第三層交換技術分析及應用的發(fā)展

交換技術有很多值得學習的地方，這里我們主要介紹第三層交換技術分析及應用的發(fā)展，第三層交換機又稱為路由交換機，第三層交換可以看作是一個模型，它涉及ISO參考模型的第二層和第三層。作為交換機，它具有同第二層相同的屬性，同時又將第二層交換和第三層路由器兩者的優(yōu)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，因而具備某些路由性能。

這種集成經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(lián)起來，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，同時還提供trunking,VLAN和標簽機制。路由層提供主要的LAN路由協(xié)議：IP,IPX和AppleT，并通過策略管理，提供傳統(tǒng)的路由或直通的第三層轉發(fā)技術。策略管理和行政管理使網(wǎng)絡管理員能根據(jù)企業(yè)（或部門）的特定需求來調整網(wǎng)絡。相對于第三層來說，第二層被采用的程度決定了所謂的網(wǎng)絡控制分類，如圖3所示。一個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。而第三層交換機能為分類中的所有層次提供動態(tài)的、集成的支持。傳統(tǒng)的通用路由器與外部的交換機一起使用也能達到此目的，但是與這種解決方案相比，第三層交換機只需要更少的配置，更少的布線，價格更便宜，并能提供更高的網(wǎng)絡性能。
　
第三層交換技術的演變

隨著硬件和軟件的不斷升級，第三層交換技術的發(fā)展也經歷了“三代”的變化。第一代交換機是基于分立的電子元件和原語式的軟件框架的混合體。軟件的功能運行在一個有固定內存的處理機上。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。當用戶的日常業(yè)務更加依賴于網(wǎng)絡，網(wǎng)絡上的流量增多時，網(wǎng)絡設備便成了瓶頸。雖然處理機和存儲器變得越來越快和有效，但通信流量的增加更為迅速。解決問題的第一步是簡化網(wǎng)絡層：用交換機取代路由器，以減低處理數(shù)據(jù)包的開銷并顯著地提高事務處理速度。引進一種專用于優(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)的整體費用。圖4示出了第一代的體系結構。
　
第三代交換技術并不是僅僅建立在第二代的進展上，而是采用ASIC+RISC技術，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)吞吐量可以達到超過每秒幾百萬個包。由于使用了基于策略的服務機制，可以支持QOS，通過FIRE引入分布式數(shù)據(jù)包處理（DDP），可以將數(shù)據(jù)包快速而獨立地傳送過系統(tǒng)，同時使用動態(tài)分類的PACE技術和RSVP，使第二層與第三層的性能靈活地結合起來。在第三層交換機中，通過內置一個處理機將ASIC的能力，如增加對IPV6的支持，并不需要硬件升級或犧牲系統(tǒng)的性能。第三代第三層交換機可以支持多媒體網(wǎng)絡通信，能更有效地減少延時并能確保安全。由于交換機、Hub和網(wǎng)卡采用了統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境，使交換機在以太網(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的發(fā)展，又出現(xiàn)了第四層交換，它擴展了第三層和第二層交換，能夠支持更細粒度的網(wǎng)絡調整，以及對通信流的優(yōu)先權劃分。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，例如對于TCP/UDP中數(shù)據(jù)包的端口號進行交換。它允許根據(jù)應用程序劃分通信數(shù)據(jù)的優(yōu)先權，能夠根據(jù)某種特定應用程度的通信量，將一定量的帶寬用于重要的應用程序。

從某種意義上講，第四層交換提供了在網(wǎng)絡中實現(xiàn)服務等級（COS）的方法。這樣對于一個Intranet來說，它可以減少WWW或FTP的通信量，而給E-MAIL或Telent通信量設置更高的優(yōu)先權。第三、第四層交換是基于加速路由的處理過程，目前，基于流或標簽的路由處理技術也相繼問世，如3Com推出的快速IP和NHRP交換機、Alcatel推出的MPLS多協(xié)議標記交換機等。多層交換有助于實現(xiàn)LAN和WAN的橋接，隨著信息全球化的發(fā)展趨勢，LAN和WAN的邊界變得越來越模糊，第三層交換技術為未來可擴展的解決方案奠定了堅實的基礎。

發(fā)布者：博子