全面分析交換機技術的發展史
目前交換機技術的應用非常廣泛,相信隨著交換行業的發展,交換機技術也會更加的完善穩定,給用戶帶來良好的網絡環境。今天的網絡就是一個數字化的社會;在這個"網絡社會"中,交換機技術是這個組織的重要樞紐;但是我們看到,目前這個"網絡社會"正面臨著嚴重的發展壓力,網絡用戶在成倍直線增長。
網絡社會的功能在不斷豐富,多媒體、電子商務、ERP等新業務,與病毒、黑客等新安全風險一并迅速涌進網絡;復雜的多業務應用,要求"網絡社會"快速提升服務質量;而新興的電子商務等關鍵業務則對網絡提出更高的安全要求。交換機技術作為這個網絡社會的樞紐,承擔著疏導和維持秩序的重任,正面臨著QoS與ACL的雙重考驗。
QoS(QualityofService),就是IP數據的服務質量,體現了IP數據在網絡上傳輸的性能。在今天多業務的網絡應用環境中,QoS極為重要:它能夠把不同類型的數據進行分類,并根據分類進行優先級的標記;然后再根據優先級的不同,對網絡各種數據進行合理排隊,保證不同類型和等級的數據在通過交換機技術時,能夠獲得所需要的帶寬和服務策略,達到數據傳輸的順序性、完整性和實時性,保證網絡社會運行的秩序性和高效率。比如,一個備份數據原本比較次要,但在傳輸過程中有可能會造成網絡塞車;這時,通過指定合理的QoS,對它占用的帶寬進行約束,這樣就保證了其他關鍵應用的優先處理。
ACL(AccessControlList),是指訪問控制列表,可以看成是用戶與設備可以得到服務和信息的控制列表。一方面,ACL作為網絡社會的一個權限檢查與管理機構,每個用戶和設備都具有自己的一個權限;通過訪問控制列表,可以針對不同的用戶,區別性地提供不同的訪問服務;另一個方面,ACL還在網絡中充當著"安全警察"的職責,通過ACL,可以對網絡資源進行訪問輸入和輸出的控制,實現對各種病毒和攻擊行為的限制或屏蔽,大大提高了網絡的安全性,成為一個有效的"安檢"關卡。
如何適應網絡社會"升級"發展所需的功能要求,一個數據處理技術的"分權運動"勢在必行。在網絡社會中,交換機技術的每個端口就是最基本的個體成員,為提高整體網絡的數據交換處理能力,必須把原來由交換機核心模塊集中完成的全部數據處理功能,合理地分配到每個端口來完成,給予每個端口"公民",以最充分的數據處理"權利"和"自由",來一場徹底的"端口革命",通過"解放每一端口的生產力",讓數據交換真正進入一個"同步"時代,進而從根本上提高整個網絡社會的運行效率和數據處理能力,推動網絡社會駛入一個安全、高效、有序的嶄新世界。
交換機的發展歷史
應用與技術的矛盾與天俱來,就好比人類社會中的"生產力"與"生產關系"的一對矛盾;網絡應用的發展,推動網絡技術的創新;而網絡技術的每一次突破,又加快了網絡應用的發展步伐;兩者在相互作用中,推動了人類社會的網絡化應用進程。我們知道,早期的數據處理是倚靠軟件來實現的。
當時網絡用戶數較少,數據傳輸量也相對有限,通過軟件技術來實現路由、訪問控制等功能足以應付;但是,其性能嚴重受限,一般只能達到KPPS級別的處理能力;隨著用戶網絡規模擴大,網絡流量迅速增加,交換機技術的性能急劇下降,軟件處理模式很快就不堪重任。其后,集中式硬件處理時代到來。
這個時期網絡開始走向普及,應用逐漸豐富,交換技術走向硬件處理階段,開始搭乘硬件快車。通過在管理模塊上添加功能豐富的ASCI芯片,集中式硬件處理數據,整機處理能力實現飛躍,達到了MPPS級,集中式硬件處理可謂"適逢其時"。
但是,整個交換機技術只靠單個ASIC芯片來處理所有L2/L3/ACL/QOS/組播等功能,要想在網絡數據量不斷增長的同時保障線速交換,安全智能只是一種理想。在網絡走向各行各業、企業各種傳統應用不斷信息化、網絡化的過程中,集中式硬件處理承擔著一個過渡角色。因此,分布式硬件處理應運而生。
分布式設計給網絡帶來了一場全新的技術革命,分布式設計是指在每個線卡上都配備專用的ASIC芯片,獨立完成線卡所有數據的L2/L3/ACL/QOS/組播等功能。通過分布式設計與集中式管理,整個系統更加健壯和穩定,處理能力得到極大提升,數據處理能力提高到了100MPPS級別。然而,線卡分布式的處理模式仍然有其自身難以克服的不足,線卡分布式硬件處理模式的實現機制,是每個線卡所有的數據行為都集中在當地的一個ASIC芯片實現,大量端口同時進行數據處理時(尤其ACL、QOS功能),無論ASIC芯片進行如何快速地設計,都必需面臨不同數據處理請求到達ASIC芯片后等待芯片進行資源調度的問題,無法同步進行處理,這在一定程度上影響了交換機的數據處理效率。
通過對數據交換技術的發展回顧,我們看到從軟件處理模式到集中式硬件處理,再到線卡級分布式硬件處理,交換機技術發展已經走過了三代。這一發展歷程就好比人類社會的民主進化歷程,交換技術也經歷了一個由"中央高度集權"到"區域逐步分權"的轉變;每一次的變革,交換機技術的數據處理能力和性能發生了質的飛躍。但是,面對今天"大數據多業務"這一新需求,特別在對于ACL、QOS等功能應用激增的情況下,交換機技術的數據交換技術在實現了線卡分布式設計之后,新的技術變革將走向何方呢?