三層交換機有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里我們主要介紹市場主流三層交換機性能綜合評測。VLAN技術(shù)的出現(xiàn)給網(wǎng)絡(luò)使用者帶來了諸多方便，同樣也帶來了一個新的產(chǎn)品門類——第三層以太網(wǎng)交換機。

第三層交換技術(shù)的出現(xiàn)至今已經(jīng)有幾年的歷史，從去年到今年，我們看到不少廠商推出了一系列新的第三層帶千兆上聯(lián)端口的快速以太網(wǎng)交換機，它們工作在我們通常定義的網(wǎng)絡(luò)分布層和布線間。從一些領(lǐng)先廠商推薦的組網(wǎng)方案中，我們也可以看到一些變化，原來第三層交換更多地存在于一個大型企業(yè)網(wǎng)的核心層，而今天第三層交換已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的分布層。第三層交換正在靠近你、靠近網(wǎng)絡(luò)的邊緣。

為了能夠幫助廣大讀者對這些產(chǎn)品有一個更為直觀、客觀的了解，《網(wǎng)絡(luò)世界》評測實驗室特意組織了此次國內(nèi)***規(guī)模的三層以太網(wǎng)交換機的比較測試。經(jīng)過各參測廠商和《網(wǎng)絡(luò)世界》評測實驗室的努力，歷時兩個月，圓滿地完成了此次測試。

此次測試，《網(wǎng)絡(luò)世界》評測實驗室堅持一貫的公正與客觀的立場，向所有相關(guān)廠商開放，不收取任何費用，旨在為廣大讀者選型提供最有價值的幫助。邀請函一經(jīng)發(fā)出得到了國內(nèi)外廠商的積極響應(yīng)，共收到了國內(nèi)外11個廠商的11款產(chǎn)品（每廠商限送1款），包括阿爾卡特公司的OmniCore 5010、安奈特公司的Rapier24、烽火網(wǎng)絡(luò)公司的F-engine S3100、北京港灣網(wǎng)絡(luò)有限公司今年新推出不久的FlexHammer 5010、華為技術(shù)有限公司的Quidway S3526、LeapComm公司的CLS8524、清華同方網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品公司的TFS9024E、全向科技公司的QS8324、上海廣電應(yīng)確信有限公司的InfiniteSwitch 7024+、TCL公司的S4326MF、智邦科技的ES3627。

它們的配置情況大多是24個10/100兆自適應(yīng)端口,同時具備兩個千兆端口的固定配置交換機（阿爾卡特的OminCore 5010為20個100M端口加2個千兆端口; 烽火的F-engine S3100為24個百兆端口（未提供千兆模塊）; LeapComm的CLS8524為24個100M端口加1個千兆端口）。

在此次測試中我們對參測產(chǎn)品性能、管理、安裝與易用性、配置、功能特性等方面進(jìn)行了測試。在性能測試方面，我們依照網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的測試標(biāo)準(zhǔn)RFC2544，使用Spirent（思博倫）通信公司的SmartBits 6000B測試儀對三層以太網(wǎng)交換機的第二層和第三層交換性能分別進(jìn)行了測試，同時我們采用Spirent通信公司的TeraRouting軟件配合TeraMetrics卡嘗試了對第三層交換機的路由性能測試，測試了RIPv2路由表深度，并模擬網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生路由震蕩之后，第三層交換機在路由收斂方面的能力。在功能、管理、安裝和易用性等方面，我們也通過實際配置交換機，進(jìn)行了驗證。

更近的三層交換

一般情況下，我們把一個企業(yè)網(wǎng)或者電信網(wǎng)分為三個層次：核心層、分布層（匯聚層）和接入層。在過去，第三層交換機一般位于大型企業(yè)網(wǎng)（用以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建城域和接入的電信網(wǎng)還是這兩年的事情）的核心層，而在分布層和接入層一般采用二層交換設(shè)備，也就是像一些公司說的3/2/2的配置結(jié)構(gòu)。而今天，一些廠商推薦給用戶的組網(wǎng)方案中，已經(jīng)從原來的3/2/2變成了3/3/2的配置結(jié)構(gòu)，在分布層進(jìn)行第三層交換。這次參與測試的交換機正是這類產(chǎn)品。

在大型的企業(yè)網(wǎng)中，這類交換機一方面連接2層接入交換機，提供VLAN之間的IP交換，同時上聯(lián)端口密度更高的核心交換機。當(dāng)然它也可以作為中小企業(yè)的骨干交換機。而在現(xiàn)在方興未艾的以太城域網(wǎng)、寬帶接入網(wǎng)中，這一類交換機下聯(lián)百兆或者十兆的接入交換機以及新興的VDSL交換機進(jìn)行VLAN之間的IP交換，并通過光纖連接到城域網(wǎng)的分布層交換機。

對性能的訴求

從三層交換機本身來看，它的出現(xiàn)就是為了解決企業(yè)網(wǎng)邊緣路由器在進(jìn)行企業(yè)網(wǎng)VLAN間通信時速度慢、擁塞等問題，取代轉(zhuǎn)發(fā)速度慢且價格昂貴的傳統(tǒng)路由器，所以對于三層交換機來說，其三層的轉(zhuǎn)發(fā)性能應(yīng)該與其二層的性能沒什么差別，對其轉(zhuǎn)發(fā)速率、丟包率、延遲等指標(biāo)要求很高，同時，還要具有路由器的功能。

