作為兼容于以往的最新以太網(wǎng)技術(shù),萬兆以太網(wǎng)不僅僅是以太網(wǎng)的“高速翻版”,萬兆以太網(wǎng)第一次提出了萬兆廣域以太網(wǎng)技術(shù),第一次實(shí)現(xiàn)了私有網(wǎng)絡(luò)到公眾網(wǎng)絡(luò)的融合。同樣,作為網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備,萬兆以太網(wǎng)交換機(jī)也不僅僅是在已有的千兆以太網(wǎng)交換機(jī)上支持萬兆的接入模塊,它需要新一代的系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括從交換機(jī)體系結(jié)構(gòu)、二/三層技術(shù)的更新,到下一代IPv6的缺省支持和有效的帶寬管理。本文將探討這些新一代的技術(shù)。近年來,從局域網(wǎng)到城域網(wǎng),
作為兼容于以往的最新以太網(wǎng)技術(shù),萬兆以太網(wǎng)不僅僅是以太網(wǎng)的“高速翻版”,萬兆以太網(wǎng)第一次提出了萬兆廣域以太網(wǎng)技術(shù),第一次實(shí)現(xiàn)了私有網(wǎng)絡(luò)到公眾網(wǎng)絡(luò)的融合。同樣,作為網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備,萬兆以太網(wǎng)
交換機(jī)也不僅僅是在已有的千兆以太網(wǎng)交換機(jī)上支持萬兆的接入
模塊,它需要新一代的系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括從交換機(jī)體系結(jié)構(gòu)、二/三層技術(shù)的更新,到下一代
IPv6 的缺省支持和有效的帶寬管理。本文將探討這些新一代的技術(shù)。
近年來,從局域網(wǎng)到城域網(wǎng),從城域網(wǎng)到廣域網(wǎng),以太網(wǎng)技術(shù)以驚人的速度正占據(jù)著越來越多的市場,尤其在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中,以太網(wǎng)技術(shù)越來越多地成為毫無爭議的選擇。從快速以太網(wǎng)到千兆以太網(wǎng),再到萬兆以太網(wǎng),技術(shù)上的更新滿足了新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所帶來的高速帶寬增長和新一代應(yīng)用的需求。
以下我們來看一下萬兆以太網(wǎng)交換機(jī)中的新一代技術(shù)。
分布式的交換體系
用戶投資購買萬兆以太網(wǎng)交換機(jī),是因?yàn)樾枰軌蛟谌魏吻闆r下線速處理數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā),需要能夠處理新一代的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,如組播應(yīng)用、流媒體應(yīng)用、IP語音、下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6應(yīng)用;同時(shí)也需要交換機(jī)能夠提供最好的投資保護(hù)、能夠占用最少的機(jī)架空間、能夠盡量地節(jié)省電量、能夠看得見用戶的流量等。
顯然,千兆交換機(jī)不能容納大容量萬兆端口的線速轉(zhuǎn)發(fā),目前的千兆交換機(jī)只能夠提供幾十到幾百個(gè)G的吞吐量,而新一代的萬兆交換機(jī)能夠提供每秒處理一千個(gè)G以上的吞吐。由于如此大的數(shù)據(jù)吞吐用最高的
CPU也不能實(shí)現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā),所以我們需要專用的網(wǎng)絡(luò)集成電路芯片（ASIC）,同時(shí)需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)分布到各個(gè)模塊上實(shí)現(xiàn)。
分布式系統(tǒng)有不同的實(shí)現(xiàn)方式,一種是在傳統(tǒng)的交換機(jī)技術(shù)上將常用的任務(wù)轉(zhuǎn)移到本地模塊上實(shí)現(xiàn),它可以利用本地的交換矩陣,也可以利用整個(gè)交換機(jī)的交換矩陣,但是這樣的做法顯然不是最佳的;另一種做法是徹底地將所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)分布到各個(gè)模塊并利用本地的大容量交換矩陣實(shí)現(xiàn)。
所以說,大容量的分布式交換結(jié)構(gòu)最為有效,萬兆交換機(jī)不僅應(yīng)該提供大容量的背板交換矩陣,還應(yīng)該提供大容量的本地交換矩陣,無阻塞的并行交換矩陣是目前最為先進(jìn)的技術(shù)。
ASIC與FPGA芯片
同時(shí), ASIC提供的是在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)利用專用芯片而不是由CPU來處理。ASIC的衡量標(biāo)準(zhǔn)就是盡可能在芯片級上處理所有的流量轉(zhuǎn)發(fā),但是問題在于 ASIC一旦設(shè)計(jì)之后交換機(jī)就不能進(jìn)行修改。所以我們會選擇處理盡可能多的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品,我們會考慮到 IPv4 的數(shù)據(jù)包交換和路由、IP組播的數(shù)據(jù)包,是否能夠?qū)崿F(xiàn)芯片級的數(shù)據(jù)分流和服務(wù)質(zhì)量保證（QoS）,是否能夠?qū)崿F(xiàn)芯片級的數(shù)據(jù)限速,數(shù)據(jù)限速是否可以實(shí)現(xiàn)
多種方式以及采用信用制而非門票制的方式,是否可以實(shí)現(xiàn)策略路由,是否可以實(shí)現(xiàn)訪問列表控制（ACL）,是否可以實(shí)現(xiàn)新一代 IPv6 的交換和路由,甚至是否可以芯片級采集數(shù)據(jù)流量等一系列問題。優(yōu)秀的ASIC設(shè)計(jì)體現(xiàn)了交換機(jī)設(shè)計(jì)的最高技術(shù)。
