多層交換整合多種應(yīng)用（一）

2019-11-05 01:35:37

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供稿：網(wǎng)友

　　在這個網(wǎng)絡(luò)化程度越來越高的世界上，人們不斷地以新的和不同的方式使用人與設(shè)備之間的通信。一些通信類型已經(jīng)為人們所熟悉，如ip語音（VoIP）、數(shù)字圖像、組播、視頻點(diǎn)播、對等文件共享、遠(yuǎn)程視頻會議以及更多。不過，所有這些應(yīng)用都有一個共同的特點(diǎn)：對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求可以用“貪得無厭”一詞來形容。
　　
　　從長遠(yuǎn)看，帶寬本身總是不夠用的。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施背后的智能“設(shè)備”——交換機(jī)和路由器必須承擔(dān)起以智能化的方式跟上帶寬需求腳步的艱難任務(wù)。象視頻和數(shù)字X-射線這樣的應(yīng)用總是要求更大、更智能化的“管道”，而VoIP應(yīng)用要求低延遲和一致的傳送速率。上世紀(jì)90年代中期，隨著傳統(tǒng)交換機(jī)的沒落，人們開始競相發(fā)展速度更快、智能化程度更高的交換機(jī)和路由器。硅谷一群天才式的人物看到了這一市場機(jī)會，在一種被稱為"多層交換路由"新概念的基礎(chǔ)上發(fā)明了組網(wǎng)硬件和相容的軟件。與當(dāng)時僅基于軟件的路由器相比，這些新的“智能”交換機(jī)/路由器能夠提供更快的速度和更短的延遲，同時能夠?qū)⒍鄠€網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能結(jié)合起來。
　　
　　歷史上，當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求增加時，網(wǎng)絡(luò)治理員通過對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新設(shè)計來避免路由器瓶頸。服務(wù)器經(jīng)常繞過路由器，重新安裝在離用戶更近的地方。例如，一組股票交易工作站可能遠(yuǎn)離公司的其他設(shè)備，并與為其提供實(shí)時數(shù)據(jù)輸入的服務(wù)器放在一起。這是因?yàn)楣蚕砭W(wǎng)絡(luò)資源（如路由器）的設(shè)備數(shù)量越少，每一設(shè)備能夠得到的帶寬就越多。傳統(tǒng)上，用戶與數(shù)據(jù)之間的距離越近，他們獲得數(shù)據(jù)的速度就越快，因?yàn)檫@樣可以避免產(chǎn)生路由器瓶頸。
　　
　　在大型企業(yè)中，用戶被劃分為通過路由器實(shí)現(xiàn)互連的較小的網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）。用戶劃分的基礎(chǔ)通常是地域、運(yùn)行的應(yīng)用類型、需要的數(shù)據(jù)量和安全方面的原因。例如，會計部門經(jīng)常被放置在自己的群組中，這樣就可以保護(hù)公司的財務(wù)記錄，而不是因?yàn)樗鼈兯褂玫膸挕oIP電話經(jīng)常被放置在自己的網(wǎng)絡(luò)之中，這樣它們就可以繞過傳統(tǒng)路由器的瓶頸。
　　
　　當(dāng)計算機(jī)需要與不在自己所在的本地網(wǎng)絡(luò)中的其他計算機(jī)進(jìn)行通信時，為將數(shù)據(jù)包發(fā)送到自己所在的群組之外，它們將數(shù)據(jù)包發(fā)送到距離自己最近的路由器。路由器提供公司與互聯(lián)網(wǎng)之間的連接和安全邊界，以及公司內(nèi)部群組之間的連接（內(nèi)部網(wǎng)）。
　　
　　傳統(tǒng)的路由器只有在絕對必要時才使用，如通過廣域網(wǎng)連接遠(yuǎn)程辦公室、連接到互聯(lián)網(wǎng)以及隔離公司中有要害的、高帶寬要求的群組。傳統(tǒng)路由器當(dāng)時很貴（現(xiàn)在仍是如此），而且與最初的設(shè)計相比并沒有重大的進(jìn)展，使用的組件與一臺標(biāo)準(zhǔn)PC類似，并使用多個接口卡運(yùn)行專用的軟件。
　　
　　與之相比，多層交換路由器將所有這些功能集中在一個專用的非凡應(yīng)用集成電路或ASIC上。ASIC比傳統(tǒng)路由器的CPU便宜，而且通常分布在網(wǎng)絡(luò)端口上。今天，典型的交換機(jī)/路由器可能在單一設(shè)備中包括了50個ASIC，可以支持?jǐn)?shù)以百計的接口。新的ASIC答應(yīng)智能交換機(jī)/路由器在所有的端口上以極快的速度轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)——無論網(wǎng)絡(luò)流量是什么類型。它們以實(shí)際接口速度（經(jīng)常被稱為線速）轉(zhuǎn)發(fā)流量。現(xiàn)在，市場上為企業(yè)局域網(wǎng)（LAN）提供的新交換機(jī)/路由器，可在單一接口以每秒鐘萬兆位的帶寬（OC-192）轉(zhuǎn)發(fā)流量。

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