瞭看萬兆以太網交換機的核心機構
如今許多萬兆以太網交換機都能夠提供支持快速以太網或FDDI等的高速連接端口，交換機還提供了更先進的功能，如虛擬局域網（VLAN）和更高的性能。
萬兆交換機的出現徹底實現了私有網絡到大眾網絡的融合，并且其能夠提供在一秒鐘超過一千個G的吞吐量，這是傳統(tǒng)的交換機所不能做到的。作為兼容于以往的最新以太網技術，萬兆以太網不僅僅是以太網的“高速翻版”，萬兆以太網第一次提出了萬兆廣域以太網技術，第一次實現了私有網絡到公眾網絡的融合。
同樣，作為網絡的核心設備，萬兆以太網交換機也不僅僅是在已有的千兆以太網交換機上支持萬兆的接入模塊，它需要新一代的系統(tǒng)設計，包括從交換機體系結構、二/三層技術的更新，到下一代 IPv6 的缺省支持和有效的帶寬管理。
近年來，從局域網到城域網，從城域網到廣域網，以太網技術以驚人的速度正占據著越來越多的市場，尤其在企業(yè)網絡和運營商網絡中，以太網技術越來越多地成為毫無爭議的選擇。
從快速以太網到千兆以太網，再到萬兆以太網，技術上的更新滿足了新一代互聯網技術所帶來的高速帶寬增長和新一代應用的需求。以下我們來看一下萬兆以太網交換機中的新一代技術。
用戶投資購買萬兆以太網交換機，是因為需要能夠在任何情況下線速處理數據包的轉發(fā)，需要能夠處理新一代的互聯網應用，如組播應用、流媒體應用、IP語音、下一代互聯網IPv6應用;同時也需要交換機能夠提供最好的投資保護、能夠占用最少的機架空間、能夠盡量地節(jié)省電量、能夠看得見用戶的流量等。
顯然，千兆交換機不能容納大容量萬兆端口的線速轉發(fā)，目前的千兆交換機只能夠提供幾十到幾百個G的吞吐量，而新一代的萬兆交換機能夠提供每秒處理一千個G以上的吞吐。由于如此大的數據吞吐用最高的CPU也不能實現線速轉發(fā)，所以我們需要專用的網絡集成電路芯片(ASIC)。
同時需要將數據轉發(fā)的任務分布到各個模塊上實現。分布式系統(tǒng)有不同的實現方式，一種是在傳統(tǒng)的交換機技術上將常用的任務轉移到本地模塊上實現，它可以利用本地的交換矩陣。
也可以利用整個交換機的交換矩陣，但是這樣的做法顯然不是最佳的;另一種做法是徹底地將所有數據轉發(fā)的任務分布到各個模塊并利用本地的大容量交換矩陣實現。所以說，大容量的分布式交換結構最為有效，萬兆交換機不僅應該提供大容量的背板交換矩陣，還應該提供大容量的本地交換矩陣，無阻塞的并行交換矩陣是目前最為先進的技術。
同時， ASIC提供的是在轉發(fā)數據時利用專用芯片而不是由CPU來處理。ASIC的衡量標準就是盡可能在芯片級上處理所有的流量轉發(fā)，但是問題在于 ASIC一旦設計之后交換機就不能進行修改。
所以我們會選擇處理盡可能多的數據轉發(fā)設計產品，我們會考慮到 IPv4 的數據包交換和路由、IP組播的數據包，是否能夠實現芯片級的數據分流和服務質量保證(QoS)，是否能夠實現芯片級的數據限速。
數據限速是否可以實現多種方式以及采用信用制而非門票制的方式，是否可以實現策略路由，是否可以實現訪問列表控制(ACL)，是否可以實現新一代 IPv6 的交換和路由，甚至是否可以芯片級采集數據流量等一系列問題。優(yōu)秀的ASIC設計體現了交換機設計的最高技術。
但是，有了分布式的交換體系和優(yōu)異的ASIC技術還遠遠不夠，由于ASIC 的技術一旦實現則不能更改，那么新的技術標準、新的應用模式將完全利用 CPU來處理，而這樣往往給用戶帶來性能上的損失和業(yè)務上的痛苦。
解決的辦法可以是購買新一代ASIC設計的模塊，但是硬件升級可能帶來的是昂貴的追加投資。最新的萬兆以太網交換機會利用現場可編程門陣列芯片(FPGA)來解決這一缺陷，將新的標準通過軟件升級由硬件處理，提供了用戶投資的最好保護。
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