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模塊化的千兆交換機(jī)( 二 )

云知道


獨(dú)立（固定端口）交換機(jī)
這是最常見(jiàn)的交換機(jī)，它為成長(zhǎng)型企業(yè)提供了廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)解決方案 。該系統(tǒng)有著固定的接口（不能擴(kuò)展），當(dāng)企業(yè)成長(zhǎng)需要擴(kuò)大交換機(jī)端口數(shù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)治理員必須再購(gòu)買一些交換機(jī) 。
總的說(shuō)來(lái)，交換機(jī)的構(gòu)成和一臺(tái)普通的計(jì)算機(jī)很相似 。交換機(jī)有自己的CPU、內(nèi)存、外部存儲(chǔ)器FLASH（功能上類似計(jì)算機(jī)的硬盤）、啟動(dòng)存儲(chǔ)器（類似于計(jì)算機(jī)的BIOS）以及重要的交換芯片和網(wǎng)絡(luò)接口芯片（類似于計(jì)算機(jī)中的網(wǎng)卡） 。如圖5所示 。
與普通計(jì)算機(jī)不同的是，網(wǎng)絡(luò)接口芯片收到數(shù)據(jù)后，大部分就通過(guò)交換芯片執(zhí)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)操作，并不經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的CPU，上文提到的獨(dú)立（固定端口）交換機(jī)和非治理型交換機(jī)就是這樣的結(jié)構(gòu) 。
所不同的是，獨(dú)立（固定端口）交換機(jī)只是在端口擴(kuò)展性上略輸于更高級(jí)的交換機(jī)，但是根據(jù)設(shè)計(jì)的不同，在系統(tǒng)中可以使用很高級(jí)的CPU和大量的內(nèi)存 。這樣多層交換機(jī)可以用系統(tǒng)的CPU來(lái)處理諸如路由、網(wǎng)絡(luò)安全等策略，實(shí)現(xiàn)高級(jí)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 。很多交換機(jī)使用了通用的CPU，當(dāng)然不是我們常見(jiàn)的Intel，而是像摩托羅拉MPC8245或者M(jìn)IPS等RISC芯片 。
圖5中BCM5464是一塊4端口的千兆位電信號(hào)收發(fā)器，具有集成銅線/光纖媒質(zhì)接口 。這就是我們所謂的網(wǎng)絡(luò)接口芯片，它需要和光纖或者銅線的物理層定義設(shè)備（PHY）一同工作，構(gòu)成以太網(wǎng)原始信號(hào)的收發(fā)接口 。然后，它向上和一個(gè)12端口的千兆位交換芯片連接，三片BCM5464所傳遞上來(lái)的12路千兆信號(hào)在交換芯片BCM5691中完成交換，在交換芯片中，會(huì)建立對(duì)應(yīng)的MAC學(xué)習(xí)機(jī)制和映射表，再通過(guò)相應(yīng)的BCM5464轉(zhuǎn)發(fā)到目的端口 。
對(duì)于不可治理型的交換機(jī)，因?yàn)樾枨蟾?jiǎn)單，所以在設(shè)計(jì)時(shí)可以使用更少的內(nèi)存和更低能耗、更低成本的CPU，常見(jiàn)的有ARM內(nèi)核的各種CPU 。這種簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)只是起到啟動(dòng)系統(tǒng)，將簡(jiǎn)單控制指令下載到交換芯片的作用，無(wú)法完成高層次的交換 。
結(jié)語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的研發(fā)人員和供貨商設(shè)計(jì)一套成熟穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是需要很大投入的，他們都希望在設(shè)計(jì)的過(guò)程中把握核心技術(shù)和能力，以最快的速度推出產(chǎn)品 。正是基于這樣的需求，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的半導(dǎo)體芯片廠商已經(jīng)將交換機(jī)芯片設(shè)計(jì)成模塊化方式，不論是開(kāi)發(fā)一臺(tái)簡(jiǎn)單的交換機(jī)，還是最尖端的核心路由交換機(jī)，其設(shè)計(jì)思路都會(huì)像小時(shí)后玩的拼圖游戲一樣簡(jiǎn)單 。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備芯片供給商Broadcom公司副總裁Ford Tamer博士說(shuō)：“相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，Broadcom芯片方案的優(yōu)勢(shì)就在于低成本和高性能 ?！?
采訪人員對(duì)作為交換芯片市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的Broadcom公司的這番言論開(kāi)始很感意外，但是又很快明白: 靠技術(shù)優(yōu)勢(shì)推出更簡(jiǎn)化和更貼近市場(chǎng)的芯片，靠規(guī)模優(yōu)勢(shì)降低成本，這正是國(guó)際領(lǐng)袖企業(yè)的生存之道 。
模塊化設(shè)計(jì)意味著更多優(yōu)秀的產(chǎn)品可以很快地進(jìn)入市場(chǎng)，同時(shí)也意味著競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)從產(chǎn)品本身向上轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品核心構(gòu)建（building blocks）的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)上，因此中國(guó)廠商具有更多的機(jī)會(huì) 。我們期待著中國(guó)廠商有所作為 。

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