新一代可堆疊交換機(jī)技術(shù)展望

可堆疊交換機(jī)有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里我們主要介紹新一代可堆疊交換機(jī)技術(shù)的未來(lái)方向，固定端口交換機(jī)（如：24個(gè)10／100M端口或48個(gè)10／100M端口交換機(jī)）由于其配置簡(jiǎn)單、成本低一直在網(wǎng)絡(luò)邊緣和企業(yè)中得到廣泛使用。但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷提高時(shí)，固定端口交換機(jī)的可擴(kuò)展性受到極大挑戰(zhàn)。

堆疊交換機(jī)則解決了這一問(wèn)題。將幾個(gè)交換機(jī)通過(guò)專用的堆疊模塊相連可以成倍地提高網(wǎng)絡(luò)接入層的端口密度。有些廠家的交換機(jī)經(jīng)過(guò)堆疊后可以作為一個(gè)網(wǎng)元管理，這更簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但是，堆疊是不是已經(jīng)完美了呢？

我們看到今天的網(wǎng)絡(luò)流量及其分布正在發(fā)生著明顯的變化。過(guò)去客戶端到服務(wù)器的訪問(wèn)（如瀏覽者到Internet的Web訪問(wèn)）占網(wǎng)絡(luò)流量的主導(dǎo)地位。而今天的流量模型正在走向多元化，如語(yǔ)音和圖像的即時(shí)通信使得客戶端到客戶端的訪問(wèn)劇增，邊緣交換機(jī)間的流量越來(lái)越大。這些都是以往的可堆疊交換機(jī)所沒(méi)有面對(duì)的。

堆疊技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

首先遇到的問(wèn)題就是堆疊帶寬。我們知道交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)能力通�？梢允垢鞫丝陂g進(jìn)行線速交換，但是交換機(jī)之間的堆疊帶寬是多少呢？看看今天市場(chǎng)上的交換機(jī)吧，堆疊帶寬通常是1Gbps。北電網(wǎng)絡(luò)的BayStack 470可以提供2.5Gbps的堆疊帶寬。但是當(dāng)跨交換機(jī)的流量很大時(shí)，我們是不是需要更大的堆疊帶寬呢？

其次，堆疊引入了設(shè)備可靠性的問(wèn)題。當(dāng)整個(gè)堆疊中一個(gè)交換機(jī)或一條堆疊電纜出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)不會(huì)影響其他交換機(jī)的工作？網(wǎng)管會(huì)不會(huì)出問(wèn)題？多長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)正常？市場(chǎng)上大部分交換機(jī)雖然有專用的堆疊模塊，但仍沿用千兆接口互聯(lián)的原理。當(dāng)多個(gè)交換機(jī)被堆疊電纜連成一個(gè)環(huán)后看起來(lái)像是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但其實(shí)就如同用千兆接口把它們穿在一起一樣。由于Spanning Tree的原因，這些堆疊電纜中的一條會(huì)被協(xié)議阻斷，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)發(fā)性能。當(dāng)整個(gè)堆疊中的一個(gè)交換機(jī)或一條堆疊電纜發(fā)生故障時(shí)，Spanning Tree重新收斂，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)有至少幾十秒鐘的不可用時(shí)間，這對(duì)于今天的用戶是不能接受的。在這種情況下，語(yǔ)音、視頻、電子交易等關(guān)鍵應(yīng)用會(huì)受到嚴(yán)重影響。

“安全的堆疊”

早在1995年，當(dāng)BayStack 450交換機(jī)問(wèn)世時(shí)，北電網(wǎng)絡(luò)就解決了這些問(wèn)題。BayStack 450提供“安全的堆疊”（2.5Gbps），在發(fā)生故障時(shí)可在一秒鐘內(nèi)自愈。這種“安全的堆疊”不僅在設(shè)備萬(wàn)一發(fā)生故障時(shí)提供保護(hù)，更在用戶升級(jí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)提供不中斷的業(yè)務(wù)保障。隨著用戶業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模必將擴(kuò)大。當(dāng)接入交換機(jī)需要擴(kuò)容時(shí)我們不可避免地需要將堆疊打開(kāi)并加入新的交換機(jī)。“安全的堆疊”使得這一過(guò)程并不影響正在工作的交換機(jī)。這種堆疊技術(shù)還使整個(gè)堆疊用一個(gè)IP地址進(jìn)行網(wǎng)管，如同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

