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圖 新知：從二層交換到自適應(yīng)業(yè)務(wù)交換

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以太網(wǎng)交換機(jī)作為以太交換技術(shù)的物理體現(xiàn)，已經(jīng)發(fā)生了巨大而深刻的變化 。本文將與大家一起回顧交換機(jī)的發(fā)展歷程，并闡述在自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（@Net）時(shí)代，交換技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向——自適應(yīng)業(yè)務(wù)交換 。以太網(wǎng)交換技術(shù)發(fā)展史二層交換：交換技術(shù)誕生與上世紀(jì)80年代，最初是多端口網(wǎng)橋的改進(jìn)版本，目標(biāo)是不斷細(xì)分局域網(wǎng)廣播域 。ATM交換和路由器：上世紀(jì)90年代中期，由于園區(qū)網(wǎng)和城域網(wǎng)的興起，二層交換機(jī)在廣播規(guī)模、地域覆蓋、治理方面都存在不足，在大型局域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)、城域網(wǎng)等環(huán)境中開始引入路由器或ATM交換機(jī)構(gòu)建骨干網(wǎng) 。千兆三層交換：1997年～1998年，兩項(xiàng)重要技術(shù)的商用改變了技術(shù)混戰(zhàn)的局面，即千兆以太網(wǎng)和三層交換技術(shù)，非凡是三層交換使以太網(wǎng)交換機(jī)在大型園區(qū)網(wǎng)中可以取代路由器成為核心 。這兩項(xiàng)技術(shù)逐漸成為建網(wǎng)主導(dǎo)，路由器退到廣域網(wǎng)邊緣，ATM仿真宣告出局 。4～7層交換：三層交換機(jī)迅速商用后，很快出現(xiàn)了4～7層交換的概念，最初定義為交換機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文應(yīng)用識(shí)別及QoS/ACL等智能處理，后來(lái)上升為對(duì)內(nèi)容識(shí)別的服務(wù)器負(fù)載均衡，這樣的能力普通交換機(jī)已經(jīng)不能承擔(dān)，因此最后發(fā)展為交換機(jī)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的報(bào)文識(shí)別和參數(shù)設(shè)置處理，不影響效率；并使用專用的Webswitch或Webswitch模塊實(shí)現(xiàn)深度的內(nèi)容交換 。華為3Com的S8016產(chǎn)品就是較早支持該技術(shù)的產(chǎn)品 。全分布式逐包轉(zhuǎn)發(fā)：上述三層或4～7層交換在發(fā)展初期都是采用流Cache的方式實(shí)現(xiàn)，隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙找鎻?fù)雜、規(guī)模爆炸式增長(zhǎng)，這種技術(shù)的弊端日益顯露 。非凡是2000年后的紅碼、蠕蟲、沖擊波等病毒針對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的攻擊，造成交換機(jī)大面積癱瘓，使這種危機(jī)達(dá)到頂峰 。導(dǎo)致全分布式逐包轉(zhuǎn)發(fā)浮出水面 。這項(xiàng)最初由GSR支持的技術(shù)最終被移植到三層交換機(jī)的設(shè)計(jì)中 。華為的Quidview交換機(jī)是較早實(shí)現(xiàn)全分布式逐包轉(zhuǎn)發(fā)的經(jīng)典范例，2003年之后，網(wǎng)絡(luò)中部署的三層交換機(jī)基本都采用新的架構(gòu) 。多業(yè)務(wù)交換：交換機(jī)的整體性能有了極大的提升，但是網(wǎng)絡(luò)中的各種業(yè)務(wù)類型要求實(shí)現(xiàn)區(qū)別服務(wù)，如端到端SLA、端到端安全參數(shù)、路徑控制和治理等要求 。實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)承載包含以下的要害技術(shù):VLAN及VLAN交換、MPLS、IPv4/v6雙棧、組播交換、內(nèi)嵌安全、流量分析等 。因此在傳統(tǒng)交換機(jī)基礎(chǔ)上，需要疊加對(duì)這些技術(shù)的支持，典型的例子是華為3Com的S6500系列產(chǎn)品 。通過這種功能增強(qiáng)，使交換機(jī)初步具備實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)端到端治理控制、區(qū)別服務(wù)的能力，稱這個(gè)階段為多業(yè)務(wù)交換，因?yàn)槭窃趥鹘y(tǒng)三層交換技術(shù)上疊加以上功能，因此多業(yè)務(wù)交換的要害技術(shù)可以總結(jié)為L(zhǎng)3 （增強(qiáng)型三層交換技術(shù)） 。