三層交換技術(shù)在組網(wǎng)構(gòu)建中起著非常重要的作用，這里我們分析了關(guān)于三層交換技術(shù)的實際應(yīng)用，三層交換是在1997年前后才開始出現(xiàn)的一種交換技術(shù)，最初是為了解決廣播域問題。經(jīng)過多年發(fā)展，三層交換技術(shù)已經(jīng)成為構(gòu)建多業(yè)務(wù)融合網(wǎng)絡(luò)的主要力量。當(dāng)前，三層交換機的應(yīng)用環(huán)境正面臨哪些變化?

產(chǎn)生了哪些新技術(shù)?其發(fā)展趨勢怎么樣?未來的市場需求怎么樣?在我們賽迪網(wǎng)技術(shù)社區(qū)中有這樣一篇帖子，專門介紹分析了三層交換機的從零開始發(fā)展壯大的歷程。下面我們就來具體看一下：

請看專家解讀——產(chǎn)生及發(fā)展三層交換(也稱多層交換技術(shù)，或IP交換技術(shù))是在1997年前后才開始出現(xiàn)的一種交換技術(shù)，它是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。三層交換技術(shù)的出現(xiàn)主要是為了解決規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)中的廣播域問題，通過LAN把一個大的交換網(wǎng)絡(luò)劃分為多個較小的廣播域，各個VLAN之間再采用三層交換技術(shù)互通。最初的三層交換機往往是把二層轉(zhuǎn)發(fā)和三層交換做在兩個單元中，還沒有用一個芯片完成完整的三層交換功能，這樣的交換機往往也是機架式的，比如3Com的 Corebuider9000、Corebuider3500，思科的5505、6509，朗訊的Cajun P550等，一般都有一個專門處理三層數(shù)據(jù)的單元或者模塊。

在傳統(tǒng)的交換機中，三層交換引擎往往是整個交換機的瓶頸，無法實現(xiàn)大容量的線速的三層交換，而且模塊和模塊之間會采用總線式結(jié)構(gòu)。千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之后，有些機架式交換機內(nèi)部也采用了千兆端口實現(xiàn)模塊和模塊之間的互通。1998年 Intel推出了550T、550S可堆疊的盒式三層交換機，背板容量達(dá)2.1Gbps，可以實現(xiàn)8個百兆端口的線速交換，這是當(dāng)時市場上最早出現(xiàn)的盒式交換機之一，性價比也比較高。但無論是當(dāng)時的盒式三層或者是機架式三層交換機，最主要的功能僅僅是為了隔離廣播域，路由協(xié)議的支持都比較簡單，僅僅支持 RIP、OSPF等小型網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)路由協(xié)議，VLAN之間的路由默認(rèn)也是互通的，沒有什么控制功能。

隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的變化，以太網(wǎng)技術(shù)從一個辦公室網(wǎng)絡(luò)走向一個辦公樓的局域網(wǎng)乃至整個園區(qū)網(wǎng)，而在1998年之前，園區(qū)網(wǎng)技術(shù)往往會采用最早的FDDI技術(shù)和ATM技術(shù)。這種應(yīng)用變化對三層交換機提出了更高的性能要求，對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的控制能力和廣域網(wǎng)之間的路由互聯(lián)能力的要求也更高，同時可靠性、可用性要求也大大增強，二、三層交換功能也發(fā)展到由一個單獨的芯片完成，交換容量也從最初的5Gbps發(fā)展到現(xiàn)在的幾百Gbps的水平，由此出現(xiàn)了一些關(guān)鍵技術(shù)，如CrossBar技術(shù)、基于硬件線速的訪問控制技術(shù)、端到端QoS技術(shù)、更豐富的協(xié)議支持等。詳情見配文。應(yīng)用環(huán)境的變化即使在三層交換技術(shù)相當(dāng)成熟的現(xiàn)在，三層交換機也從來沒有停止過它的發(fā)展，主要是因為三層交換機的應(yīng)用環(huán)境正在面臨巨大的變化。

