以太網交換技術發展史

　二層交換：

　交換技術誕生與上世紀80年代，最初是多端口網橋的改進版本，目標是不斷細分局域網廣播域。

　ATM交換和路由器：

　上世紀90年代中期，由于園區網和城域網的興起，二層交換機在廣播規模、地域覆蓋、治理方面都存在不足，在大型局域網、園區網、城域網等環境中開始引入路由器或ATM交換機構建骨干網。

　千兆三層交換：

　1997年～1998年，兩項重要技術的商用改變了技術混戰的局面，即千兆以太網和三層交換技術，非凡是三層交換使以太網交換機在大型園區網中可以取代路由器成為核心。這兩項技術逐漸成為建網主導，路由器退到廣域網邊緣， ATM仿真宣告出局。

　4～7層交換：

　三層交換機迅速商用后，很快出現了4～7層交換的概念，最初定義為交換機對網絡報文應用識別及QoS/ACL等智能處理，后來上升為對內容識別的服務器負載均衡，這樣的能力普通交換機已經不能承擔，因此最后發展為交換機實現簡單的報文識別和參數設置處理，不影響效率；并使用專用的Webswitch或Webswitch模塊實現深度的內容交換。華為3Com的S8016產品就是較早支持該技術的產品。

　全分布式逐包轉發：

　上述三層或4～7層交換在發展初期都是采用流Cache的方式實現，隨著網絡拓撲日益復雜、規模爆炸式增長，這種技術的弊端日益顯露。非凡是2000年后的紅碼、蠕蟲、沖擊波等病毒針對網絡結構的攻擊，造成交換機大面積癱瘓，使這種危機達到頂峰。導致全分布式逐包轉發浮出水面。這項最初由GSR支持的技術最終被移植到三層交換機的設計中。華為的Quidview交換機是較早實現全分布式逐包轉發的經典范例，2003年之后，網絡中部署的三層交換機基本都采用新的架構。

　多業務交換：

　交換機的整體性能有了極大的提升，但是網絡中的各種業務類型要求實現區別服務，如端到端SLA、端到端安全參數、路徑控制和治理等要求。

　實現多業務承載包含以下的要害技術:VLAN及VLAN交換、MPLS、ipv4/v6雙棧、組播交換、內嵌安全、流量分析等。因此在傳統交換機基礎上，需要疊加對這些技術的支持，典型的例子是華為3Com的S6500系列產品。通過這種功能增強，使交換機初步具備實現多業務端到端治理控制、區別服務的能力，稱這個階段為多業務交換，因為是在傳統三層交換技術上疊加以上功能，因此多業務交換的要害技術可以總結為L3+（增強型三層交換技術）。

　線速業務交換：

　然而，運營商及對業務質量高要求的行業客戶提出了新的問題，即業務能力疊加與性能的關系。在不少應用嚴酷的環境中，通常要求運行MPLS、IPv6、組播、安全控制等功能時不影響整體轉發效率，也就是業務、性能并重，或稱為線速業務交換。這種技術將業務支撐能力內嵌到基本轉發中，來保證性能不下降。要達到這樣的目標，需要采用全新的交換機架構。如華為3Com的S8500系列交換機，而且S8500具備可編程的能力，能夠快速支持新業務。

　自適應業務交換

　未來的IP網絡是一種關聯業務的動態網絡模型，我們稱之為自適應網絡（@Net）。“自適應網絡”（@Net）的設計思想源于SOA（面向服務架構）及“動態IT”等IT架構發展方向，其目的是為了構建一個與面向服務應用，且能快速適應業務變革與演進的IT基礎架構。為達到這個目標，首先需要實現數據、語音、視頻多業務承載、業務關聯、網絡資源的虛擬化及動態調度，最終將在網絡、計算、存儲三大IT資源的虛擬化與動態整合基礎上，實現“自適應IT”的目標。

　自適應網絡（@Net）的兩大要害技術是“深度業務感知”及“資源動態調整”。深度業務感知技術使基礎網絡成為與上層業務深度關聯的系統，而資源動態調整是基于深度業務感知快速調整網絡資源分配及安全策略的過程。這兩項技術是構建業務自適應、安全可靠自適應、智能治理等自適應網絡核心解決方案的基礎。

　為適應自適應網絡的發展方向，以太網交換技術將進入新的階段—“自適應業務交換”，“自適應業務交換”技術的目標是提供一種關聯應用及業務優化的交換架構，以支撐業務自適應的要求。

　前面談到的“線速業務交換”技術基本解決了業務容量及擴展性等方面的問題，在此基礎上，“自適應業務交換”還需要持續增強以下方面的要害能力，包括：深度業務感知、應用識別(如對P2P業務及業務應用層的識別)、深度流分析（如Netstream/sflow等網流分析技術）、深度安全行為分析（如網絡設備內嵌IDS/IPS等安全行為分析能力）、內容交換與應用優化、媒體交換、安全基因和彈性可靠等。

　展望

　自適應業務交換將會有一個長期發展的過程。目前華為3Com的交換機產品已經具備了初步自適應能力，如BT業務識別與控制、網流分析、語音業務自適應、內嵌安全、端點安全檢測、內容交換、10G RPR（萬兆彈性分組環）、IRF（智能彈性架構）等功能。