多层交换（共3篇）
多层交换 篇1
在AON睿智光网络中, 基于MRN的智能控制平面可以通过统一的控制核心实现电层和光层交换的统一控制。控制平面可以利用统一的资源数据库中的信息, 计算出穿越光层、电层的最佳路径。
光网络一直在变。现在的光传输网络早已不是为业务提供点到点的透明管道那么简单。随着来自移动、视频以及基于云架构的服务对带宽近乎无尽的需求, 又一次给光传输网络带来了很大的压力, 但是这一次似乎不仅仅是增加带宽那么简单。新兴的业务需求, 除了对带宽的要求更大外, 它们需要有更好的可扩展性, 更强的业务能力以及更灵活的动态组网能力, 唯有这样才能更好的适应最终用户需求的不断变化和发展。
阿尔卡特朗讯于日前公布了它的AON睿智光网络 (Agile Optical Networking-AON) 的新一代光网络架构。这个新型的光网络架构实现了在同一个设备平台上同时提供分组、电层和光层的交换技术。阿尔卡特朗讯在继续保持高速光通信领域的技术优势的同时, 将目光转向如何更好地利用光层的优势、更好地推进网络的进步和业务提供能力。
AON睿智光网络的三大要素
AON睿智光网络由三个关键部分组成, 分别为可管理的敏捷光层技术、多层交换和网络智能 (如图1所示) 。
多层交换技术构建在可管理敏捷光层技术基础之上。敏捷光层是指利用阿尔卡特朗讯100G、200G和400G的能力, 为使用者提供极具经济性和可扩展能力的光层组网技术。敏捷光层技术由多项阿尔卡特朗讯业界领先技术构成, 主要包括400G光子业务引擎、光层OAM以及灵活的光层交换技术。阿朗400G光子业务引擎 (PSE) 技术是业界第一个商用的光电芯片, 能够实现单通道400Gbit/s的传送能力, 而且它还可以大大提升当前100G网络的性能。无论从传输距离、非线性效应的容限以及业务密度和功耗水平都达到了目前业界的最高性能水平。400G PSE技术已被应用在阿尔卡特朗讯的1830 PSS设备上。
敏捷光层的另一个关键技术是C D C-F ROADM, 即波长无关、方向无关、无冲突, 并且支持灵活频谱宽度的ROADM。最新一代的WSS器件使用, 跨越了引入CDC-F ROADM的成本障碍, 使得整个AON睿智光网络在组网规模 (如支持的光维度数量) 和CDC功能达到平衡。
多层交换技术是AON睿智光网络架构的核心。从传送平面的角度来看, 阿尔卡特朗讯将大容量的分组、OTN电层和光层交换能力集中在一个统一的业务平台上, 通过多层交换技术可以让业务在最经济的层面上完成疏导, 实现功能和成本的统一考虑, 在满足预定义业务参数的前提下达到最经济的传输。对于传统的OTN设备, 其本质上是通过光电层协同的方式同时为光层和电层提供交换和复用。OTN定义了标准的适配和复用的方法来透明承载基于分组或其他的业务类型, 客户层的业务速率可以从1Gbit/s到100Gbit/s。基于电的ODU层可以有效地填充承载在波长或者OTN的OCh通道中的净荷。尤其是当前用户侧信号速率的跨度不断增加, 而网络侧的单波长速率也在不断提升, 通过合理的转发单元的选择, 例如在光层多种类型的复用转发单元 (Muxponder) 和透明转发单元 (Transponder) 的使用可以大大降低运营商的CAPEX和OPEX。
集成分组传送有效承载二层业务
但是, 直到最近, 绝大多数的现网运行的WDM/OTN上的分组传送还仅仅是利用点到点的波长, 或者借助VLAN复用或OTN提供的简单疏导能力。在这种情况下, 分组业务的组网主要还是依赖外部的交换机或路由器来实现。如果要支持更加复杂的二层需求, 就需要将二层的汇聚功能集成到WDM/OTN的平台上, 实现WDM/OTN设备的二层组网。这种集成式的Ethernet in WDM/OTN的方案, 可以更好地利用多点组网时的统计复用, 可以提供E-LAN和E-Tree以太网业务, 提供更精准的QoS, 以太网层面的OAM, 以及SLA的监控。
因此, 阿尔卡特朗讯在AON睿智光网络架构中提出了集成分组传送 (Integrated Packet TransportIPT) 。IPT的引入使得传统的传输设备具备了电信级以太网交换机的完全功能, 由于IPT是和OTN集成在同一个光网络平台 (1830 PSS) 上, 使其可以更多地借助于底层光层和电层的传输功能带来的优势, 以及在多层协同工作时的优势, 更加高效地完成对二层业务的支持和更可靠的传输。同时在以太网系列板卡上引入了阿尔卡特朗讯在业界领先的业务路由器操作系统 (SROS) , 该操作系统也广泛使用在阿朗的路由器和交换机等数通产品中, 从而使得阿尔卡特朗讯可以实现跨IP/MPLS/以太网的真正的端到端的统一管理。而且, 这种平台化的移植, 使得传输设备的二层功能可以无缝地和业务层集成在一起, 保留了SROS平台强大的业务管理能力和业务提供功能, 同时也保留了最终用户多年来在维护使用数通网络的使用经验和用户感受。
