從二層到七層交換機技術適用環境介紹

2019-09-11 22:20:59

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供稿：網友

　　網絡技術發展迅猛，以太網占據了統治地位。為了適應網絡應用深化帶來的挑戰，網絡的規模和速度都在急劇發展，局域網的速度已從最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s，千兆以太網技術也已得到了普遍應用。
　　
　　對于用戶來說，在減低成本的前提下，保證網絡的高可靠性、高性能、易維護、易擴展，與采用何種組網技術密切相關；對于設備廠商來說，在保證用戶網絡功能實現的基礎上，如何能夠取得更為可觀的利潤，采用組網技術的優劣，成為提高利潤的一個手段。
　　
　　在具體的組網過程中，是使用已經日趨成熟的傳統的第2層交換技術，還是使用具有路由功能的第3層交換技術，或者是使用具有高網絡服務水平的第7層交換技術呢？
　　
　　在這些技術選擇的權衡中，2層交換、3層交換和7層交換這三種技術究竟孰優孰劣，它們各自又適用于什么樣的環境呢？
　　
　　傳統的第2層交換技術
　　2層交換技術可以識別數據幀中的MAC地址信息，根據MAC地址進行轉發，并將這些MAC地址與對應的端口，記錄在自己內部的一個MAC地址表中。
　　
　　談到交換，從廣義上講，任何數據的轉發都可以叫做交換。但是，傳統的、狹義的第2層交換技術，僅包括數據鏈路層的轉發。
　　
　　目前，第2層交換技術已經成熟。從硬件上看，第2層交換機的接口模塊都是通過高速背板/總線（速率可高達幾十Gbps）交換數據的，2層交換機一般都含有專門用于處理數據包轉發的ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片，因此轉發速度可以做到非?？?。
　　
　　2層交換機主要用在小型局域網中，機器數量在二、三十臺以下，這樣的網絡環境下，廣播包影響不大，2層交換機的快速交換功能、多個接入端口和低廉價格，為小型網絡用戶提供了完善的解決方案。
　　
　　總之，交換式局域網技術使專用的帶寬為用戶所獨享，極大地提高了局域網傳輸的效率?？梢哉f，在網絡系統集成的技術中，直接面向用戶的第2層交換技術，已得到了令人滿意的答案。
　　
　　具有路由功能的第3層交換技術
　　第3層交換技術是1997年前后才開始出現的一種交換技術，最初是為了解決廣播域的問題。經過多年發展，第3層交換技術已經成為構建多業務融合網絡的主要力量。
　　
　　在大規模局域網中，為了減小廣播風暴的危害，必須把大型局域網按功能或地域等因素劃分成多個小局域網，這樣必然導致不同子網間的大量互訪，而單純使用第2層交換技術，卻無法實現子網間的互訪。
　　
　　為了從技術上解決這個問題，網絡廠商利用第3層交換技術開發了3層交換機，也叫做路由交換機，它是傳統交換機與路由器的智能結合。
　　
　　簡單地說，可以處理網絡第3層數據轉發的交換技術就是第3層交換技術。
　　
　　從硬件上看，在第3層交換機中，與路由器有關的第3層路由硬件模塊，也插接在高速背板/總線上。這種方式使得路由模塊可以與需要路由的其它模塊間，高速交換數據，從而突破了傳統的外接路由器接口速率的限制。
　　
　　3層交換機是為IP設計的，接口類型簡單，擁有很強的3層包處理能力，價格又比相同速率的路由器低得多，非常適用于大規模局域網絡。
　　
　　第3層交換技術到今天已經相當成熟，同時，3層交換機也從來沒有停止過發展。第3層交換技術及3層交換設備的發展，必將在更深層次上推動整個社會的信息化變革，并在整個網絡中獲得越來越重要的地位。
　　
　　具有網絡服務功能的第7層交換技術
　　第7層交換技術通過逐層解開每一個數據包的每層封裝，并識別出應用層的信息，以實現對內容的識別。
　　
　　充分利用帶寬資源，對互聯網上的應用、內容進行管理，日益成為服務提供商關注的焦點。如何解決傳輸層到應用層的問題，專門針對傳輸層到應用層進行管理的網絡技術變得非常重要，這就是目前第7層交換技術發展的最根本原因。
　　
　　簡單地說，可以處理網絡應用層數據轉發的交換技術就是第7層交換技術。其主要目的是在帶寬應用的情況下，網絡層以下不再是問題的關鍵，取而代之的是提高網絡服務水平，完成互聯網向智能化的轉變。
　　
　　第7層交換技術通過應用層交換機實現了所有高層網絡的功能，使網絡管理者能夠以更低的成本，更好地分配網絡資源。
　　
　　從硬件上看，7層交換機將所有功能集中在一個專用的特殊應用集成電路或ASIC上。ASIC比傳統路由器的CPU便宜，而且通常分布在網絡端口上，在單一設備中包括了50個ASIC，可以支持數以百計的接口。新的ASIC允許智能交換機/路由器在所有的端口上以極快的速度轉發數據，第7層交換技術可以有效地實現數據流優化和智能負載均衡。
　　
　　在Internet網、Intranet網和Extranet網，7層交換機都大有施展抱負的用武之地。比如企業到消費者的電子商務、聯機客戶支持，人事規劃與建設、市場銷售自動化，客戶服務，防火墻負載均衡，內容過濾和帶寬管理等。
　　
　　交換技術正朝著智能化的方向演進，從最初的第2層交換發展到第3層交換，目前已經演進到網絡的第7層應用層的交換。其根本目的就是在降低成本的前提下，保證網絡的高可靠性、高性能、易維護、易擴展，最終達到網絡的智能化管理。

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