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三层交换机的应用及选择

三、 第三层交换机主要技术

    由于第三层交换技术主要是针对交换子网之间的带宽与速率问题,即可以在子网间路由时,使传输数据仍然采用交换的带宽与速率。为了达到这样的目的,第三层交换机产生厂商做了大量工作,因而也创建了许多基于路由的第三层交换新技术。
    当前,广泛应用的第三层交换技术主要有:
    Ipsilon IP交换:IP交换技术由Ipsilon公司首倡,该技术具有识别数据包流,尽量在第二层进行交换,以绕过路由器,改善网络性能的功能。Ipsilon改进了ATM交换机,删去了控制器中的软件,加上一个IP交换控制器,与ATM交换机通信。采用该技术的第三层交换机非常适用于机构内部的局域网和校园网的内联组网规划。
    Cisco标签交换:该技术在给数据包直接贴上标签(即在对原有数据包不作任何改动的完全封装后,另外加上一个源/目标地址包头),而此标签可在交换节点处直接读出,并能通过标签中的目标地址判断数据包需要传送路径。该技术适用于大型网络和Internet。
    3Com Fast IP:该技术是3Com开发的第三层交换协议,侧重于三层交换中的数据策略管理、优先原则和服务质量等特性。Fast IP协议的最大优势,就是可以保证实时音频或视频数据流在交换中可得到它所需的带宽。Fast IP协议还支持其它协议(如IPX),并可以运行在除ATM外的其它交换环境中。当然,使该技术的客户机还需要有设置优先等级的相关软件等。
    FIRE:被称为灵活智能路由引擎的FIRE,是3Com公司的第三层交换机的核心技术之一,是一个创新的集成化的网间互联体系结构。该技术提供了广泛的第二层和第三层功能,同时还可在多种网络接口类型上,为第三层路由、组播(Multicast)及用户可选策略(Policy)等方面提供了线速性能。
    IBM ARIS(Aggregate Route based IP Switching):与Cisco的标签交换技术相似,即在传输数据包上附上相关地址标记,借以穿越交换网。ARIS一般用于ATM网,也可扩展到其它交换技术。边界设备是进入ATM交换环境的入口,含有第三层路由映射到第二层虚电路的路由表。允许ATM网同一端两台以上的计算机通过一条虚电路发送数据,从而减少网络流量。
    MPOA(Multi Protocol Over ATM):ATM论坛提出的一种规范。经源客户机请求,路由服务器执行路由计算后给出非常好的传输路径。然后,建立一条交换虚电路,即可越过子网边界,不用再做路由选择。