話音、圖像、數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的融合使越來(lái)越多的業(yè)務(wù)基于網(wǎng)絡(luò)，人們可以在他們的桌面做更多的事情，網(wǎng)絡(luò)邊緣的壓力在與日俱增。除了堆疊技術(shù)外，邊緣交換機(jī)在諸如性能、可靠性、安全性、QoS、可管理性等多方面受到挑戰(zhàn)。

下一代可堆疊交換機(jī)

2003年6月，北電網(wǎng)絡(luò)推出了BayStack 5510 10／100／1000Mbps (48口和24口兩種型號(hào))可堆疊交換機(jī)。作為北電新一代交換機(jī)BayStack 5000系列中的一部分，BayStack 5510繼承了已有交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)并在性能和功能上做了大幅度提升。

BayStack 5510使用了新一代的堆疊技術(shù)：FAST(Flexible Advanced Stacking Technology, 靈活先進(jìn)的堆疊技術(shù)）。北電網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的FAST技術(shù)使得堆疊中的交換機(jī)之間可以同時(shí)傳輸雙向數(shù)據(jù)，整個(gè)堆疊的帶寬高達(dá)640Gbps。

FAST技術(shù)還在堆疊中提供了優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳送—最短路徑算法。例如一個(gè)堆疊中有8個(gè)交換機(jī)。當(dāng)?shù)谌齻�(gè)交換機(jī)要發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包給第二個(gè)交換機(jī)時(shí)，這個(gè)包不會(huì)被送到第四個(gè)然后到第五個(gè)……依此類推，最后經(jīng)過(guò)第一個(gè)交換機(jī)才傳到第二個(gè)。FAST技術(shù)采用最短路徑算法使得交換機(jī)間的數(shù)據(jù)傳送總是選用最短路徑（在第二和第三個(gè)交換機(jī)間的全雙工40Gbps連接上直接傳送）。這不僅提高了堆疊帶寬的使用效率，也減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延。FAST技術(shù)還繼承了以往“安全的堆疊”的優(yōu)點(diǎn)。它可以使網(wǎng)絡(luò)平滑升級(jí)，在萬(wàn)一發(fā)生故障的時(shí)候不致影響用戶業(yè)務(wù)。當(dāng)在堆疊中加入新交換機(jī)時(shí)只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的連接，F(xiàn)AST技術(shù)使其成為“即插即用”的過(guò)程。

再讓我們看看BayStack 5510 交換機(jī)在其他方面的出色之處。它的交換結(jié)構(gòu)使得每個(gè)BayStack 5510具有160Gbps的轉(zhuǎn)發(fā)速率和線速的性能。在業(yè)界，可堆疊交換機(jī)是首次達(dá)到如此量級(jí)。這使得BayStack 5510在今后有可能支持10GE上連端口。8個(gè)BayStack 5510通過(guò)內(nèi)置的堆疊模塊連在一起可以達(dá)到384個(gè) 10／100／1000M 端口的高密度。這又是一項(xiàng)業(yè)界新高。它以合理的價(jià)格為用戶桌面流量的不斷提高提供了基礎(chǔ)。當(dāng)企業(yè)和用戶尋求新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用時(shí)不必再顧慮網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制。秉承BPS 2000和BayStack 470的傳統(tǒng)，BayStack 5510支持完善的QoS機(jī)制。根據(jù)用戶制定的策略對(duì)不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)流進(jìn)行線速分類，每個(gè)端口具有8個(gè)硬件隊(duì)列更加細(xì)化數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)，從端到端保證關(guān)鍵應(yīng)用的QoS。

今天，企業(yè)和用戶的商業(yè)運(yùn)作越來(lái)越依賴于網(wǎng)絡(luò)，安全至關(guān)重要。BayStack 5510 在網(wǎng)絡(luò)管理和用戶管理方面提供豐富的安全機(jī)制（SNMP v3、SSH、802.1x、BaySecure＊……）。為了提高設(shè)備的可靠性，BayStack 5510可提供冗余電源配置。在做端口匯聚時(shí)，它允許將堆疊中不同交換機(jī)的端口進(jìn)行捆綁（分布式的鏈路匯聚）以避免單點(diǎn)故障。

從上面簡(jiǎn)單的描述中我們不難看出，BayStack 5510提供了前所未有的堆疊技術(shù)和交換性能。再加上它在安全性、QoS和可管理性方面的表現(xiàn)，BayStack 5510不僅可以輕松勝任今天的網(wǎng)絡(luò)需求還有能力迎接未來(lái)應(yīng)用的挑戰(zhàn)。