淺析三層交換機技術的發展

　　三層交換機有很多值得學習的地方，這裡我們主要介紹三層交換技術的未來應用及發展趨勢分析，三層交換是在1997年前後才開始出現的一種交換技術，最初是為了解決廣播域問題。經過多年發展，三層交換技術已經成為構建多業務融合網絡的主要力量。當前，三層交換機的應用環境正面臨哪些變化?產生了哪些新技術?其發展趨勢怎麼樣?未來的市場需求怎麼樣?請看專家解讀。

　　產生及發展

　　三層交換(也稱多層交換技術，或IP交換技術)是在1997年前後才開始出現的一種交換技術，它是相對於傳統交換概念而提出的。眾所周知，傳統的交換技術是在OSI網絡參考模型中的第二層——數據鏈路層進行操作的，而三層交換技術是在網絡模型中的第三層實現了數據包的高速轉發。三層交換技術的出現主要是為了解決規模較大的網絡中的廣播域問題，通過VSP?column=news&key=LAN target=_blank class=qqx_gjz>LAN把一個大的交換網絡劃分為多個較小的廣播域，各個VLAN之間再采用三層交換技術互通。最初的三層交換機往往是把二層轉發和三層交換做在兩個單元中，還沒有用一個芯片完成完整的三層交換功能，這樣的交換機往往也是機架式的，比如3Com的Corebuider9000、Corebuider3500，思科的5505、6509，朗訊的Cajun P550等，一般都有一個專門處理三層數據的單元或者模塊。

　　在傳統的交換機中，三層交換引擎往往是整個交換機的瓶頸，無法實現大容量的線速的三層交換，而且模塊和模塊之間會采用總線式結構。千兆以太網標准出現之後，有些機架式交換機內部也采用了千兆端口實現模塊和模塊之間的互通。1998年Intel推出了550T、550S可堆疊的盒式三層交換機，背板容量達2.1Gbps，可以實現8個百兆端口的線速交換，這是當時市場上最早出現的盒式交換機之一，性價比也比較高。但無論是當時的盒式三層或者是機架式三層交換機，最主要的功能僅僅是為了隔離廣播域，路由協議的支持都比較簡單，僅僅支持RIP、OSPF等小型網絡的動態路由協議，VLAN之間的路由默認也是互通的，沒有什麼控制功能。

　　隨著網絡規模的變化，以太網技術從一個辦公室網絡走向一個辦公樓的局域網乃至整個園區網，而在1998年之前，園區網技術往往會采用最早的FDDI技術和ATM技術。這種應用變化對三層交換機提出了更高的性能要求，對數據轉發的控制能力和廣域網之間的路由互聯能力的要求也更高，同時可靠性、可用性要求也大大增強，二、三層交換功能也發展到由一個單獨的芯片完成，交換容量也從最初的5Gbps發展到現在的幾百Gbps的水平，由此出現了一些關鍵技術，如CrossBar技術、基於硬件線速的訪問控制技術、端到端QoS技術、更豐富的協議支持等。詳情見配文。

　　應用環境的變化

　　即使在三層交換技術相當成熟的現在，三層交換機也從來沒有停止過它的發展，主要是因為三層交換機的應用環境正在面臨巨大的變化。隨著時間的推移，以太網的傳輸速度從10Mbps逐步擴展到100Mbps、1Gbps、10Gbps，以太網的價格也跟隨摩爾定律以及規模經濟而迅速下降。如今，以太網已經成為局域網(LAN)中的主導網絡技術，而且隨著萬兆以太網的出現，以太網正在向城域網(MAN)大步邁進，因此也拉動了三層交換機的更深層次的變革。這種拉動體現在以下三個方面：

　　1. 企業信息基礎設施的建設，給以太網應用帶來了巨大的空間。由於以太網技術最初就是為局域聯網而設計的，因此，其在支持企業局域網絡連接上具有天然的優勢，其構造的簡易性、擴展的靈活性以及速度的不斷提升，使之成為構建企業網絡的首選技術之一。今天，我國信息化建設的大力推進，給以太網的發展帶來了巨大的市場機遇。