透析第三層交換機重要功能
第三層交換是采用 Intranet的關鍵，它將第二層交換機和第三層路由器兩者的優(yōu)勢結合成一個靈活的解決方案，可在各個層次提供線速性能。這種集成化的結構還引進了策略管理屬性。
它不僅使第二層與第三層相互關聯(lián)起來，而且還提供流量優(yōu)先化處理、安全以及多種其它的靈活功能，如鏈路匯聚、VLAN和 Intranet的動態(tài)部署。第三層交換機分為接口層、交換層和路由層三部分。
接口層包含了所有重要的局域網接口：10/100M以太網、千兆以太網、FDDI和 ATM。交換層集成了多種局域網接口并輔之以策略管理，同時還提供鏈路匯聚、VLAN和Tagging機制。
路由層提供主要的 LAN路由協(xié)議：IP、IPX和 AppleTalk，并通過策略管理，提供傳統(tǒng)路由或直通的第三層轉發(fā)技術。策略管理和行政管理使網絡管理員能根據企業(yè)的特定需求調整網絡。
相對第三層，第二層被采用的程度決定了所謂的網絡控制分類，一個純第二層的解決方案，是最便宜的方案，但它在劃分子網和廣播限制等方面提供的控制也最少。而第三層交換機能為分類中的所有層次提供動態(tài)的集成支持。
傳統(tǒng)的通用路由器與外部的交換機一起使用也能達到此目的，但是與這種解決方案相比，第三層交換機需要更少的配置，更小的空間，更少的布線，價格更便宜，并能提供更高更可靠的性能。
第三層交換機基本上具有了傳統(tǒng)交換機的所有功能，以第三層交換機為準，交換機具體技術實現包括：
1．可編程ASIC
ASIC是專用于優(yōu)化第二層處理的專用集成電路，是當今聯(lián)網解決方案的核心，它將多項功能集成在一個芯片上，具有設計簡單、高可靠性、低電源消耗、更高的性能和成本更低等優(yōu)點。
2．分布式流水線
有了分布式流水線，多個分布式的轉發(fā)引擎能快速地獨立傳送數據包。在單個流水線中，多個 ASIC芯片同時處理多個幀。這種并發(fā)性和流水線可將轉發(fā)性能提高到一個新高度：在所有的端口上實現點播（Unicast）、廣播（Broadcast）和組播（Multicast）的線速性能。
3．動態(tài)可擴展的內存
對于先進的局域網交換產品，真實的性能是建立在智能化的存儲器系統(tǒng)之上的。第三層交換機將存儲器的一部分直接與轉發(fā)引擎相關聯(lián)。增加更多的接口模塊，包括各自的轉發(fā)引擎，存儲器也相應地擴展了。并通過流水線式的ASIC處理，動態(tài)地構造緩存，增加了內存的使用率，系統(tǒng)也能夠處理大的突發(fā)數據流而不丟包。
4．先進的隊列機制
即使網絡設備有突出性能，也會受到其所聯(lián)接網段上的擁擠帶來的損害。傳統(tǒng)上，通過一個端口的流量必須在只有一個輸出隊列的緩存中保存，不論它的優(yōu)先級是多大，也必須按照先進先出的方式被處理。
當隊列滿的時候，任何超出的部分都將被丟棄。此外，當隊列變長時，延時也增加了。這個特點使得在傳統(tǒng)的以太網上運行實時的事務處理及多媒體應用變得非常困難?；谶@種原因，許多網絡設備廠商開發(fā)了新技術，可在一個以太網段上提供不同的服務級別，同時提供對延時和抖動的控制。
這樣就引進了每端口有不同級別隊列的機制,種隊列能更好地區(qū)分不同的流量級別，以便將網絡更接近地與高性能應用匹配。像多媒體和實時數據流這樣的數據包被放進高優(yōu)先級隊列。
使用加權公平排隊算法，可以更頻繁地處理高優(yōu)先級隊列，但又不會置低優(yōu)先級隊列于不顧。傳統(tǒng)應用的用戶不會察覺到響應時間和吞吐量的變化，而那些使用緊急應用的用戶則可得到及時的響應。
