中心交换技术和分布式交换技术的巅峰对决

中心交换技术和分布式交换技术的巅峰对决，先分析中心交换技术的性能。再分析分布式交换技术的性能，之后就会有新的发现，当然也有厂家提出了双背板设计,带来了冗余特性。

在部署大型企业网络的时候,接入层交换机、汇聚层交换机、核心网交换机都必不可少。交换机被赋予的最高使命就是以最高速率转发数据包,保证业务通畅,衡量标准也就是包转发速率,以Mpps(每秒百万个数据包)为单位。

同时,依靠VLAN和ACL(访问控制策略)提供一定的安全保障。那么，一提到速率,大家都会立刻联想到物理传输介质。谁都能感受到100Mbps和1000Mbps带来的差异;10Gbps的以太网标准也已经由IEEE802.3工作组于2000年正式制定。

目前;而近几年,IEEE研究小组也早就宣布，已就以太网的下一目标达成一致，目标将现有以太网的速率提高10倍，提高到100Gbps，并预计这一目标将在2010年实现。因此,面对不断提升的以太网传输技术,用户没有必要也不会去质疑物理线路是阻碍日常应用的瓶颈所在。

大家把目光集中在企业网内部的交换机等网络设备上,首当其冲就是位于核心网的模块交换机。而目前厂家推出的模块交换机上通常配备的板卡接口相当丰富,百兆光口,百兆电口,千兆光口，千兆电口,或者万兆接口。

这些已不是比拼的重点。因此,市场更多的把目光放在了交换机内部的交换处理性能和扩展性上。而这里涉及的一个主要技术也就是今天的主题,中心交换技术和分布式交换技术，笔者借此和大家进行一下探讨。

主控模块即模块交换机的神经中枢,一方面需要扮演交换背板的角色,完成甚高速数据交换；另一方面,是管理员进行日常管理和维护工作的接口。由于对核心交换的要求很高,因此,一般背板速率都高达上百个GigaBit,比如合勤科技MS-7206模块交换机的背板MM-7201提供384Gbps,配置双背板就可以达到768Gbps。

而业务模块也可以称作I/O模块,顾名思义,输入/输出模块。接入层交换机和主机都可以直连在I/O模块提供接口。业务模块可以将收到的数据包提交核心模块,如果背板处于高度负荷状态,则必须等待其空闲。

因为有可能该数据包的目的端口仍然在此业务模块,那么这种情况下,对背板的利用率是最差的；业务模块也可以自己本地直接进行数据包处理和转发。下面我们来看看中心交换技术和分布式交换技术的区别和优劣。

中心交换技术主要的特征就是,业务模块没有任何处理机制,只负责数据包的接收和发送,所有收到的转发请求都直接提交背板进行处理。一旦背板处理完毕,再由核心模块转发给对应的业务模块,后者再将数据包转发给接入层交换机或主机。

我们来看看基于此类技术的架构设计。核心背板和所有业务模块直接连接，唯一负责数据报文的处理工作。内部结构可以抽象成基于中心交换技术的系统架构缺点很明显,从简单的二层帧处理和转发,到三层IP路由协议的处理,都重重地压在了核心背板上。如果厂家只设计了单个背板,那么就会带来不小的风险,长时间的高负荷运转很容易发生故障。当然也有厂家提出了双背板设计,带来了冗余特性。

相比,分布式交换技术更加灵活,业务模块本身就嵌入了交换处理芯片,本地即可处理二层转发任务和三层路由功能,完全不需要核心模块的干预。达到最快速转发,零延时。基于这种交换技术的系统中,数据包的交换工作是业务模块本地完成的。

每个业务模块和其他模块通过高速链路直连。业务模块收到转发请求后直接予以解析,如果只是二层转发,那么根据MAC地址表或者VLAN信息迅速转发到对应业务模块或对应端口。

如果需要路由,不论是基于RIP还是OSPF,业务模块能够解决,当然耗费的系统资源会相对多一点。这样的设计带来的挑战就是,在每个业务模块上赋予足够的智能,软件功能必须齐全,从VLAN,IGMP侦听,端口镜像,路由协议,带宽管理等等,俨然一个独立的三层交换机。

2个主控模块带来的是冗余特性,并通过负载均衡机制将工作性能提升到最高。每个业务模块同时和2个主控模块相连,业务模块之间没有之间相连。这种设计下,当数据包源端口和目的端口都在业务模块上的时候,业务模块将本地处理而不需要提交核心模块；