層交換技術(shù)分析及應(yīng)用的發(fā)展

交換技術(shù)有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里我們主要介紹第三層交換技術(shù)分析及應(yīng)用的發(fā)展，第三層交換機(jī)又稱為路由交換機(jī)，第三層交換可以看作是一個(gè)模型，它涉及ISO參考模型的第二層和第三層。作為交換機(jī)，它具有同第二層相同的屬性，同時(shí)又將第二層交換和第三層路由器兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合成一個(gè)靈活的解決方案，可在各個(gè)層次提供線速性能，因而具備某些路由性能。

這種集成經(jīng)的結(jié)構(gòu)還引進(jìn)了策略管理屬性，它不僅使第二層與第三層相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，而且還提供通信流量的優(yōu)先化處理、安全以及多種其他的靈活功能，如trunking,VPN和Intranet的動(dòng)態(tài)部署。
　
接口層包含了所有重要的局域網(wǎng)接口：10/100Mbit/s以太網(wǎng)，吉比特以太網(wǎng)，F(xiàn)DDI和ATM。交換層集成了多種局域網(wǎng)接口并輔之以策略管理，同時(shí)還提供trunking,VLAN和標(biāo)簽機(jī)制。路由層提供主要的LAN路由協(xié)議：IP,IPX和AppleT，并通過(guò)策略管理，提供傳統(tǒng)的路由或直通的第三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。策略管理和行政管理使網(wǎng)絡(luò)管理員能根據(jù)企業(yè)（或部門）的特定需求來(lái)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)。相對(duì)于第三層來(lái)說(shuō)，第二層被采用的程度決定了所謂的網(wǎng)絡(luò)控制分類，如圖3所示。一個(gè)純第二層的解決方法案，即圖中所示的“處處變換”，它在劃分子網(wǎng)和廣播限制等方面提供的控制最少。而第三層交換機(jī)能為分類中的所有層次提供動(dòng)態(tài)的、集成的支持。傳統(tǒng)的通用路由器與外部的交換機(jī)一起使用也能達(dá)到此目的，但是與這種解決方案相比，第三層交換機(jī)只需要更少的配置，更少的布線，價(jià)格更便宜，并能提供更高的網(wǎng)絡(luò)性能。
　
第三層交換技術(shù)的演變

隨著硬件和軟件的不斷升級(jí)，第三層交換技術(shù)的發(fā)展也經(jīng)歷了“三代”的變化。第一代交換機(jī)是基于分立的電子元件和原語(yǔ)式的軟件框架的混合體。軟件的功能運(yùn)行在一個(gè)有固定內(nèi)存的處理機(jī)上。隨著管理支持和協(xié)議功能的改善，軟件的功能也不斷增加。當(dāng)用戶的日常業(yè)務(wù)更加依賴于網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上的流量增多時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備便成了瓶頸。雖然處理機(jī)和存儲(chǔ)器變得越來(lái)越快和有效，但通信流量的增加更為迅速。解決問(wèn)題的第一步是簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)層：用交換機(jī)取代路由器，以減低處理數(shù)據(jù)包的開(kāi)銷并顯著地提高事務(wù)處理速度。引進(jìn)一種專用于優(yōu)化第二層處理的專用集成電路（ASIC），使性能提高了10倍，并降低了系統(tǒng)的整體費(fèi)用。圖4示出了第一代的體系結(jié)構(gòu)。
　
第三代交換技術(shù)并不是僅僅建立在第二代的進(jìn)展上，而是采用ASIC+RISC技術(shù)，為第三層路由、組播及用戶可選的策略（policy）等方面提供了線速性能，總的數(shù)據(jù)吞吐量可以達(dá)到超過(guò)每秒幾百萬(wàn)個(gè)包。由于使用了基于策略的服務(wù)機(jī)制，可以支持QOS，通過(guò)FIRE引入分布式數(shù)據(jù)包處理（DDP），可以將數(shù)據(jù)包快速而獨(dú)立地傳送過(guò)系統(tǒng)，同時(shí)使用動(dòng)態(tài)分類的PACE技術(shù)和RSVP，使第二層與第三層的性能靈活地結(jié)合起來(lái)。在第三層交換機(jī)中，通過(guò)內(nèi)置一個(gè)處理機(jī)將ASIC的能力，如增加對(duì)IPV6的支持，并不需要硬件升級(jí)或犧牲系統(tǒng)的性能。第三代第三層交換機(jī)可以支持多媒體網(wǎng)絡(luò)通信，能更有效地減少延時(shí)并能確保安全。由于交換機(jī)、Hub和網(wǎng)卡采用了統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境，使交換機(jī)在以太網(wǎng)環(huán)境下支持圖像傳輸。

多層交換發(fā)展展望

隨著第三層交換技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了第四層交換，它擴(kuò)展了第三層和第二層交換，能夠支持更細(xì)粒度的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，以及對(duì)通信流的優(yōu)先權(quán)劃分。第四層交換是一種基于策略的路由，它位于ISO參考模型的第四層，使用的是第四層信息，根據(jù)第四層信息，例如對(duì)于TCP/UDP中數(shù)據(jù)包的端口號(hào)進(jìn)行交換。它允許根據(jù)應(yīng)用程序劃分通信數(shù)據(jù)的優(yōu)先權(quán)，能夠根據(jù)某種特定應(yīng)用程度的通信量，將一定量的帶寬用于重要的應(yīng)用程序。

從某種意義上講，第四層交換提供了在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)服務(wù)等級(jí)（COS）的方法。這樣對(duì)于一個(gè)Intranet來(lái)說(shuō)，它可以減少WWW或FTP的通信量，而給E-MAIL或Telent通信量設(shè)置更高的優(yōu)先權(quán)。第三、第四層交換是基于加速路由的處理過(guò)程，目前，基于流或標(biāo)簽的路由處理技術(shù)也相繼問(wèn)世，如3Com推出的快速IP和NHRP交換機(jī)、Alcatel推出的MPLS多協(xié)議標(biāo)記交換機(jī)等。多層交換有助于實(shí)現(xiàn)LAN和WAN的橋接，隨著信息全球化的發(fā)展趨勢(shì)，LAN和WAN的邊界變得越來(lái)越模糊，第三層交換技術(shù)為未來(lái)可擴(kuò)展的解決方案奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

發(fā)布者：博子