一、概述

1、關(guān)于以太網(wǎng)交換機(jī)

以太網(wǎng)交換機(jī)（Ethernet Switch）實(shí)質(zhì)上是支持以太網(wǎng)接口（應(yīng)包括N（N=1、10、100、1000）兆以太網(wǎng)接口和N（N=1、10、40、100）吉以太網(wǎng)接口）的多端口網(wǎng)橋。交換機(jī)通常使用硬件實(shí)現(xiàn)過濾、學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。以太網(wǎng)交換機(jī)必須實(shí)現(xiàn)網(wǎng)橋功能中相應(yīng)功能。而網(wǎng)橋（bridge）是一種功能單元，它將使用相同邏輯鏈路控制（LLC）協(xié)議但可能使用不同的媒體訪問控制（MAC）協(xié)議的兩個(gè)局域網(wǎng)（LAN）互連起來(lái)。鑒于此，網(wǎng)橋是工作于ISO規(guī)定的OSI/RM（7層參考模型）中的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層，通過轉(zhuǎn)發(fā)MAC幀實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（LAN）互連。網(wǎng)橋的實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)符合IEEE 802.1d《MAC網(wǎng)橋》標(biāo)準(zhǔn)的要求。網(wǎng)橋可以連接采用相同或不相同MAC技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，利用包含在MAC幀中的目的地址和源地址信息作智能轉(zhuǎn)發(fā)決定。在連接以太網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)橋不但可以擴(kuò)展物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌€可以將端口上的子網(wǎng)隔離成獨(dú)立的沖突域。因此，網(wǎng)橋是以太網(wǎng)交換機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)。

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2、具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)

以太網(wǎng)交換機(jī)是基于網(wǎng)橋的功能發(fā)展而來(lái)，因此此時(shí)的以太網(wǎng)交換機(jī)，也是工作于OSI/RM中的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層，基于MAC地址完成數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。但隨著以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了可以工作在第二層以上的以太網(wǎng)交換機(jī)。如工作在網(wǎng)絡(luò)層（層3）的以太網(wǎng)交換機(jī)，稱為具有路由功能的以太網(wǎng)交換機(jī)，也稱為三層以太網(wǎng)交換機(jī)。三層以太網(wǎng)交換機(jī)除實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)功能外，能根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包中網(wǎng)絡(luò)層地址以及交換機(jī)內(nèi)部維護(hù)的路由表決定輸出端口以及下一條交換機(jī)地址或主機(jī)地址，并且重寫鏈路層數(shù)據(jù)包頭。

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那么，具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)則是指：能夠根據(jù)四至七層信息對(duì)發(fā)往業(yè)務(wù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)流量進(jìn)行交換及流量分配，并可基于各種應(yīng)用層信息對(duì)業(yè)務(wù)會(huì)話進(jìn)行控制的以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備。若同時(shí)具備IPv4和IPv6協(xié)議處理能力的具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)則稱為具有雙棧內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)。

具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)一般位于服務(wù)器群和出口路由器之間，具備傳輸層到應(yīng)用層的交換能力，可以根據(jù)傳輸層到應(yīng)用層的內(nèi)容為服務(wù)器進(jìn)行用戶訪問的負(fù)載均衡和會(huì)話保持，并可以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)行狀況的檢查。下表1-2列出了具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)（包括雙棧機(jī)）應(yīng)具備的功能。

表 1-2：具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)（包括雙棧機(jī)）應(yīng)具備的功能

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二、具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)的典型應(yīng)用

1、具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)及Cache 節(jié)點(diǎn)上典型應(yīng)用

具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)具有四至七層的交換能力，即可以根據(jù)數(shù)據(jù)流中的傳輸層至應(yīng)用層的信息實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)流量的交換與分配，在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中一般位于用戶接入點(diǎn)或Cache節(jié)點(diǎn)，以及IDC的出口處，用以完成負(fù)載均衡、會(huì)話保持，以及Cache重定向等功能，以合理分配網(wǎng)絡(luò)帶寬及服務(wù)器資源。

