隨著Internet的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其設(shè)備也隨之不斷推陳出新。進(jìn)入新的千年，我國(guó)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項(xiàng)目中，作為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的決策者，尤其是技術(shù)方面的負(fù)責(zé)人，如何因地制宜，既考慮現(xiàn)實(shí)需求，又兼顧過去網(wǎng)絡(luò)的投資和未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展；如何冷靜地面對(duì)激烈競(jìng)爭(zhēng)的網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，作出正確的選擇呢?
數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)無論大小，或是城域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)，或是一棟大樓內(nèi)的局域網(wǎng)，通常不可避免的要考慮在網(wǎng)絡(luò)中采用什么樣的主干設(shè)備。就這點(diǎn)而言，我們認(rèn)為從網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，將使你的選型思路變得清晰和準(zhǔn)確(本文不對(duì)設(shè)備中使用何種協(xié)議展開討論)。這些觀點(diǎn)是結(jié)合許多網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的實(shí)踐,并吸收國(guó)外第三方的一些評(píng)述而成的。我們的指導(dǎo)思想是，盡可能從客觀、中立的角度品評(píng)一些技術(shù)問題，以供廣大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作者在實(shí)踐中參考，并希望能有所陴益。
網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直接決定了設(shè)備的性能和功能水平。這猶如先天很好的一個(gè)嬰兒和一個(gè)先天不足的嬰兒，即便后天成長(zhǎng)條件完全相同，他們的能力依然有相當(dāng)大的差別。因此，深入了解設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，客觀認(rèn)知設(shè)備的性能和功能，這對(duì)正確選擇設(shè)備極有幫助，下面將從七個(gè)方面進(jìn)行討論。
1.交換結(jié)構(gòu) （Switching Fabric）
隨著網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)不斷的發(fā)展，交換結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的體系結(jié)構(gòu)中占據(jù)著極為重要的地位。為了便于理解，這里僅簡(jiǎn)述三種典型的交換結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):
共享總線 由于近年來網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的總線技術(shù)發(fā)展緩慢，所以導(dǎo)致了共享總線帶寬低，訪問效率不高；而且，它不能用來同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)訪問。另外，受CPU頻率和總線位數(shù)的限制，其性能擴(kuò)展困難。它適用于大部分流量在模塊本地進(jìn)行交換的網(wǎng)絡(luò)模式。 共享內(nèi)存 其訪問效率高，適合同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)訪問。共享內(nèi)存通常為DRAM和SRAM兩種，DRAM速度慢，造價(jià)低，SRAM速度快，造價(jià)高。共享內(nèi)存方式對(duì)內(nèi)存芯片的性能要求很高，至少為整機(jī)所有端口帶寬之和的兩倍（比如設(shè)備支持32個(gè)千兆以太網(wǎng)端口，則要求共享內(nèi)存的性能要達(dá)到64Gbps）。由此可見，既便不考慮價(jià)格因素，內(nèi)存芯片技術(shù)本身在某種程度上也限制了共享內(nèi)存方式所能達(dá)到的性能水平。 交換矩陣（Cross bar） 由于ASIC技術(shù)發(fā)展迅速，目前ASIC芯片間的轉(zhuǎn)發(fā)性能通�？蛇_(dá)到1Gbps，甚至更高的性能，于是給交換矩陣提供了極好的物質(zhì)基礎(chǔ)。所有接口模塊（包括控制模塊）都連接到一個(gè)矩陣式背板上，通過ASIC芯片到ASIC芯片的直接轉(zhuǎn)發(fā)，可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)模塊之間的通信；每個(gè)模塊的緩存只處理本模塊上的輸入/輸出隊(duì)列，因此對(duì)內(nèi)存芯片性能的要求大大低于共享內(nèi)存方式�？傊�，交換矩陣的特點(diǎn)是訪問效率高，適合同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)訪問，容易提供非常高的帶寬，并且性能擴(kuò)展方便，不易受CPU、總線以及內(nèi)存技術(shù)的限制。目前大部分的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)廠商在其第三層核心交換設(shè)備中都越來越多地采用了這種技術(shù)。
2.阻塞與非阻塞配置
阻塞與非阻塞配置是兩種截然不同的設(shè)計(jì)思想，它們各有優(yōu)劣。在選型時(shí)，一定要根據(jù)實(shí)際需求來選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
通過這些年的實(shí)踐，人們已經(jīng)認(rèn)同處于關(guān)鍵部位的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不應(yīng)存在單點(diǎn)故障。為此，網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備應(yīng)能實(shí)現(xiàn)如下三方面的冗余。
電源和機(jī)箱風(fēng)扇冗余
