分布式交換技術還是比較常用的，于是我研究了一下基于分布式交換技術的架構設計，在這里拿出來和大家分享一下，希望對大家有用。在部署大型企業網絡的時候, 接入層交換機、匯聚層交換機、核心交換機都必不可少。交換機被賦予的最高使命就是以最高速率轉發數據包, 保證業務通暢, 衡量標準也就是包轉發速率, 以Mpps(每秒百萬個數據包)為單位。同時, 依靠VLAN和ACL(訪問控制策略)提供一定的安全保障。

那么，一提到速率, 大家都會立刻聯想到物理傳輸介質。誰都能感受到100Mbps和1000Mbps帶來的差異; 10Gbps的以太網標準也已經由IEEE 802.3工作組于2000年正式制定, 目前; 而近幾年, IEEE研究小組也早就宣布，已就以太網的下一目標達成一致，目標將現有以太網的速率提高10倍，提高到100Gbps，并預計這一目標將在2010年實現。因此, 面對不斷提升的以太網傳輸技術, 用戶沒有必要也不會去質疑物理線路是阻礙日常應用的瓶頸所在。大家把目光集中在企業網內部的交換機等網絡設備上, 首當其沖就是位于核心網的模塊交換機。而目前廠家推出的模塊交換機上通常配備的板卡接口相當豐富,百兆光口, 百兆電口, 千兆光口，千兆電口, 或者萬兆接口, 這些已不是比拼的重點。因此, 市場更多的把目光放在了交換機內部的交換處理性能和擴展性上。而這里涉及的一個分布式交換技術也就是今天的主題, 中心交換和分布式交換，筆者借此和大家進行一下探討。

控模塊即模塊交換機的神經中樞, 一方面需要扮演交換背板的角色, 完成甚高速數據交換；另一方面, 是管理員進行日常管理和維護工作的接口。由于對核心交換的要求很高, 因此, 一般背板速率都高達上百個GigaBit, 比如合勤科技MS-7206模塊交換機的背板MM-7201提供384Gbps,配置雙背板就可以達到768Gbps。 而業務模塊也可以稱作I/O模塊,顧名思義, 輸入/輸出模塊。接入層交換機和主機都可以直連在I/O模塊提供接口。業務模塊可以將收到的數據包提交核心模塊, 如果背板處于高度負荷狀態, 則必須等待其空閑。因為有可能該數據包的目的端口仍然在此業務模塊, 那么這種情況下, 對背板的利用率是最差的；業務模塊也可以自己本地直接進行數據包處理和轉發。下面我們來看看中心交換和分布式交換技術的區別和優劣。

中心交換主要的特征就是, 業務模塊沒有任何處理機制, 只負責數據包的接收和發送, 所有收到的轉發請求都直接提交背板進行處理。一旦背板處理完畢, 再由核心模塊轉發給對應的業務模塊, 后者再將數據包轉發給接入層交換機或主機。我們來看看基于此類分布式交換技術的架構設計。核心背板和所有業務模塊直接連接，唯一負責數據報文的處理工作。

很明顯, 從簡單的二層幀處理和轉發, 到三層IP路由協議的處理, 都重重地壓在了核心背板上。如果廠家只設計了單個背板, 那么就會帶來不小的風險, 長時間的高負荷運轉很容易發生故障。當然也有廠家提出了雙背板設計, 帶來了冗余特性。

相比, 分布式交換更加靈活,業務模塊本身就嵌入了交換處理芯片,本地即可處理二層轉發任務和三層路由功能, 完全不需要核心模塊的干預。達到最快速轉發, 零延時。基于這種交分布式交換技術的系統中, 數據包的交換工作是業務模塊本地完成的。如圖 2所示, 每個業務模塊和其他模塊通過高速鏈路直連。業務模塊收到轉發請求后直接予以解析,如果只是二層轉發,那么根據MAC地址表或者VLAN信息迅速轉發到對應業務模塊或對應端口；如果需要路由,不論是基于RIP還是OSPF,業務模塊能夠解決, 當然耗費的系統資源會相對多一點。這樣的設計帶來的挑戰就是, 在每個業務模塊上賦予足夠的智能,軟件功能必須齊全, 從VLAN,IGMP偵聽,端口鏡像, 路由協議, 帶寬管理等等, 儼然一個獨立的三層交換機。

2個主控模塊帶來的是冗余特性, 并通過負載均衡機制將工作性能提升到最高。每個業務模塊同時和2個主控模塊相連, 業務模塊之間沒有之間相連。這種設計下, 當數據包源端口和目的端口都在業務模塊上的時候, 業務模塊將本地處理而不需要提交核心模塊；當數據包不符合該特征時, 業務模塊將提交核心模塊轉發到其他業務模塊上。在業務模塊的處理能力上, 市場上也看到一些差異。合勤科技MS-7206交換機的業務模塊在這一點上表現還是相當出色的, 全面具備L2/L3/L4交換能力; 有的廠家業務模塊僅支持二層功能, 相對較少。隨著硬件成本的進一步下降,今后將出現交換性能更高更快的交換模塊,但是,整體架構的選擇也是非常重要,各家廠商必定將取長補短,而最終受益者必定是我們最終用戶。