從數(shù)據(jù)上可以看出，目前以太網(wǎng)交換機的市場需求量正在逐步的增加，這里我們主要分析了以太網(wǎng)交換機硬件性能綜合測試。根據(jù)Gannet2006年3月發(fā)布的2005年全球以太網(wǎng)交換機市場份額分析報告，以太網(wǎng)交換機的出貨量同比增加9%，銷售額方面同比增加7%，達12.9億美元，其中吉比特以太網(wǎng)交換占據(jù)了61%。

同時，以太網(wǎng)的應用場合已從局域網(wǎng)向城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)拓展，但是傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機技術主要存在5個問題[1]：無端到端的QoS保障機制；保護機制不完善；性能監(jiān)測和內在OAM能力薄弱；擴展性和資源的利用方面不足；用戶的管理及安全性差。這些問題在以太網(wǎng)交換機應用于城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)場合下顯得相對突出。如何解決這些問題成為以太網(wǎng)領域研究的熱點，國際各大標準組織（IEEE、ITU-T、MEF、IETF等）都進行相關的研究。目前，主要的解決方案有：MPLSL2[2]，QinQ[3]，VLANID可路由的解決方案GOE[4]，MACinMAC方案（這是一種類似Q in Q的方案）。

為了尋求解決方案，筆者于2001年提出VlanIDswitch概念[5]，主要解決了以太網(wǎng)應用于城域網(wǎng)的“擴展性和資源的利用方面不足”問題，形成了第一代的虛交換（virtualswitch，VS）產(chǎn)品——ISN8850E，這是和華為公司合作的基于其寬帶接入服務器ISN8850平臺的VS產(chǎn)品。由于第一代VS產(chǎn)品采用了VlanIDswitch集中處理和手工配置的方式，系統(tǒng)容量和應用場合受到限制，因此于2002年開始，從實際需求出發(fā)，筆者進行了第二代智能虛交換（intelligent virtual switch，IVS）[6]的研究和設計，重點解決了以太網(wǎng)交換機存在的其他4個問題。

從總體上來說，IVS的創(chuàng)新點在于：以VlanIDswitch取代原來VlanIDbridge概念構造新型轉發(fā)模式；在程控交換技術和數(shù)據(jù)交換技術之間尋求平衡，設計新型協(xié)議；引入用戶編號和集中管理概念，為IVS技術的大規(guī)模使用提供可能。IVS承載轉發(fā)層由具備VlanIDswitch處理能力的數(shù)據(jù)轉發(fā)實體（datarelayentity，DRE）通過以太網(wǎng)交換機高速連接組成，該層主要承擔以太網(wǎng)業(yè)務流轉發(fā)。

IVS連接控制層是由具備連接控制功能的網(wǎng)絡信令實體（networksignalingentity，NSE）通過資源保障互聯(lián)協(xié)議（resourceproveinterconnectprotocol，RPIP）連接組成，承擔端到端連接的資源預留、建立、維護、拆除以及呼叫記錄詳單（CDR）的生成等功能。該層是IVS體系中承上啟下的重要層面，向上通過資源保障互聯(lián)協(xié)議用戶接口部分（RPIPUNI）為業(yè)務控制層提供業(yè)務接口，向下通過公共開放策略服務增強版協(xié)議（common open police service plus，COPS+）和承載轉發(fā)層形成控制下發(fā)接口。

IVS業(yè)務控制層是由業(yè)務觸發(fā)功能實體（servicetriggerentity，STE）和業(yè)務控制登記實體（servicecontrolregister，SCR）組成，SCR記錄了用戶數(shù)據(jù)，包含物理位置、邏輯標識、用戶權限、認證方式、接口能力等信息。當業(yè)務觸發(fā)之后,STE訪問SCR進行數(shù)據(jù)查詢，得到必要的業(yè)務信息，然后指揮連接控制層來建立相關電路。OAM/管理層負責提供管理、監(jiān)視、維護、告警等網(wǎng)管功能，對包含承載轉發(fā)層、連接控制層和業(yè)務控制層在內的各種功能部件，如DRE、NSE、STE和SCR等進行監(jiān)測和維護管理。

RPIP邏輯模型

在IVS體系中，用戶信息主要存放在SCR里，當用戶觸發(fā)鏈路建立請求時，SCR通過RPIPUNI信令通知NSE，NSE設備之間則通過RPIPNNI信令進行路徑選擇，確定一條能夠滿足要求的鏈路邏輯信息，然后NSE將鏈路邏輯信息通過COPS+協(xié)議發(fā)到DRE上，DRE根據(jù)邏輯信息在設備上進行資源預留和物理鏈路建立。RPIP分為UNI和NNI兩大類型。

