认识千兆以太网和路由交换机技术

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  　　下面就这三种技术作一详细介绍。关于千兆路 由交换机的可靠性，请参见第二章。
  
  　　1.4.1千兆以太网端口聚合（Port Trunking） 在千兆路由交换机中，可以将多个千兆以太网链路捆绑为一个虚拟的逻辑链路，以达到增 加带宽，可靠性的目的。这种技术叫做端口聚合（链路捆绑）。比较常见的是将四个千兆以太 网链路捆绑为一个链路，这时的带宽可达到单向4Gbps双向8Gbps。
  
  　　在端口聚合中的多条千兆以太网键路可以实现负载分担，即使其中的一条链路的光纤出现 故障，逻辑链路仍会保持正常工作。端口聚会需要较多的光纤来构成，2个端口的端口聚合需 要4根光纤，3个端口的聚会需要6根光纤，4个端口的端口聚会需要8根光纤。 1.4.2千兆以太同1＋1备份 和很多ATM交换机里实现的ATM物理链路1+1备份相似，千兆以太网也可以实现1十1备份，即 在一个千兆路由交换机的接口模块上，对应于一个千兆以太网键路，实际用两个千兆以太网链 路来连接，一条千兆以太网链路作为主用键路，另一条则作为备用键路。当主用链路的光纤出 现故障时，千兆路由交换机可以在1ms的时间内把数据切换到备用键路的光纤上传输。 在这种1＋1备份方式下，需要用四根光纤来完成1GbPS的传输带宽。每一个千兆以太网链路 需要1发1收两根光纤。
  
  　　1.4.3 用IP路由来保证城域网可靠性
  
  　　如果是用千兆以太网来承载IP业务，那么就可以应用IP路由协议的收敛特性来保证城域网 可靠性。使用IP路由，网络拓扑可以比较灵活，可以是星型、环型、网状网，或是它们的混合。 这里顺带指出一点：如果没有使用IP路由，由于生成树协议（SPanning Tree）的作用，千兆以 太网即使在物理键路上构成了环型或网状网，在交换机的实际的以太网数据交换也无法构成环 状和网状网。而在环型和网状网的拓扑结构中，即使某条链路或某个网络节点故障，由于迂回 路由的存在，整个网络不会瘫痪。城域网中最典型的 IP路由协议是 OSPF，运行OSPF协议的路 由器利用Hello信息周期性传递路由器状态，当发现邻近节点故障后，路由器会重新计算路由， 自动找到可迂回的路由，保证网络恢复正常工作。这一过程被称之为路由的收敛。一般OSPF协 议的收敛时间大于10秒。与千兆以太网1＋1备份方式相比，OSPF协议从故障中恢复的时间要长 很多。
  
  　　1.5 千兆以太网和其他承载IP的城域网技术比较
  
  　　目前形式下，广电的宽带城域网承载的都是基于IP的业务，承载IP的平台主要有ATM、千兆以太网、POS、DPT这四种技术。本文不做ATM和千兆以太网承载IP的比较，将会有另一文章专门 论述这一课题。 POS最初是用于广域网在SDH上承载IP的技术，也可以用于探光纤上在城域网使 用。DPT是 CISCO公司专有的城域网技术。
  
  　　2 、千兆路由交换机
  
  　　2.1路由交换机的定义
  
  　　传统意义上，只处理第二层数据转发的设备被称之为交换机，交换机只根据数据包中的目 的和源MAC地址进行处理和转发，而不涉及第三层的数据包中的内容。如进行以太网，FDDI，令 牌杯交换的局域网交换机。第三层的数据包的转发由路由器来完成，对于IP协议来说，路由器 检查第三层数据包的目的和源IP地址，然后作出相应的处理或转发。在90年代中期以前，由于 硬件芯片技术的限制，路由器和交换机是两个独立的网络设备。路由器的内部系统结构很象一 台专用计算机，有一个主CPU，如486或MIPS，有内存，在CPU上运行软件来进行包的转发和路由 的计算及更新。所以路由器的性能比较差，往往成为一个网络的瓶颈。
  
  　　为了解决基于软件的路由器在性能上的缺陷，在新的ASIC芯片技术的推动下，交换机中用来 处理第二层数据包的芯片功能增强到能够进行第三层数据包的处理，这种具有路由功能的交换机 被称为路由交换机。
  
  　　2.2 路由交换机的背板及其实现方式 背板是交换机的中央交换部件，用于交换机的各个端口之间传送数据。背板的结构和容量决 定了一个路由交换机的性能。现在的路由交换机背板主要有三种结构：交叉矩阵（Cross Bar）； 共享内存；并行访问共享内存。下面分别详细论述。
  
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