新一代可堆疊交換機技術展望

可堆疊交換機有很多值得學習的地方，這里我們主要介紹新一代可堆疊交換機技術的未來方向，固定端口交換機（如：24個10／100M端口或48個10／100M端口交換機）由于其配置簡單、成本低一直在網(wǎng)絡邊緣和企業(yè)中得到廣泛使用。但是當網(wǎng)絡規(guī)模不斷提高時，固定端口交換機的可擴展性受到極大挑戰(zhàn)。

堆疊交換機則解決了這一問題。將幾個交換機通過專用的堆疊模塊相連可以成倍地提高網(wǎng)絡接入層的端口密度。有些廠家的交換機經(jīng)過堆疊后可以作為一個網(wǎng)元管理，這更簡化了網(wǎng)絡結(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)絡流量及其分布正在發(fā)生著明顯的變化。過去客戶端到服務器的訪問（如瀏覽者到Internet的Web訪問）占網(wǎng)絡流量的主導地位。而今天的流量模型正在走向多元化，如語音和圖像的即時通信使得客戶端到客戶端的訪問劇增，邊緣交換機間的流量越來越大。這些都是以往的可堆疊交換機所沒有面對的。

堆疊技術面臨的挑戰(zhàn)

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

其次，堆疊引入了設備可靠性的問題。當整個堆疊中一個交換機或一條堆疊電纜出現(xiàn)故障時會不會影響其他交換機的工作？網(wǎng)管會不會出問題？多長時間才能恢復正常？市場上大部分交換機雖然有專用的堆疊模塊，但仍沿用千兆接口互聯(lián)的原理。當多個交換機被堆疊電纜連成一個環(huán)后看起來像是一個網(wǎng)絡設備，但其實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被協(xié)議阻斷，嚴重影響轉(zhuǎn)發(fā)性能。當整個堆疊中的一個交換機或一條堆疊電纜發(fā)生故障時，Spanning Tree重新收斂，網(wǎng)絡將會有至少幾十秒鐘的不可用時間，這對于今天的用戶是不能接受的。在這種情況下，語音、視頻、電子交易等關鍵應用會受到嚴重影響。

“安全的堆疊”

早在1995年，當BayStack 450交換機問世時，北電網(wǎng)絡就解決了這些問題。BayStack 450提供“安全的堆疊”（2.5Gbps），在發(fā)生故障時可在一秒鐘內(nèi)自愈。這種“安全的堆疊”不僅在設備萬一發(fā)生故障時提供保護，更在用戶升級網(wǎng)絡時提供不中斷的業(yè)務保障。隨著用戶業(yè)務的增長，網(wǎng)絡規(guī)模必將擴大。當接入交換機需要擴容時我們不可避免地需要將堆疊打開并加入新的交換機。“安全的堆疊”使得這一過程并不影響正在工作的交換機。這種堆疊技術還使整個堆疊用一個IP地址進行網(wǎng)管，如同一個網(wǎng)絡設備。

話音、圖像、數(shù)據(jù)和存儲業(yè)務的融合使越來越多的業(yè)務基于網(wǎng)絡，人們可以在他們的桌面做更多的事情，網(wǎng)絡邊緣的壓力在與日俱增。除了堆疊技術外，邊緣交換機在諸如性能、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

2003年6月，北電網(wǎng)絡推出了BayStack 5510 10／100／1000Mbps (48口和24口兩種型號)可堆疊交換機。作為北電新一代交換機BayStack 5000系列中的一部分，BayStack 5510繼承了已有交換機的優(yōu)點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：FAST(Flexible Advanced Stacking Technology, 靈活先進的堆疊技術）。北電網(wǎng)絡創(chuàng)新的FAST技術使得堆疊中的交換機之間可以同時傳輸雙向數(shù)據(jù)，整個堆疊的帶寬高達640Gbps。

FAST技術還在堆疊中提供了優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳送—最短路徑算法。例如一個堆疊中有8個交換機。當?shù)谌齻�交換機要發(fā)一個數(shù)據(jù)包給第二個交換機時，這個包不會被送到第四個然后到第五個……依此類推，最后經(jīng)過第一個交換機才傳到第二個。FAST技術采用最短路徑算法使得交換機間的數(shù)據(jù)傳送總是選用最短路徑（在第二和第三個交換機間的全雙工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延。FAST技術還繼承了以往“安全的堆疊”的優(yōu)點。它可以使網(wǎng)絡平滑升級，在萬一發(fā)生故障的時候不致影響用戶業(yè)務。當在堆疊中加入新交換機時只需進行簡單的連接，F(xiàn)AST技術使其成為“即插即用”的過程。

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

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

從上面簡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)絡需求還有能力迎接未來應用的挑戰(zhàn)。