以太網(wǎng)交換機正在向網(wǎng)絡核心拓展其應用領域。這主要從兩個方面看得出來:一是以太網(wǎng)交換機具備了路由器的功能,甚至不僅如此,還有三層以上的交換機;二是物理層技術和交換技術的成熟使得以太網(wǎng)突破了局域網(wǎng)的范圍,可以跨越大范圍的地域實施連網(wǎng),如單模光纖的傳輸距離可以達到40公里以上,并且隨著10G以太網(wǎng)標準(802.3ae)的出臺、甚至100G以太網(wǎng)的出現(xiàn),以太網(wǎng)構建骨干網(wǎng)也就不再是無稽之談。這意味著以太網(wǎng)交換機可以組建接入網(wǎng)、局域網(wǎng),也可以構建城域網(wǎng),甚至廣域網(wǎng)。所以,可以想象,以太網(wǎng)交換機的前景是一片光明。
因為這個原因,在以太網(wǎng)交換機這個領域競爭就格外激烈。無論是國內還是國外的廠商,目標都是開發(fā)出軟件功能豐富、硬件端口密度和速度都體現(xiàn)最新集成電路水平的產品。Cisco和3Com在市場占有率上仍是龍頭老大;Atrica、Extreme、Foundry和Nortel也推出了技術領先和性能不凡的產品;Intel等廠家則推出了低端但性能優(yōu)越的產品。華為則在2001年推出了S8016型高端路由交換產品,背板容量達到了256Gbps。
各款產品爭奇斗艷
Cisco提供的Catalyst系列有著全系列的交換機產品,而且,一個重要改進是Cisco在其交換機系列上統(tǒng)一使用了IOS,這就方便了用戶的配置和管理,使其產品更具競爭力。Cisco的主要優(yōu)勢在于提供的產品種類豐富,一般能夠滿足用戶的各種需求。
Atrica則有著明確的目標:要向城域網(wǎng)運營商提供高速、可獲利的光以太網(wǎng)平臺。Atrica認為把SDH/Sonet引入城域網(wǎng)成本高,而且難于管理;而以太網(wǎng)則由于技術更大眾化,更容易對應用需要作出反應,因而是比SDH/Sonet更好的選擇。Atrica的優(yōu)勢在于在光纖上實施以太網(wǎng),如在DWDM中使用10G以太網(wǎng)。
Extreme是只推崇以太網(wǎng)交換機的公司。該公司的產品具有很好的基于策略的QoS保證機制,因而倍受業(yè)界好評。其最新產品SummitPx1可以千兆級線速來分析TCP會話,可以大大提高數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)站的響應性能。Extreme的目標是推進以太網(wǎng)交換機在城域網(wǎng)等更大范圍中的應用,Extreme甚至相信未來的廣域網(wǎng)就是以太網(wǎng)。
Nortel的Passport8600系列交換機提供了10G以太網(wǎng)口。Nortel也正致力于把以太網(wǎng)導向城域網(wǎng)和廣域網(wǎng),理由是以太網(wǎng)簡單、成本低。Nortel提供了完整的光以太網(wǎng)解決方案,包括Ethernet over Fiber、Ethernet over Resilient Packet Rings (RPR)、Ethernet over DWDM和Ethernet over SDH等。
3Com銅線千兆口在全球的市場占有率達到將近30%,原因主要是3Com的產品容易安裝、管理和維護,可以說3Com對千兆以太網(wǎng)技術的普及功不可沒。3Com SuperStack 3 Switch 4900千兆以太網(wǎng)交換機產品系列取得了很大成功?梢钥闯,3Com走的是低成本、高性能的路線。
Foundry從高到低擁有Bigiron、Fastiron和Netiron等幾個系列的產品,其中Bigiron的背板帶寬可達480Gbps。值得一提的是,Netiron產品實現(xiàn)了MPLS,從而有助于實現(xiàn)虛擬專線、流量工程等較高級的管理功能。此外,F(xiàn)oundry的4層Web交換機有著很高的市場占有率。
Intel、Nbase等廠商也提供較低端的產品,一般是具有千兆上連口的2/3層交換機。
開發(fā)有道
以太網(wǎng)交換機提供廠商一般不做底層的芯片,而是采用芯片提供廠家的核心芯片。一般網(wǎng)絡處理器或專用ASIC都是可編程的,三層和多層交換就是運用網(wǎng)絡處理器芯片的微碼編程來實現(xiàn)的。
軟件則使用專有的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(如Cisco的IOS)或商用的嵌入式實時操作系統(tǒng)(如VxWorks和近來流行的嵌入式Linux),再加上自有的或購買的路由協(xié)議和管理軟件(如Windriver的TMS開發(fā)套件),編寫必要的底層驅動軟件,就能開發(fā)出具有路由器能力的交換機了。實際上,交換機的開發(fā)要復雜得多,耗費的人時都是巨大的。這主要是因為運行速率極高導致布線的困難,以及對網(wǎng)絡處理器進行微碼編程難度也很大。所以,目前國內還鮮見有自主知識產權的產品,而絕大多數(shù)都是OEM過來的。
網(wǎng)絡核心挺進
以太網(wǎng)交換機將越來越滲透到網(wǎng)絡核心領域之中,故而交換機必須具備路由器的特性,方能承擔起統(tǒng)一業(yè)務網(wǎng)絡的重任。這些特征包括:完善的路由功能、對QoS的支持、對流量工程的支持、對大路由表的支持,以及對運營商需求的滿足等。其中,QoS和流量工程對于以太網(wǎng)來說,則是全新的嘗試,但又是完全必需的。Foundry有句話說得好:網(wǎng)絡工程是把帶寬分配給負載;而流量工程呢,正相反,是把負載分配給帶寬。對于地位日益重要的交換機來說,參與流量工程和帶寬管理則是迫切的需要。問題是802.3協(xié)議并沒有規(guī)定數(shù)據(jù)優(yōu)先級的概念,在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)上實施帶寬管理顯然是有困難的。
廠家的初步嘗試是采用MPLS,如Foundry的Big Iron和Extreme的系列產品。嚴格地說,這并未從根本上(即物理層面上)解決問題,而是從協(xié)議和軟件上朝帶寬管理方面作出了一步努力。而物理層的解決方案應該是芯片提供商的任務。
另一方面,以太網(wǎng)在自愈恢復時間上還達不到運營商的要求,運營商要求毫秒級的自愈恢復時間,而以太網(wǎng)的自愈時間在30秒左右,這個差距需專門的技術去彌補。光網(wǎng)絡層有自身的恢復算法,IP 層要提供恢復功能,MPLS 是唯一選擇。IP 層的 MPLS 恢復是通過事先建立備用LSP(Label Switching Path)來完成的。
運營商的另一個需求是可獲利性,這不僅要求工程實施成本要低,也需要有良好的計費工具支持。對于以太網(wǎng)完全統(tǒng)計復用來說,需要開發(fā)出線速的包統(tǒng)計功能,對于G和10G的線路速度,這無疑是個挑戰(zhàn)。