隨著時間的推移，以太網(wǎng)的傳輸速度從10Mbps逐步擴展到100Mbps、1Gbps、10Gbps，以太網(wǎng)的價格也跟隨摩爾定律以及規(guī)模經(jīng)濟而迅速下降。如今，以太網(wǎng)已經(jīng)成為局域網(wǎng)(LAN)中的主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而且隨著萬兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)，以太網(wǎng)正在向城域網(wǎng)(MAN)大步邁進，因此也拉動了三層交換機的更深層次的變革。這種拉動體現(xiàn)在以下三個方面：

1. 企業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，給以太網(wǎng)應(yīng)用帶來了巨大的空間。由于以太網(wǎng)技術(shù)最初就是為局域聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計的，因此，其在支持企業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)連接上具有天然的優(yōu)勢，其構(gòu)造的簡易性、擴展的靈活性以及速度的不斷提升，使之成為構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的首選技術(shù)之一。今天，我國信息化建設(shè)的大力推進，給以太網(wǎng)的發(fā)展帶來了巨大的市場機遇。

2. 城域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為以太網(wǎng)技術(shù)的新天地。當(dāng)前，城域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的架構(gòu)基本可以分為MSTP+IP和以太網(wǎng)模式。而以太網(wǎng)技術(shù)由于更適合于已有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接，同時具備網(wǎng)絡(luò)建設(shè)靈活快速等優(yōu)勢，在城域網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用?；谝蕴W(wǎng)的城域網(wǎng)絡(luò)，更適合數(shù)據(jù)的傳輸以及寬帶化的增長需求。同時，以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適合對大客戶以及業(yè)務(wù)密集區(qū)域的覆蓋，如企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、校園網(wǎng)絡(luò)等，因此具有更高的收益預(yù)期。

3. 寬帶的融合業(yè)務(wù)趨勢，為以太網(wǎng)走向廣域提供了空間。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)的融合已是大勢所趨，新的運營商期待一種能夠提供融合業(yè)務(wù)，同時又具有較好經(jīng)濟性的網(wǎng)絡(luò)。基于IP的寬帶以太網(wǎng)交換技術(shù)，將使這一目標(biāo)逐步成為現(xiàn)實。面向光的10G以太網(wǎng)技術(shù)成為市場的熱點，這使以太網(wǎng)技術(shù)走向廣域，并最終實現(xiàn)從局域到廣域的統(tǒng)一寬帶網(wǎng)絡(luò)體系，實現(xiàn)對綜合業(yè)務(wù)的支持，形成以太網(wǎng)一統(tǒng)天下的局面。

技術(shù)發(fā)展趨勢三層交換機所面臨的應(yīng)用環(huán)境的急劇變化，使得三層交換技術(shù)有了更加深層次的技術(shù)變革。這種變革主要體現(xiàn)在以下三個方面：1.從體系架構(gòu)上靈活支持多種技術(shù)的融合今天的核心交換機的交換容量已經(jīng)達(dá)到了幾百Gbps的水平，可以滿足十幾個萬兆端口和幾百個千兆端口的線速轉(zhuǎn)發(fā)，所以性能已經(jīng)不再是瓶頸，如何很好地在網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢下承載業(yè)務(wù)是各個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商在產(chǎn)品設(shè)計初期就要深入思考的問題。

現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)是路由和交換技術(shù)的融合，廣域和局域的融合，安全、IDS等技術(shù)和交換機技術(shù)的融合。主要體現(xiàn)在核心交換機上直接可以擴展防火墻模塊、IDS模塊、2.5G/155M POS、ATM、2M等路由器的接口模塊。這種融合給在網(wǎng)絡(luò)中部署各種策略提供了更好的靈活性。比如單獨的防火墻只能部署在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，在網(wǎng)絡(luò)出口位置保護內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全，但70%以上的安全問題往往來源于內(nèi)部，它無法對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進行有效控制。而防火墻作為一個模塊插到交換機內(nèi)部之后，可以靈活地部署在任意兩個VLAN之間，極大地提高了部署的靈活性。通過擴展路由器接口，可以更加節(jié)省用戶的投資，滿足更加靈活的組網(wǎng)需求。