線速業(yè)務(wù)交換：然而，運(yùn)營(yíng)商及對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量高要求的行業(yè)客戶提出了新的問題，即業(yè)務(wù)能力疊加與性能的關(guān)系 。在不少應(yīng)用嚴(yán)酷的環(huán)境中，通常要求運(yùn)行MPLS、IPv6、組播、安全控制等功能時(shí)不影響整體轉(zhuǎn)發(fā)效率，也就是業(yè)務(wù)、性能并重，或稱為線速業(yè)務(wù)交換 。這種技術(shù)將業(yè)務(wù)支撐能力內(nèi)嵌到基本轉(zhuǎn)發(fā)中，來(lái)保證性能不下降 。要達(dá)到這樣的目標(biāo)，需要采用全新的交換機(jī)架構(gòu) 。如華為3Com的S8500系列交換機(jī)，而且S8500具備可編程的能力，能夠快速支持新業(yè)務(wù) 。自適應(yīng)業(yè)務(wù)交換未來(lái)的IP網(wǎng)絡(luò)是一種關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型，我們稱之為自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（@Net） ?！白赃m應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”（@Net）的設(shè)計(jì)思想源于SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）及“動(dòng)態(tài)IT”等IT架構(gòu)發(fā)展方向，其目的是為了構(gòu)建一個(gè)與面向服務(wù)應(yīng)用，且能快速適應(yīng)業(yè)務(wù)變革與演進(jìn)的IT基礎(chǔ)架構(gòu) 。為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，首先需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻多業(yè)務(wù)承載、業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化及動(dòng)態(tài)調(diào)度，最終將在網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)三大IT資源的虛擬化與動(dòng)態(tài)整合基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)“自適應(yīng)IT”的目標(biāo) 。自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（@Net）的兩大要害技術(shù)是“深度業(yè)務(wù)感知”及“資源動(dòng)態(tài)調(diào)整” 。深度業(yè)務(wù)感知技術(shù)使基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)成為與上層業(yè)務(wù)深度關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，而資源動(dòng)態(tài)調(diào)整是基于深度業(yè)務(wù)感知快速調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源分配及安全策略的過程 。這兩項(xiàng)技術(shù)是構(gòu)建業(yè)務(wù)自適應(yīng)、安全可靠自適應(yīng)、智能治理等自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)核心解決方案的基礎(chǔ) 。為適應(yīng)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，以太網(wǎng)交換技術(shù)將進(jìn)入新的階段—“自適應(yīng)業(yè)務(wù)交換”，“自適應(yīng)業(yè)務(wù)交換”技術(shù)的目標(biāo)是提供一種關(guān)聯(lián)應(yīng)用及業(yè)務(wù)優(yōu)化的交換架構(gòu)，以支撐業(yè)務(wù)自適應(yīng)的要求 。前面談到的“線速業(yè)務(wù)交換”技術(shù)基本解決了業(yè)務(wù)容量及擴(kuò)展性等方面的問題，在此基礎(chǔ)上，“自適應(yīng)業(yè)務(wù)交換”還需要持續(xù)增強(qiáng)以下方面的要害能力，包括：深度業(yè)務(wù)感知、應(yīng)用識(shí)別(如對(duì)P2P業(yè)務(wù)及業(yè)務(wù)應(yīng)用層的識(shí)別)、深度流分析（如Netstream/sflow等網(wǎng)流分析技術(shù)）、深度安全行為分析（如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)嵌IDS/IPS等安全行為分析能力）、內(nèi)容交換與應(yīng)用優(yōu)化、媒體交換、安全基因和彈性可靠等 。展望　

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