控制模塊冗余 控制模塊冗余功能應(yīng)提供對(duì)主控制模塊的“自動(dòng)切換”支持。如：備份控制模塊連續(xù)5次沒有聽到來自主控制模塊的匯報(bào)，備份模塊將進(jìn)行初始化并執(zhí)行硬件恢復(fù)。另外，各種模塊均可熱插拔。 交換結(jié)構(gòu)冗余 如果網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備忽略交換結(jié)構(gòu)的冗余設(shè)計(jì)，就無法達(dá)到設(shè)備冗余的完整性。因此，要充分考慮網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備的可靠性，應(yīng)該要求該設(shè)備支持交換結(jié)構(gòu)冗余。此外，交換結(jié)構(gòu)冗余功能也應(yīng)具有對(duì)主交換結(jié)構(gòu)“自動(dòng)切換”的特性。
6.緩沖技術(shù)
緩沖技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中使用的越來越多，也越來越復(fù)雜。任何技術(shù)的使用都有著兩面性，如過大的緩沖空間會(huì)影響正常通信狀態(tài)下，數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度（因?yàn)檫^大的緩沖空間需要相對(duì)多一點(diǎn)的尋址時(shí)間），并增加設(shè)備的成本。而過小的緩沖空間在發(fā)生擁塞時(shí)又容易丟包出錯(cuò)。所以，適當(dāng)?shù)木彌_空間加上先進(jìn)的緩沖調(diào)度算法是解決緩沖問題的合理方式。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備，需要注意幾點(diǎn)：
每端口是否享有獨(dú)立的緩沖空間，而且該緩沖空間的工作狀態(tài)不會(huì)影響其它端口緩沖的狀態(tài)。
模塊或端口是否設(shè)計(jì)有獨(dú)立的輸入緩沖、獨(dú)立的輸出緩沖，或是輸入/輸出緩沖。
是否具有一系列的緩沖管理調(diào)度算法，如RED、WRED、RR/FQ、WERR/WEFQ。 7.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)壽命 所選擇的網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足用戶的功能需求，并具有足夠長(zhǎng)的技術(shù)生命周期。換言之，要避免通過硬件補(bǔ)丁的辦法（不斷增加新的硬件單元對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中存在的不足進(jìn)行補(bǔ)償，或徹底更換新設(shè)備的方式），才能滿足用戶1至2年內(nèi)不斷增長(zhǎng)的功能需求。
業(yè)界有很多設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是第2層交換的設(shè)計(jì)概念，需要通過增加第3層的硬件模塊才能實(shí)現(xiàn)第3層或第3/4層交換的功能，而且第3/4層數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)能力遠(yuǎn)低于第2層交換的轉(zhuǎn)發(fā)能力。另外，短期內(nèi)還可能出現(xiàn)用新產(chǎn)品來替代原有產(chǎn)品的情況，這對(duì)用戶的投資保護(hù)十分不利。
GartnerGroup 對(duì)網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
GartnerGroup 對(duì)網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的五個(gè)主要方面給出以下評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（以百分比計(jì)算）：
容量(阻塞/非阻塞)(30％)
系統(tǒng)容量這一指標(biāo)占了總分的百分之三十，并強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)交換結(jié)構(gòu)非阻塞配置的重要性（這是說明對(duì)網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備總體系統(tǒng)能力，以及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性方面提出了極高的要求）。
分布式/集中式 L3(25％)
網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備（對(duì)第3層交換機(jī)而言）的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式，還是集中式？其得分比例占到了總分的四分之一（可見分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備性能占有何等重要的地位）
冗余(20％)
系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)為總分的五分之一（這里強(qiáng)調(diào)了設(shè)備的可靠性，即不允許網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備有單點(diǎn)故障）。
端口密度/上連支持(15％)
設(shè)備的端口密度及對(duì)上連鏈路技術(shù)的支持，占了百分之十五（實(shí)際上，這項(xiàng)指標(biāo)除與產(chǎn)品的性能/價(jià)格比有關(guān)外，還特指網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備的可擴(kuò)展性是否具有連接更大型網(wǎng)絡(luò)的能力。例如，所選用的網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備構(gòu)造了一個(gè)城域網(wǎng)，該設(shè)備還可配置ATM模塊，這樣就非常方便的使該城域網(wǎng)連接到省際的或全國(guó)的ATM骨干網(wǎng)；同樣，若該設(shè)備可配置POS模塊，便可使該網(wǎng)容易地連接到更大的SDH網(wǎng)絡(luò)）。
緩沖(10％)
緩沖技術(shù)占十分之一（這是向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要性能，尤其在系統(tǒng)容易形成擁塞的情況下，如行首阻塞等，緩沖技術(shù)在解決擁塞問題方面會(huì)起到至關(guān)重要的作用）。
網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備功能簡(jiǎn)述 網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備絕不僅僅是高速轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，在不降低網(wǎng)絡(luò)性能的前提下，應(yīng)能為網(wǎng)絡(luò)提供更多的控制和服務(wù)。這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)下述三類功能。
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