交换技术发展研究

现今, 经济飞速发展, 科学技术日新月异, 信息社会随着网络技术的普及已经到来, 无论是人们的日常生活, 还是平时的学习工作, 网络已经成了必不可少的工具。在人们对网络需要日益增长的同时, 对网络业务的要求也越来越高, 不但需要网络来提供数据、语言、视频, 还要网络能支持各种文件资料的传输, 而且在网络的高效性、可靠性、安全性方面也提出了更高的要求。面对上述人们的需求, 下一代网络的概念则产生了。根据现代人们的需求, 下一代网络应要能提供将开放性强、性能高、可伸缩的、稳定好的、安全可靠的的进行融合统一的服务平台。而且同时, 它还要具有能够将底层通信设施多样性进行的屏蔽的功能。

下一代网络是一种规范和部署网络的概念, 即通过采用分层、分布和开放业务接口的方式, 为业务提供者和运营者提供一种能够通过逐步演进的策略, 实现一个具有快速生成、提供、部署和管理新业务的平台。实现国际电联提出:“通过互联互通的电视网等网路、计算机网和电信网资源的无缝融合, 构成具有统一接入和应用界面的高效率网路, 使人类能在任何时间和地点, 以一种可以接受的费用和质量, 安全的享受多种方式的信息应用。”的目标。

通俗的说, 从速度上提高就是量变的过程, 从交换层次提高则是质变的过程。所以现今, 服务供应商关注的焦点也有所变化, 他们更多的是考虑如何把宽带资源利用充分, 如何管理互联网上的内容和应用。目前, 互联网向智能网转化的过程已完成, 在应用宽带的基础上, 提高网络服务的水平已经成为了关键, 取代了网络层以下。为什么应用交换技术会得到发展, 其根本原因就是, 用什么方法去使得传输层过度到应用层的这一实际问题, 以及如何用网络技术来解决这一问题, 这些已越来越凸显其重要性, 人们也越来越重视。

想要解决区分应用等问题, 用网络识别设备根据不同的应用业务转发相应流量是一个很好的途径。网络技术发展迅猛, 以太网占据了统治地位。为了适应网络应用深化带来的挑战, 无论是网络的规模还是网络的速度发在变化都是急剧的, 局域网的速度已从最初的1 0 M b i t/s提高到100Mbit/s, 千兆以太网技术也已得到了普遍应用。

(1) 传统的第2层交换技术。

2 层交换技术可以识别数据帧中的MA C地址信息, 根据MAC地址进行转发, 并将这些MAC地址与对应的端口, 记录在自己内部的一个MAC地址表中。谈到交换, 从广义上讲, 任何数据的转发都可以叫做交换。但是, 传统的、狭义的第2层交换技术, 仅包括数据链路层的转发。

目前, 第2层交换技术已经成熟。从硬件上看, 第2层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线 (速率可高达几十Gbps) 交换数据的。

第2层交换机通过将专用带宽分配到每一个端口, 为各个用户提供优异的性能。每一个交换机端口表示一个不同的网段, 因此每个用户可以获得特定数量的带宽。此外, 每个专用网段还能与单项业务一起接收广播业务。

第2层交换机能够将各个端口组合到逻辑工作组 (虚拟局域网或VLAN) 。每个VLAN组在逻辑上与交换机的其它部分分离, 可帮助将第2层广播业务控制在特定的VLAN组。

(2) 具有路由功能的第3层交换技术。

在1997年前后, 这种叫做第3层交换技术的交换技术才得以出现, 最初, 这种技术的出现的是为了解决广播域的问题。所谓第3层交换技术, 简单的理解就是利用交换技术实现了第3层的功能。而第3层的功能主要是利用第三层的地址实现报文的路由功能。

3层交换机采用硬件技术实现对报文的路由和转发, 同时采用快速的背板交换技术, 使得3层交换机所提供的报文路由转发的效率要比传统的路由器高出许多倍, 可以说第3层交换机本质上是用硬件实现的一种高速路由器。

3层交换机的接口类型是比较简单的, 是为IP设计的, 不仅拥有很强的3层包处理能力, 而且在价格方面, 又比相同速率的路由器低很多, 是为IP设计的, 接口类型简单, 拥有很强的3层包处理能力, 价格又比相同速率的路由器低得多, 对建大规模局域网络将非常适用。

第3层交换技术到今天已经相当成熟, 同时, 3层交换机也从来没有停止过发展。第3层交换技术及3层交换设备的发展, 必将在更深层次上推动整个社会的信息化变革, 并在整个网络中获得越来越重要的地位。

(3) 具有网络服务功能的第7层交换技术。

第7层交换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装, 并识别出应用层的信息, 以实现对内容的识别。充分利用带宽资源, 对互联网上的应用、内容进行管理, 日益成为服务提供商关注的焦点。如何解决传输层到应用层的问题, 专门针对传输层到应用层进行管理的网络技术变得非常重要, 这就是目前第7层交换技术发展的最根本原因。

简单地说, 可以处理网络应用层数据转发的交换技术就是第7层交换技术。其主要目的是在带宽应用的情况下, 网络层以下不再是问题的关键, 取而代之的是提高网络服务水平, 完成互联网向智能化的转变。第7层交换技术通过应用层交换机实现了所有高层网络的功能, 使网络管理者能够以更低的成本, 更好地分配网络资源。

从硬件上看, 7层交换机将所有功能集中在一个专用的特殊应用集成电路或ASIC上。ASIC比传统路由器的CPU便宜, 而且通常分布在网络端口上, 在单一设备中包括了50个ASIC, 可以支持数以百计的接口。新的ASIC允许智能交换机/路由器在所有的端口上以极快的速度转发数据, 第7层交换技术可以有效地实现数据流优化和智能负载均衡。

在Internet网、Intranet网和Extranet网, 7层交换机都大有施展抱负的用武之地。比如企业到消费者的电子商务、联机客户支持, 人事规划与建设、市场销售自动化, 客户服务, 防火墙负载均衡, 内容过滤和带宽管理等。

综上, 交换技术正朝着智能化的方向演进, 从最初的第2层交换发展到第3层交换, 目前已经演进到网络的第7层应用层的交换。其根本目的就是在降低成本的前提下, 保证网络的高可靠性、高性能、易维护、易扩展, 最终达到网络的智能化管理。

摘要：近年来, 以Internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构, 并且随着信息社会的到来, 下一代网络将是一个以软交换为核心、光网络为基础、分组型传送技术的开放式的融合网。在实际的组网过程当中, 面对几乎迈入成熟阶段的传统第各自适应什么样的环境, 应用起来孰优孰劣呢?本文就此简单分析概述。

关键词：交换技术,2层交换,3层交换,7层交换

参考文献

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