应用视点:以太网交换机组建广域网

网络 路由交换
以太网交换机提供厂商一般不做底层的芯片,而是采用芯片提供厂家的核心芯片。一般网络处理器或专用ASIC都是可编程的,三层和多层交换就是运用网络处理器芯片的微码编程来实现的。

相信很多用户对以太网交换机都有所了解,我们平常所用的以太网交换机的网络处理器都是可编程的,同时三层和多层交换就是运用网络处理器芯片实现的。以太网交换机正在向网络核心拓展其应用领域。这主要从两个方面看得出来:一是以太网交换机具备了路由器的功能,甚至不仅如此,还有三层以上的交换机;二是物理层技术和交换技术的成熟使得以太网突破了局域网的范围,可以跨越大范围的地域实施连网。

如单模光纤的传输距离可以达到40公里以上,并且随着10G以太网标准(802.3ae)的出台、甚至100G以太网的出现,以太网构建骨干网也就不再是无稽之谈。这意味着以太网交换机可以组建接入网、局域网,也可以构建城域网,甚至广域网。所以,可以想象,以太网交换机的前景是一片光明。

因为这个原因,在以太网交换机这个领域竞争就格外激烈。无论是国内还是国外的厂商,目标都是开发出软件功能丰富、硬件端口密度和速度都体现最新集成电路水平的产品。Cisco和3Com在市场占有率上仍是龙头老大;Atrica、Extreme、Foundry和Nortel也推出了技术领先和性能不凡的产品;Intel等厂家则推出了低端但性能优越的产品。华为则在2001年推出了S8016型高端路由交换产品,背板容量达到了256Gbps。

各款产品争奇斗艳

Cisco提供的Catalyst系列有着全系列的交换机产品,而且,一个重要改进是Cisco在其交换机系列上统一使用了IOS,这就方便了用户的配置和管理,使其产品更具竞争力。Cisco的主要优势在于提供的产品种类丰富,一般能够满足用户的各种需求。

Atrica则有着明确的目标:要向城域网运营商提供高速、可获利的光以太网平台。Atrica认为把SDH/Sonet引入城域网成本高,而且难于管理;而以太网则由于技术更大众化,更容易对应用需要作出反应,因而是比SDH/Sonet更好的选择。Atrica的优势在于在光纤上实施以太网,如在DWDM中使用10G以太网。

Extreme是只推崇以太网交换机的公司。该公司的产品具有很好的基于策略的QoS保证机制,因而倍受业界好评。其最新产品SummitPx1可以千兆级线速来分析TCP会话,可以大大提高数据中心和网站的响应性能。Extreme的目标是推进以太网交换机在城域网等更大范围中的应用,Extreme甚至相信未来的广域网就是以太网。

Nortel的Passport8600系列交换机提供了10G以太网口。Nortel也正致力于把以太网导向城域网和广域网,理由是以太网简单、成本低。Nortel提供了完整的光以太网解决方案,包括EthernetoverFiber、EthernetoverResilientPacketRings(RPR)、EthernetoverDWDM和EthernetoverSDH等。

3Com铜线千兆口在全球的市场占有率达到将近30%,原因主要是3Com的产品容易安装、管理和维护,可以说3Com对千兆以太网技术的普及功不可没。3ComSuperStack3Switch4900千兆以太网交换机产品系列取得了很大成功。可以看出,3Com走的是低成本、高性能的路线。

Foundry从高到低拥有Bigiron、Fastiron和Netiron等几个系列的产品,其中Bigiron的背板带宽可达480Gbps。值得一提的是,Netiron产品实现了MPLS,从而有助于实现虚拟专线、流量工程等较高级的管理功能。此外,Foundry的4层Web交换机有着很高的市场占有率。Intel、Nbase等厂商也提供较低端的产品,一般是具有千兆上连口的2/3层交换机。

开发有道

以太网交换机提供厂商一般不做底层的芯片,而是采用芯片提供厂家的核心芯片。一般网络处理器或专用ASIC都是可编程的,三层和多层交换就是运用网络处理器芯片的微码编程来实现的。

软件则使用专有的网络操作系统(如Cisco的IOS)或商用的嵌入式实时操作系统(如VxWorks和近来流行的嵌入式Linux),再加上自有的或购买的路由协议和管理软件(如Windriver的TMS开发套件),编写必要的底层驱动软件,就能开发出具有路由器能力的交换机了。实际上,交换机的开发要复杂得多,耗费的人时都是巨大的。这主要是因为运行速率极高导致布线的困难,以及对网络处理器进行微码编程难度也很大。所以,目前国内还鲜见有自主知识产权的产品,而绝大多数都是OEM过来的。

向网络核心挺进

以太网交换机将越来越渗透到网络核心领域之中,故而交换机必须具备路由器的特性,方能承担起统一业务网络的重任。这些特征包括:完善的路由功能、对QoS的支持、对流量工程的支持、对大路由表的支持,以及对运营商需求的满足等。其中,QoS和流量工程对于以太网来说,则是全新的尝试,但又是完全必需的。Foundry有句话说得好:网络工程是把带宽分配给负载;而流量工程呢,正相反,是把负载分配给带宽。对于地位日益重要的交换机来说,参与流量工程和带宽管理则是迫切的需要。问题是802.3协议并没有规定数据优先级的概念,在传统的以太网上实施带宽管理显然是有困难的。

厂家的初步尝试是采用MPLS,如Foundry的BigIron和Extreme的系列产品。严格地说,这并未从根本上(即物理层面上)解决问题,而是从协议和软件上朝带宽管理方面作出了一步努力。而物理层的解决方案应该是芯片提供商的任务。

另一方面,以太网在自愈恢复时间上还达不到运营商的要求,运营商要求毫秒级的自愈恢复时间,而以太网的自愈时间在30秒左右,这个差距需专门的技术去弥补。光网络层有自身的恢复算法,IP层要提供恢复功能,MPLS是唯一选择。IP层的MPLS恢复是通过事先建立备用LSP(LabelSwitchingPath)来完成的。

运营商的另一个需求是可获利性,这不仅要求工程实施成本要低,也需要有良好的计费工具支持。对于以太网完全统计复用来说,需要开发出线速的包统计功能,对于G和10G的线路速度,这无疑是个挑战。
 

责任编辑:王晓东 来源: 计世网
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