四、怎样选择合适的第三层交换机

    第三层交换机作为组建内联企业网系统的关键设备,在设备选择中应该从哪方面入手才能真正获得自己所必须的产品呢?虽然第三层交换机市场占有率还有限,但却呈现较强的增长趋势,正在局域网应用领域挤占路由器。虽然CISCO产品仍然是市场的大头份额,但第三层交换机巨大的市场潜力正在吸引大量国内外厂商加入角逐。目前,国内市场主要产品有安奈特、3COM、极进(EXTREME)、网捷(FOUNTRY)、亚美亚(AVAYA)、北电(NORTEL)、凯创(ENTERASYS)、上广电(SVA)、联想-DLINK、华为、TCL等。
    面对如此丰富多彩的品牌,用户在选择时一定要注意如下几方面:
    ⑴选择可信的技术指标:与任何电子产品一样,选择第三层交换机时,首先要分析各种产品的性能指标,然而面对诸如交换容量(Gbps)、背板带宽(Gbps)、处理能力(Mpps)、吞吐量(Mpps)等众多技术指标,你最好还是紧紧抓住“满配置时的吞吐量”这个指标,因为其它技术指标用户没有能力进行测量,全是厂商自己说了算,唯有吞吐量是用户可以使用Smart Bits和IXIA等测试仪表直接测量和验证的指标。
    ⑵选择正确的产品模块:不同品牌交换机所采用交换机技术完全不同,主要分为集中式和分布式两类,传统总线式交换结构模块是集中式,现代交换矩阵模块是分布式。由于企业内联网中运行的音频、视频及数据信息量越来越大,使之对交换机处理能力的要求也越来越高,为了实现在高端口密度条件下的高速无阻塞交换,采用分布式第三层交换机是明智的选择。因为总线式交换机模块在以太环境下,仍然免不了冲突测试,而矩阵式恰恰避免了端口交换时的冲突现象。
    ⑶关注延时与延时抖动指标:企业内联网几乎都是高速局域网,其目的就是为了音频、视频等大容量多媒体数据的传输,而这些大容量多媒体数据包最忌因延时较长而因数据包丢失使信息传输产生抖动。有些传统集中式交换机的延时高达2毫秒,而某些现代分布式交换机的延时只有10微秒左右,两者相差上百倍。而导致延时过高的原因通常包括阻塞设计的交换结构、过量使用缓冲等。所以,关注延时实际上得关注产品的模块结构。
    ⑷性能稳定:第三层交换机多用于骨干和汇聚层,位居网络中心关口,如果性能不稳定,则会波及网络系统的大部分主机,甚至整个网络系统。所以,只有性能稳定的第三层交换机才是网络系统连续、可靠、安全、正常运行的保证。 当然,性能稳定看似抽象,似乎需要历史检测才能有说服力。其实不然,由于设备性能实际上是通过多项基本技术指标和市场声誉来实现的。所以,你完全可以通过测试吞吐量、延迟、丢帧率、背对背功能、地址表深度、线端阻塞、多对一功能等多项指标以及市场应用调查来确定。其中背对背交换能力直接影响到整体包转发和数据流处理能力,对于性能稳定具有较强的参考价值。
    ⑸安全可靠:作为网络核心设备的第三层交换机,自然是黑客攻击的重要对象,这就要求我们必须将第三层交换机纳入网络安全防护的范围。当然,这里所说的“安全可靠”,应该包括第三层交换机的软件和硬件。所以,从“安全”上讲,配备支持性能优良、没有安全漏洞防火墙功能的第三层交换机是非常必要的。从“可靠”上看,因客观上任何产品都不能保证其不发生故障,而发生故障时能否迅速切换到一个好设备上,是令人关心的问题。另外,在硬件上要考虑冗余能力,如电源、管理模块、端口等重要部件是否支持冗余,这对诸如电信、金融等对安全可靠性要求高的用户尤其重要。再就是散热方式,如散热风扇等设置是否合理、美观等。最后考虑的则是,产品符合何种安全性国际或国家标准,如电磁辐射标准、各种安全标准等。对宽带运营商来说还有一个重要的方面是认证,以前交换机是给企业用的,上了网就直接连出去了,不需要认证。而宽带运营商则需要确认用户是否记录在案。用户访问Internet时出现了一个窗口,输入用户名和密码才能通过认证,所以宽带运营商的第三层交换机还应支持一些特殊的协议如802.1x等,以实现认证。
    ⑹功能齐全:产品不但要满足现有需求,还应满足未来一段时间内的需求,从而给用户一个增值空间,为将来网络扩展提供保障。如当公司员工增加时,可以插上模块来扩充而不必淘汰原有设备。还有一些功能,如组播、QoS、端口干路(port trunking)、802.1d跨越树(Spanning Tree)以及是否支持RIP、OSPF协议等路由协议,对第三层交换机来说都是十分重要的,若不支持则难以满足用户需求。以组播为例,在VOD应用中,如果一组用户同时点播一个节目,用组播协议可以保证交换机在高密度视频流点播时非常顺畅地进行数据处理;反之,如果交换机不支持组播协议,则占用的带宽就相当大。再如QoS功能根据用户不同需求将其划分为不同等级,可以使宽带运营商按端口流量计费,从而为不同用户提供不同服务。以往交换机速率是固定的100M,最多自适应到千兆。而现在QoS功能则可支持几百K、1兆,甚至更高,运营商可向不同用户收取不同的费用。此外还可以按协议(即按端口号)收费。还有一个重要功能就是访问列表。如果在接入层划分VLAN,则不同VLAN用户间是不能通讯的,因为这是基于第二层的VLAN。如若想通讯,则必须通过第三层。如企业的财务部与市场部,一般都不来往,若有用户需要访问,则网管人员可以通过第三层交换机一个简单命令行设置,使VLAN间正常通讯,这就是访问列表功能。它是从路由器移植到第三层交换机上的一个功能,可以实现不同VLAN间的单向或双向通讯。如果发现外部某IP地址总发送无用数据包到自己网络上,则可以在访问列表中设置成禁止其发送数据包。还可通过在访问列表中的设置,禁止员工访问非法站点等。
    ⑺良好的服务:用户购买的不仅仅是设备,也包括对公司网络的承诺,即要选择那些具有对自己提供相关售后服务保证能力的厂商产品。所以,选购时你应考察厂家是否能快速响应用户的疑难问题、能否快速更换产品和配件,能否为用户提供定制的功能和服务等。
    ⑻良好的易用性:第三层交换机所支持的功能较强,不管是硬件,还是软件,较之传统二层设备,在管理方面都较复杂。因此,在外观上应看一看指示灯设置是否合理,是否设有故障指示灯和流量指示灯等; 是否有电源开关; 是否有供机架安装的附件; 说明书应明了、详尽,最好有中文说明书。网管软件也最好有中文界面等。
    ⑼较好的性价比:IT设备的特点是升级快、性能增强快、降价也快,所以用户在选购设备时,应该考虑自已的资金和需求实际情况,在充分考虑日后升级的前提下,以设备性能稳定、好用和够用为标准,切莫片面追求高性能、全功能,不必为那些不需要的功能付钱。

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