以太网交换机建广域网

以太网交换机正在向网络核心拓展其应用领域。这主要从两个方面看得出来：一是以太网交换机具备了路由器的功能，甚至不仅如此，还有三层以上的交换机；二是物理层技术和交换技术的成熟使得以太网突破了局域网的范围，可以跨越大范围的地域实施连网，如单模光纤的传输距离可以达到40公里以上，并且随着10G以太网标准（802.3ae）的出台、甚至100G以太网的出现，以太网构建骨干网也就不再是无稽之谈。这意味着以太网交换机可以组建接入网、局域网，也可以构建城域网，甚至广域网。所以，可以想象，以太网交换机的前景是一片光明。
因为这个原因，在以太网交换机这个领域竞争就格外激烈。无论是国内还是国外的厂商，目标都是开发出软件功能丰富、硬件端口密度和速度都体现最新集成电路水平的产品。Cisco和3Com在市场占有率上仍是龙头老大；Atrica、Extreme、Foundry和Nortel也推出了技术领先和性能不凡的产品；Intel等厂家则推出了低端但性能优越的产品。华为则在2001年推出了S8016型高端路由交换产品，背板容量达到了256Gbps。
各款产品争奇斗艳
Cisco提供的Catalyst系列有着全系列的交换机产品，而且，一个重要改进是Cisco在其交换机系列上统一使用了IOS，这就方便了用户的配置和治理，使其产品更具竞争力。Cisco的主要优势在于提供的产品种类丰富，一般能够满足用户的各种需求。
Atrica则有着明确的目标：要向城域网运营商提供高速、可获利的光以太网平台。Atrica认为把SDH/Sonet引入城域网成本高，而且难于治理；而以太网则由于技术更大众化，更轻易对应用需要作出反应，因而是比SDH/Sonet更好的选择。Atrica的优势在于在光纤上实施以太网，如在DWDM中使用10G以太网。
Extreme是只推崇以太网交换机的公司。该公司的产品具有很好的基于策略的QoS保证机制，因而倍受业界好评。其最新产品SummitPx1可以千兆级线速来分析TCP会话，可以大大提高数据中心和网站的响应性能。Extreme的目标是推进以太网交换机在城域网等更大范围中的应用，Extreme甚至相信未来的广域网就是以太网。
Nortel的Passport8600系列交换机提供了10G以太网口。Nortel也正致力于把以太网导向城域网和广域网，理由是以太网简单、成本低。Nortel提供了完整的光以太网解决方案，包括Ethernet over Fiber、Ethernet over Resilient Packet Rings (RPR)、Ethernet over DWDM和Ethernet over SDH等。
3Com铜线千兆口在全球的市场占有率达到将近30%，原因主要是3Com的产品轻易安装、治理和维护，可以说3Com对千兆以太网技术的普及功不可没。3Com SuperStack 3 Switch 4900千兆以太网交换机产品系列取得了很大成功。可以看出，3Com走的是低成本、高性能的路线。
Foundry从高到低拥有Bigiron、Fastiron和Netiron等几个系列的产品，其中Bigiron的背板带宽可达480Gbps。值得一提的是，Netiron产品实现了MPLS，从而有助于实现虚拟专线、流量工程等较高级的治理功能。此外，Foundry的4层Web交换机有着很高的市场占有率。
Intel、Nbase等厂商也提供较低端的产品，一般是具有千兆上连口的2/3层交换机。
开发有道
以太网交换机提供厂商一般不做底层的芯片，而是采用芯片提供厂家的核心芯片。一般网络处理器或专用ASIC都是可编程的，三层和多层交换就是运用网络处理器芯片的微码编程来实现的。
软件则使用专有的网络操作系统（如Cisco的IOS）或商用的嵌入式实时操作系统（如VxWorks和近来流行的嵌入式Linux），再加上自有的或购买的路由协议和治理软件（如Windriver的TMS开发套件），编写必要的底层驱动软件，就能开发出具有路由器能力的交换机了。实际上，交换机的开发要复杂得多，耗费的人时都是巨大的。这主要是因为运行速率极高导致布线的困难，以及对网络处理器进行微码编程难度也很大。所以，目前国内还鲜见有自主知识产权的产品，而绝大多数都是OEM过来的。
向网络核心挺进
以太网交换机将越来越渗透到网络核心领域之中，故而交换机必须具备路由器的特性，方能承担起统一业务网络的重任。这些特征包括：完善的路由功能、对QoS的支持、对流量工程的支持、对大路由表的支持，以及对运营商需求的满足等。其中，QoS和流量工程对于以太网来说，则是全新的尝试，但又是完全必需的。Foundry有句话说得好：网络工程是把带宽分配给负载；而流量工程呢，正相反，是把负载分配给带宽。对于地位日益重要的交换机来说，参与流量工程和带宽治理则是迫切的需要。问题是802.3协议并没有规定数据优先级的概念，在传统的以太网上实施带宽治理显然是有困难的。
厂家的初步尝试是采用MPLS，如Foundry的Big Iron和Extreme的系列产品。严格地说，这并未从根本上（即物理层面上）解决问题，而是从协议和软件上朝带宽治理方面作出了一步努力。而物理层的解决方案应该是芯片提供商的任务。
另一方面，以太网在自愈恢复时间上还达不到运营商的要求，运营商要求毫秒级的自愈恢复时间，而以太网的自愈时间在30秒左右，这个差距需专门的技术去弥补。光网络层有自身的恢复算法，IP 层要提供恢复功能，MPLS 是唯一选择。IP 层的 MPLS 恢复是通过事先建立备用LSP（Label Switching Path）来完成的。
运营商的另一个需求是可获利性，这不仅要求工程实施成本要低，也需要有良好的计费工具支持。对于以太网完全统计复用来说，需要开发出线速的包统计功能，对于G和10G的线路速度，这无疑是个挑战。
作者：陈绍强