另一方面，三層交換機處在網(wǎng)絡(luò)分布層，要盡可能地達(dá)到滿負(fù)載下的線速。根據(jù)以前我們測試網(wǎng)卡和服務(wù)器的經(jīng)驗，一般主機上的百兆網(wǎng)卡實際通信速率***為幾十兆，對接入交換機的交換壓力相對較低。而對于分布層交換機來說，接入交換機將幾十個終端產(chǎn)生的流量匯聚上來，速率就很容易達(dá)到100M，同樣是一個24個百兆端口加一個千兆端口的交換機，位于接入層和位于分布層負(fù)載程度是不同的，也就是說對于分布層的三層交換機的處理能力要求更高。另外，分布層的三層交換機也要有比較好的路由性能，不僅能夠完成直聯(lián)VLAN之間的三層轉(zhuǎn)發(fā)，在一個大型的拓?fù)鋸?fù)雜的企業(yè)網(wǎng)和城域網(wǎng)中還要能夠維護足夠大的和正確的路由表，并根據(jù)路由表將數(shù)據(jù)包正確快速地發(fā)送到目的網(wǎng)段。

我們測了些什么？

基于上述對于三層交換機性能訴求的分析，我們此次的性能測試包括了三大部分：二層性能測試、三層性能測試和路由部分性能的測試。二層和三層的性能測試包括交換機分別工作在這兩個模式下的吞吐量（Throughput）、包丟失率（PacketLoss）、B to B、延遲（Latency）以及網(wǎng)狀測試。延遲部分的測試又包括三部分，百兆同模塊的延遲、跨模塊的延遲和千兆端口間的延遲。路由性能測試包括RIP路由表容量測試和RIP路由收斂測試（參測產(chǎn)品并不都支持OSPF)。

參測交換機性能解析

本次參加評測的三層交換機在性能上表現(xiàn)出的最突出的特點就是他們在二層、三層交換性能上基本一致，大部分交換機達(dá)到了二、三層的所有幀長度的線速轉(zhuǎn)發(fā)。二層和三層的性能測試中，吞吐量的測試最能直接反映出交換機性能的優(yōu)劣。我們此次的參測產(chǎn)品中，安奈特的Rapier24、烽火網(wǎng)絡(luò)的S3100、華為的Quidway S3526、LeapComm的CLS8524、清華同方的TFS9024E、全向的QS8324、上廣電應(yīng)確信的InfiniteSwitch7024+、TCL的S4326MF以及智邦科技的ES3627都達(dá)到了64、512、1518字節(jié)三種幀長的線速轉(zhuǎn)發(fā)。B to B測試中，我們設(shè)定的測試時間為2秒，每種字節(jié)的幀長反復(fù)測試10次取平均值，這樣的配置腳本下，所有參測的配置為24×100Base-TX+2×1000Base-SX(或LX或T)的交換機都能夠在64字節(jié)幀長情況下收到數(shù)據(jù)包13095260個，512字節(jié)幀長情況下收到數(shù)據(jù)包2067656個, 1518字節(jié)幀長情況下收到數(shù)據(jù)包715192個。

延遲測試的結(jié)果差別比較大，但總的來看，各參測交換機二層和三層的延遲差不多，有的三層的延遲要小于二層的延遲，這體現(xiàn)了第三層交換比傳統(tǒng)的路由轉(zhuǎn)發(fā)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包上的優(yōu)異性能。這項測試中表現(xiàn)好的交換機是上廣電應(yīng)確信的InfiniteSwitch 7024+和華為的Quidway S3526。上廣電應(yīng)確信的Infinite Switch 7024+二層和三層的百兆同模塊和跨模塊的延遲測試結(jié)果非常相近，都在3.2ms和3.8ms之間，是所有的參測交換機中延遲最小的，千兆端口間的延遲測試結(jié)果在1.9和2.5ms之間，成績非常突出。華為交換機的三種延遲測試數(shù)據(jù)結(jié)果基本上在3.4和5ms之間，三層的延遲要小于二層的延遲。

網(wǎng)狀測試中，由于LeapComm送測的交換機只有一個千兆端口，所以將其一個千兆端口對應(yīng)10個百兆端口，剩余14個百兆端口進(jìn)行全網(wǎng)狀測試；烽火網(wǎng)絡(luò)送測的F-engine S3100 沒有千兆端口，所以24個百兆端口進(jìn)行全網(wǎng)狀測試。測試的結(jié)果差別也比較大，二層的網(wǎng)狀測試64字節(jié)幀長情況下，只有華為的Quidway S3526、烽火網(wǎng)絡(luò)的S3100和LeapComm的CLS8524沒有丟包，但烽火網(wǎng)絡(luò)S3100沒有千兆模塊，測試結(jié)果是24個百兆端口的全網(wǎng)狀測試結(jié)果，LeapComm CLS8524只有一個千兆模塊，所以在這樣嚴(yán)峻的考驗下，Quidway S3526是表現(xiàn)***的。

其他的兩種幀長的情況下，阿爾卡特的OmniCore 5010、烽火網(wǎng)絡(luò)的S3100、華為的Quidway S3526、LeapComm的CLS8524、清華同方的TFS9024E、全向的QS8324、上廣電應(yīng)確信的InfiniteSwitch 7024+、TCL的S4326MF和智邦科技的ES3627都沒有丟包。三層的網(wǎng)狀測試的結(jié)果，配置為24×100Base-TX+2×1000Base-SX(或LX或T)的交換機中，華為和TCL的交換機在三種字節(jié)幀長的情況下，都沒有丟包，表現(xiàn)***。