RPIPUNI協(xié)議是SCR與NSE之間的QoS協(xié)商接口，用戶的業(yè)務請求需要通過靜態(tài)配置/業(yè)務信令向SCR發(fā)出業(yè)務申請，SCR收到業(yè)務申請后，判斷用戶的業(yè)務權限和分析主叫/被叫的位置，確定本次業(yè)務流所需要的帶寬等QoS參數(shù)，業(yè)務控制層的SCR通過RPIPUNI向連接控制層的NSE發(fā)起連接路徑請求，申請相應的資源和業(yè)務承載路徑，并實現(xiàn)修改、拆除、查詢已建立的業(yè)務連接的功能。

RPIPNNI是NSE域之間的QoS協(xié)商接口，每個NSE域由1個主用NSE（必需）和1個備用NSE（可選）構成。源NSE翻譯來自SCR的協(xié)議信息，如果該連接僅發(fā)生在源NSE所處的域內，那么源NSE無需啟動RPIPNNI協(xié)議，只需要通過雙向Dijistra算法在本域內進行路徑選擇，同時以用戶的QoS參數(shù)作為雙向Dijistra算法的約束條件，快速確定用戶連接路徑。如果連接需要跨越多個NSE域，那么源NSE則生成RPIPNNI格式，發(fā)給下一跳NSE，進行連接分段建立。

轉發(fā)模式

傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機的VlanID長度為12bit，總數(shù)為4094個（0和4095均為預留），采用VlanIDbridge機制，VlanID資源為全局共享，這種運行機制可適用于以太局域網(wǎng)，但應用到以太城域網(wǎng)時，VlanID資源顯得不足。因此，筆者針對性提出了Vlan ID switch概念,將Vlan ID定義為局部有效，即采用三元組（設備號、端口號、Vlan ID）作為交換標簽，在網(wǎng)絡設備的每個端口上可以重復使用多達4094個Vlan ID值。

從“863”驗收組專家反饋意見來看，認可了IVS支持點到點專線的優(yōu)點和特點，同時也普遍提到IVS系統(tǒng)沒有覆蓋點到多點、組播方式等方面的功能。IVS設計初衷是解決大網(wǎng)的實際需要，從廣州電信大網(wǎng)的專線需求來看，幾乎所有實際用戶的專線需求都是采用點到點方式，點到多點的應用場合也是采用hub-to-spoke（中心端聚合的多個點到點連接）的方式來實現(xiàn)，組播方式幾乎沒有應用。從國內的情況來看，單純的點到多點和組播方式在可運營大網(wǎng)上幾乎沒有成功案例。因此，IVS設計思想主要以點到點連接為主。在QoS方面，目前只完成鏈路方面的帶寬保障，而在時延控制和丟包率控制方面還沒有完善的解決方案，這是由于目前業(yè)界在時延控制和丟包率控制方面并沒有成熟的技術，本次試驗中的DRE設備數(shù)據(jù)接口的緩存不足以對于大量的數(shù)據(jù)流量進行時延平滑和丟包避免。

因此，后續(xù)的工作將繼續(xù)評估點到多點和組播方式實現(xiàn)的必要性和可行性，同時集中完善RPIP協(xié)議機制，并結合引入流量整形器進行時延和丟包率控制，進一步完善IVS的QoS機制。在系統(tǒng)性能方面，將集中研究NSE域內的路徑/資源管理算法。

結束語

從性能測試結果來看，IVS突破了傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機適用的局域范圍，可以在城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)范圍組建靈活的傳送網(wǎng)絡。IVS能夠在城域范圍內提供具備端到端、面向連接、帶寬保障、保護倒換的可以和傳統(tǒng)SDH相媲美的通信專線業(yè)務，可以成為城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)范圍內數(shù)據(jù)業(yè)務的新型傳送技術之一。IVS在點到點專線傳輸方面融合多種先進技術，有著獨特的優(yōu)點和特點，能夠應用于高質量的數(shù)據(jù)專線傳輸、城域純二層網(wǎng)絡組網(wǎng)和城域IP流量按需調度等方面。

IVS技術是為解決點到點專線的需求提出的，有很好的針對性，但是在點到多點專線和組播方面明顯不足。因此，IVS從技術完整性方面來看，不是一個嚴格意義上的技術體系，是一個子技術體系。另外，IVS的標準工作方面進展極其緩慢，目前主要是合作廠家進行開發(fā)支撐，如果無法獲得標準方面的支持，IVS技術的發(fā)展?jié)摿茏琛?/p>