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三層交換技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用趨勢(shì)

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三層交換是在1997年前后才開始出現(xiàn)的一種交換技術(shù)，最初是為了解決廣播域問題 。經(jīng)過多年發(fā)展，三層交換技術(shù)已經(jīng)成為構(gòu)建多業(yè)務(wù)融合網(wǎng)絡(luò)的主要力量 。當(dāng)前，三層交換機(jī)的應(yīng)用環(huán)境正面臨哪些變化？產(chǎn)生了哪些新技術(shù)？其發(fā)展趨勢(shì)怎么樣？未來的市場(chǎng)需求怎么樣？請(qǐng)看專家解讀—
產(chǎn)生及發(fā)展
三層交換（也稱多層交換技術(shù)，或IP交換技術(shù)）是在1997年前后才開始出現(xiàn)的一種交換技術(shù)，它是相對(duì)于傳統(tǒng)交換概念而提出的 。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā) 。三層交換技術(shù)的出現(xiàn)主要是為了解決規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)中的廣播域問題，通過VLAN把一個(gè)大的交換網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)較小的廣播域，各個(gè)VLAN之間再采用三層交換技術(shù)互通 。最初的三層交換機(jī)往往是把二層轉(zhuǎn)發(fā)和三層交換做在兩個(gè)單元中，還沒有用一個(gè)芯片完成完整的三層交換功能，這樣的交換機(jī)往往也是機(jī)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(gè)專門處理三層數(shù)據(jù)的單元或者模塊 。
在傳統(tǒng)的交換機(jī)中，三層交換引擎往往是整個(gè)交換機(jī)的瓶頸，無法實(shí)現(xiàn)大容量的線速的三層交換，而且模塊和模塊之間會(huì)采用總線式結(jié)構(gòu) 。千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之后，有些機(jī)架式交換機(jī)內(nèi)部也采用了千兆端口實(shí)現(xiàn)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(jī)，背板容量達(dá)2.1Gbps，可以實(shí)現(xiàn)8個(gè)百兆端口的線速交換，這是當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上最早出現(xiàn)的盒式交換機(jī)之一，性價(jià)比也比較高 。但無論是當(dāng)時(shí)的盒式三層或者是機(jī)架式三層交換機(jī)，最主要的功能僅僅是為了隔離廣播域，路由協(xié)議的支持都比較簡(jiǎn)單，僅僅支持RIP、OSPF等小型網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，VLAN之間的路由默認(rèn)也是互通的，沒有什么控制功能 。
隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的變化，以太網(wǎng)技術(shù)從一個(gè)辦公室網(wǎng)絡(luò)走向一個(gè)辦公樓的局域網(wǎng)乃至整個(gè)園區(qū)網(wǎng)，而在1998年之前，園區(qū)網(wǎng)技術(shù)往往會(huì)采用最早的FDDI技術(shù)和ATM技術(shù) 。這種應(yīng)用變化對(duì)三層交換機(jī)提出了更高的性能要求，對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的控制能力和廣域網(wǎng)之間的路由互聯(lián)能力的要求也更高，同時(shí)可靠性、可用性要求也大大增強(qiáng)，二、三層交換功能也發(fā)展到由一個(gè)單獨(dú)的芯片完成，交換容量也從最初的5Gbps發(fā)展到現(xiàn)在的幾百Gbps的水平，由此出現(xiàn)了一些要害技術(shù)，如CrossBar技術(shù)、基于硬件線速的訪問控制技術(shù)、端到端QoS技術(shù)、更豐富的協(xié)議支持等 。詳情見配文 。
應(yīng)用環(huán)境的變化
即使在三層交換技術(shù)相當(dāng)成熟的現(xiàn)在，三層交換機(jī)也從來沒有停止過它的發(fā)展，主要是因?yàn)槿龑咏粨Q機(jī)的應(yīng)用環(huán)境正在面臨巨大的變化 。
隨著時(shí)間的推移，以太網(wǎng)的傳輸速度從10Mbps逐步擴(kuò)展到100Mbps、1Gbps、10Gbps，以太網(wǎng)的價(jià)格也跟隨摩爾定律以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)而迅速下降 。如今，以太網(wǎng)已經(jīng)成為局域網(wǎng)（LAN）中的主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而且隨著萬兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)，以太網(wǎng)正在向城域網(wǎng)（MAN）大步邁進(jìn)，因此也拉動(dòng)了三層交換機(jī)的更深層次的變革 。這種拉動(dòng)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
1. 企業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，給以太網(wǎng)應(yīng)用帶來了巨大的空間 。由于以太網(wǎng)技術(shù)最初就是為局域聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)的，因此，其在支持企業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)連接上具有天然的優(yōu)勢(shì)，其構(gòu)造的簡(jiǎn)易性、擴(kuò)展的靈活性以及速度的不斷提升，使之成為構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的首選技術(shù)之一 。今天，我國(guó)信息化建設(shè)的大力推進(jìn)，給以太網(wǎng)的發(fā)展帶來了巨大的市場(chǎng)機(jī)遇 。
2. 城域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為以太網(wǎng)技術(shù)的新天地 。當(dāng)前，城域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的架構(gòu)基本可以分為MSTP＋I(xiàn)P和以太網(wǎng)模式 。而以太網(wǎng)技術(shù)由于更適合于已有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)具備網(wǎng)絡(luò)建設(shè)靈活快速等優(yōu)勢(shì)，在城域網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用 ?；谝蕴W(wǎng)的城域網(wǎng)絡(luò)，更適合數(shù)據(jù)的傳輸以及寬帶化的增長(zhǎng)需求 。同時(shí)，以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適合對(duì)大客戶以及業(yè)務(wù)密集區(qū)域的覆蓋，如企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、校園網(wǎng)絡(luò)等，因此具有更高的收益預(yù)期 。

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