隨著用戶的不斷增加，為了滿足用戶快速訪問網(wǎng)絡(luò)的需要，運(yùn)營(yíng)商需要配置越來(lái)越多的AAA、DNS等服務(wù)器，或在用戶量較大的節(jié)點(diǎn)上設(shè)置Cache節(jié)點(diǎn)，但同時(shí)，服務(wù)器的處理能力也成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，在用戶接入點(diǎn)為各種應(yīng)用服務(wù)器以及Cache服務(wù)器設(shè)置具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備可以提高服務(wù)器的資源利用效率，防止出現(xiàn)單點(diǎn)故障，并有利于應(yīng)用服務(wù)器集群的擴(kuò)容。同時(shí)，具有全局服務(wù)器負(fù)載均衡（GSLB）功能的具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)還可以在CDN網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)鏡像，將流量指向到那些正常工作的Cache服務(wù)器上，并在它們工作異常時(shí)及時(shí)將流量轉(zhuǎn)走，以保證用戶有效地分配到離其“邏輯上”最近、最健康的節(jié)點(diǎn)上。具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在用戶接入點(diǎn)及Cache節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用如下圖2-1所示。

圖 2-1：具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在運(yùn)營(yíng)商接入點(diǎn)及Cache 節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用

2、具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的IDC中典型應(yīng)用

在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）中，用戶的訪問能力以及服務(wù)器的安全性是需要優(yōu)先考慮的問題，具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備提供了虛擬IP地址（VIP）以供用戶進(jìn)行訪問，屏蔽了服務(wù)器的真實(shí)地址，降低了服務(wù)器遭受攻擊的可能性；同時(shí)，具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備可以提供對(duì)防火墻以及應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載均衡功能。具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在IDC中的應(yīng)用如下圖2-2所示。

圖 2-2：具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在IDC 中的應(yīng)用

3、具有內(nèi)容交接功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在企業(yè)網(wǎng)中的典型應(yīng)用

具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在企業(yè)網(wǎng)中一般位于網(wǎng)絡(luò)的出口處，其作用主要是對(duì)內(nèi)部服務(wù)器進(jìn)行負(fù)載均衡以及進(jìn)行Cache重定向。如果企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部設(shè)置應(yīng)用服務(wù)器或服務(wù)器群的情況下，為了提高服務(wù)器的利用率和系統(tǒng)的可靠性，并防止單點(diǎn)故障問題，可以在服務(wù)器群出口處設(shè)置具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)。企業(yè)網(wǎng)對(duì)外的訪問一般是租用的帶寬，為了節(jié)省租用帶寬，并提高本地用戶的訪問速度，可以設(shè)置Cache服務(wù)器，通過具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)將本地訪問重定向至Cache服務(wù)器。具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在企業(yè)網(wǎng)中的應(yīng)用如下圖2-3所示。

圖 2-3：具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)在企業(yè)網(wǎng)中的應(yīng)用

另外，具有雙棧內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)，在滿足同時(shí)支持IPv4和IPv6協(xié)議的前提下，同樣適用于上述三種的應(yīng)用。

三、具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)的技術(shù)要求

1、具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)

我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1691《具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備技術(shù)要求》規(guī)定了具有內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)的功能、協(xié)議、安全、性能指標(biāo)、管理維護(hù)以及環(huán)境等方面的技術(shù)要求。

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2、具有雙棧內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)

具有雙棧內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)同時(shí)具備IPv4和IPv6協(xié)議的處理能力，它的主要技術(shù)特征詳見下表3-2。我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 2957《具有雙棧內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)要求》規(guī)定了具有雙棧內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)支持IPv4和IPv6雙協(xié)議棧的技術(shù)要求，包括具有雙棧內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)設(shè)備在功能、協(xié)議、性能、安全性、管理維護(hù)以及環(huán)境方面的技術(shù)要求。

表 3-2：具有雙棧內(nèi)容交換功能的以太網(wǎng)交換機(jī)的主要技術(shù)特征

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