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路由交换一体机革命传统网络
http://www.cww.net.cn   2009年7月23日 10:07    通信世界网    
作 者:锐捷网络路由器产品经理 吴龚斌

    从上个世纪90年代至今,运营商提供给企业用户的主流专线线路发生了巨变。从早期广泛采用X25,DDN,PSTN电话线等,到后来的2M的E1线路,再到现在的MSTP、裸光纤等线路,带宽越来越大,以太接口接入成为趋势。

    金融网点的业务终端设备也发生了变化,早期普遍是UNIX前置机放在网点,采用异步哑终端做业务;为了降低网点维护成本,后期普遍将前置机上收到地市支行或者省分行级别上,终端型号也由异步口哑终端逐步改为网络终端或者PC机。另外,网点办公、排队机、跑马屏等,都普遍采用以太接入,网点设备以太接入成为趋势。

    在这样的趋势下,网点广域接入采用路由器,局域网接入采用交换机是很常见的接入模式。但是“路由器+交换机”模式需要两台设备,购置成本较高,管理维护麻烦。路由交换一体机由此应运而生。

    在路由交换一体机上同时集成了路由和交换功能。由于其易于部署,配置简单,集成多种业务于单一平台上,路由交换一体机降低了网络的复杂性、IT人员的学习成本及设备采购和维护成本。随着金融网点采用IP接入成为趋势,路由交换一体机成为金融网点接入的主流产品。

    为了抓住这种变化而带来的生意机会,各数据设备厂家纷纷推出各自的路由交换一体机。这些琳琅满目的路由交换一体机,在技术实现上有什么不同吗?

    从其实现原理和实现机制来看,有两种不同的交换架构。

    两种不同的交换架构

    路由交换一体机从交换功能实现原理来看,存在两种架构:集成式交换架构,分布式交换架构。

    集成式交换机架构:路由交换一体机的交换功能部分和路由功能部分共用CPU,交换芯片直接集成到路由器上,提供统一的启动文件和配置文件。

    分布式交换架构:路由交换机一体机的交换功能具有独立的CPU和启动文件。交换部分采用独立成熟的交换机平台来实现。

    两种交换架构的硬件原理图如下。本质都是采用交换芯片来实现其交换功能部分,交换芯片通过数据通道和路由器的主CPU进行连接。只是集成式交换架构的交换部分的管理控制是由路由器的OS来统一完成的;而分布式交换架构的交换部分多了一个CPU,有独立的OS和CPU。

 

    集成式交换架构                                                 分布式交换架构

    这两种架构到底有什么区别呢?到底哪种交换架构更适合金融网点用户的业务需求呢?

    业界最早推出路由交换一体机的是思科公司,早在2001-2003年,思科就推出了16端口和36端口的交换模块,采用的是集成式交换架构。而在2005年推出的16、24和48端口的交换模块,采用的则是分布式交换架构。

    思科对于集成式和分布式交换架构的区别的官方说法是这样的:集成式交换模块直接把交换芯片集成到路由器上,提供统一启动文件和统一的配置,但是这样的方式,会使得交换模块功能落后于实际的版本,不易扩展,并且提供的功能有限。

    从原理上分析,集成式交换架构由于交换和路由是采用统一的OS和CPU,在管理和维护上比较方便,并且节省了交换部分的CPU,可以降低硬件的设计成本。不过这种架构功能难以扩展且功能有限。

    分布式交换架构由于自带OS和CPU,路由和交换都有独立的OS,硬件设计成本比较高,在管理和配置上也是对路由和交换进行独立的配置,软件成熟度高,易于功能扩展,可以提供完整的路由器和交换机的所有功能。

    在金融网点采用路由交换一体机是一种新的尝试。在此类产品出现的初期,往往只要用到交换端口和VLAN等一些简单的功能就够了。随着业务的发展,交换功能的需求进一步扩展,一些金融用户提出要802.1X,BPDUGuard,Trunk,生成树,AAA,RADIUS等功能。而未来还很有可能需要用到其他功能。

    交换和路由是两套相对独立的网络体系,路由交换一体机是一种创新,集成化交换架构设计模式更是一种全新的探索。在集成化交换架构下,任何功能的添加都是创新,都是在原来路由平台上增加全新的功能。路由和交换都是一套庞大的软件体系,这样的创新必然把需要用到的交换功能揉到路由平台上,带来的结果就是软件系统更加庞大,给客户业务带来风险。同时也由于这样的架构,决定了它的交换功能一定是有限的,不能提供完整的交换功能。

    单独的路由器和交换机都是非常成熟的产品形态。路由器下挂交换机更是一种成熟应用模型,分布式设计,在交换模块有独立的操作系统,软件成熟度极高,同时便于功能扩展,功能丰富,可以提供交换机加上路由器所有的完整的功能。

    进一步分析,分布式交换架构对于所有由交换协议报文都本地处理,比如所有的二层攻击报文、802.1X的EAP验证报文、生成树协议的BPDU报文、ARP报文、组播报文等,都可以由交换部分的CPU独立处理,不需要上传到路由器的主CPU部分。极大地降低主CPU的负担。

    出于对成本的考虑,厂家都愿意向用户推广集成式交换架构的路由交换一体机。

    如何选择路由交换一体机

    在重要场合选择分布式路由交换一体机,而对于一些相对不重要的网络区域,它们对交换功能要求比较低,则可以选择集中式架构路由交换一体机。因为集中式路由交换一体机成本比较低,价格也相对便宜。从几个层面来分析:

    1、从软件功能丰富层面来看:路由交换一体机是一种全新的产品创新,在此类产品出现的初期,往往只要用到交换端口和VLAN等一些简单的功能就够了。随着业务的发展,交换功能的需求进一步扩展,未来还很有可能需要用到其他功能。集中式架构提供的功能有限,而分布式交换架构可以提供完整的路由器和交换机的所有功能,且易于扩展。

    2、从稳定性和软件成熟度角度看:交换和路由是两套相对独立的网络体系,各有侧重。在集成化交换架构下,任何新功能的增加都是创新,都需要在路由平台上增加全新的交换功能。路由和交换本都是一套庞大的软件体系,这样的创新需要把交换功能揉到路由平台上,带来的结果就是软件系统更加庞大,软件成熟度和稳定可靠性将受到影响。同时也由于这样的架构,决定了它的交换功能一定是有限的,不能提供完整的交换功能。而分布式设计,在路由和交换都有独立的CPU和操作系统,软件成熟度极高,同时便于功能扩展,功能丰富,可以提供交换机加上路由器所有的完整的功能。

[1]  [2]  编 辑:徐亮
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