5．自動流量分類
有些數據流比其它數據流更重要。使用自動流量分類，第三層交換機可以指示數據包流水線區(qū)分用戶指定的數據流，從而實現低延時、高優(yōu)先級傳輸及避免擁塞。
6．智能許可權控制
第三層交換機提供多種安全機制，并使用流量分類器，管理員可以限制任何被識別的數據流，包括限制對服務器的訪問及排除無用的協(xié)議廣播。這一點是網絡技術領域里的突破性進展，即提供線速防火墻。
7． 動態(tài)流量監(jiān)督
流量的分類、優(yōu)先化處理以及資源保留使企業(yè)網和Intranet管理員能將精力集中在更重要的事情上,即傳統(tǒng)的和下一代的應用。但有一個事情還需要去做，那就是流量監(jiān)督。流量監(jiān)督不太算是一個策略機制，因為它實際上是一個保護機制。
它監(jiān)視流量和網絡的擁塞情況，并對這些情況作出動態(tài)的響應，以保證所有的網絡元素（終端用戶和網絡本身）都置于控制之下并能最佳運行。為了在擁塞的局域網上進行優(yōu)先化處理，許多第三層交換機使用了IEEE 802.1p的服務級別。
為了避免擁塞，高性能第三層交換機甚至采用了更先進的技術來動態(tài)地監(jiān)視輸出隊列的大小，以便發(fā)現一個端口是否將變得擁擠。通過控制隊列的大小和擁塞，網絡可以維持對延時敏感的數據流所需的極限。
8．可擴展的RMON實現
對RMON的支持已經成為進行主動和廣泛的網絡管理一個不可缺少的組成部分。RFC 1757定義的MIB含有物理層和MAC層的統(tǒng)計數據，RFC 2021定義的RMON 2將統(tǒng)計數據的采集擴展至網絡層以上。
9．向量處理技術
向量處理技術用來加速數據幀的處理速度。第三層交換機的體系結構不僅在第二層之上增加了第三層的控制能力，而且還增加了多方位的多種向量控制，從而極大加強了向量處理功能。第三層交換機的向量處理有眾多的優(yōu)點：
◆快速的幀處理速度。由于有了基于 ASIC的數據包分類、轉發(fā)和解釋技術，由軟件進行幀解碼的工作被降至最低的程度，與純軟件的設計相比，這種方法可以獲得高得多的性能。
◆具有高度適應性的功能控制。向量處理與可編程的ASIC相配合工作，從而能夠以最小的開銷支持未來的新標準。例如，對 IPv6的支持已經是向量邏輯的一部分。
◆增強的管理功能。多方位的向量處理還包括內置的網絡管理代理及RMON等。
10．多RISC處理機
在高可靠性的交換機中，一個專門的高性能 RISC處理機是絕對需要的。事實上，幀處理機(FP)與向量邏輯的結合所提供的性能是無與倫比的。一個獨立的應用處理機（AP）可輔助FP。象FP一樣，AP也是一個高性能的 RISC處理機。
AP控制除幀轉發(fā)以外的所有操作：高層的橋接和路由，如生成樹和 OSPF協(xié)議，以及SNMP操作和 HTTP操作等。使用AP和FP的好處是顯而易見的，因為管理和計算方面的工作不影響數據轉發(fā)，從而實現高吞吐量和低延時。
通過以上的技術分析，我們不難看出，高性能、安全性、易用性、可管理性、可堆疊性、服務質量及容錯性是當前交換機的技術特點。隨著視頻會議、實時組播、網絡電話、程控交換及自動呼叫轉發(fā)等表明多媒體時代到來的新一代應用的出現。
交換技術該向何處發(fā)展呢？有一點可以肯定的是，高帶寬、安全性、服務質量及智能化應該是新一代交換機所應追求的技術方向。不過，值得一提的是，現在已經有廠家正朝著交換機分布式網絡計算方向邁進。
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