阿尔卡特朗讯的集成分组传送方案由点到点以太网业务复用转发单元, 具备以太网交换功能的复用转发单元, 具备以太网交换功能的OTN支路板卡, 以及网络接口分界设备 (NID) 组成 (如图2所示) 。在AO N睿智光网络中, 基于MRN的智能控制平面可以通过统一的控制核心实现电层和光层交换的统一控制。控制平面可以利用统一的资源数据库中的信息, 计算出穿越光层、电层的最佳路径。同时, 利用多层的控制平面还可以进一步差异化业务的提供, 业务的恢复可以按照承诺的SLA, 通过分组、电层和光层协同完成, 达到最经济的目标。随着SDN技术的发展, 多层、多域、多厂商的协同会进一步完善, 通过标准化的应用接口, 可以实现传送资源的虚拟化、业务提供的自动化, 更好地满足云时代业务的灵活性、突发性和海量带宽等多种需求。
多层交换 篇2
例如，它们现在每秒钟可以转发将近100万个数据包。但考虑一个每秒钟能够发送1，488，000个数据包(pps)，同时以1，488，000pps的速度接收数据包的千兆以太网接口，2千兆以太网端口就能够轻易使系统过载。与此形成对比的是，多层交换机/路由器以线速转发数据包，并且，交换ASIC以分布式的方式存在，允许整个系统高效地输送流量。
这些新交换机/路由器使用一种新的网络设计和管理模式。在实现线速转发的今天，阻塞点可以被有效地消除，用户距数据的距离可以更远，而且不必担心性能的下降。我们前面例子中提到的股票交易商现在可以连接到与自己相距数个楼层或数百英里远的服务器或网络数据，具体距离取决于交换机/路由器所支持的接口类型以及所使用的铜缆或光纤类型。此外，新的IP和优化的以太网路由器更易于管理，管理人员仅需花费很少的时间来使网络与新的应用保持同步。像网捷网络的BigIron机箱式系列产品，它们能够简单地传输所有来自应用的流量，同时，可以添加更多的模块来满足容量和速度增加的要求。
为确定网络流量的类型和容量，当今的ASIC中内置了新的数据包采样技术，以提供对整个系统流量的监控。RFC3176或sFlow现在已经成为日益普及的方法，为企业和服务供应商提供对网络中所有应用流量的实时监视--说明流量所需的带宽、流量的去向等等。可以说，sFlow允许企业更好地监控跨多个部门的网络资源的使用状况;在大学中可以识别网络中非法的无线和有线应用，并在网络性能受到影响之前发现和制止拒绝服务(DoS)攻击，
现在，对于那些对安全性非常重视的企业来说，RFC3176正快速成为必备的要求。
多层交换机/路由器的功能与传统的路由器和交换机毫无差别，它们只是将分散的局域网(LAN)和城域网(WAN)功能集中在一个单一设备中。它们可在同组的用户之间实现本地交换(即第2层交换)，于不同组的用户间实现路由(即第3层交换或路由)，同时为应用提供安全特性和特殊服务(即第4层交换)。
路由器之所以成为理想的安全“检查点”，是因为它们是网络的入口和出口。在路由器上创建被称为访问控制列表(ACL)的复杂规则以后，路由器将根据这套规则来检查每一数据包。对于传统路由器，根据安全规则检查数据包是一个费时的过程。当路由器找到每一数据包中的第3层和第4层信息以后，它必须将这些信息与规则进行比较。而启用安全过滤功能一直都是一场“恶梦”，它会使路由器的速度变慢。因此，当对性能的影响太大时，就需要使用特殊的设备来分担工作负载。
多层交换 篇3
关键词：变电站自动化系统,智能路由多层交换机,应用
1变电站自动化系统
变电站自动化系统由变电站层监控系统及间隔层综合自动化系统组成。主要应用在发电厂、变电站和自控系统中的中高压电力设备保护。智能变电站充分的体现了数字化设计概念, 包括一次和二次设备智能化及网络化并且使变电站的整体设计、建设和运行的成本大大降低。而一次设备智能化主要表现在电子式互感器和智能断路器的应用;二次设备网络化又主要表现在系统结构的三层两网。而将变电站的一次和二次设备经过功能相互组合形成的计算机监控系统的系统就是变电站综合自动化系统。变电站自动化系统代替了多种系统和继电保护屏等, 并且能方便的与外界进行通信并采集到较为完整的数据信息, 还能快速有效的监控到其他的多种设备及仪器。变电站自动化系统利用了自动化技术提高了供电质量、安全和可靠性;减少了人员的劳动强度。变电站自动化系统将要实现保护和监控一体化以及设备安装的就地化和户外化;并且能够将人机操作的界面接口进行统一化, 使得其通讯网络协议和全站数据的标准化。变电站自动化系统的发展是电力工业发展的显著标志, 是电力工业发展的趋势, 具有相当重要的意义。
2智能路由多层交换机
多层交换机是结合了2层交换和3层路由功能的一种交换机。多层交换机具有“路由”的一些基本功能, 但其主要的功能还是在于数据的交换。交换机将具有学习、转发和过滤、消除回路这三大功能。交换机所连接的每一个网络段都必须独立, 但其连接的设备需要在一个域中才行。二层交换是给予每个末站点的MAC地址转发数据包, 是属于硬件的桥接;三层交换是基于硬件在路由上的选择;四层交换定义是:不仅仅在于MAC地址, 同时由UDP/TCP端口来做出转发的决定能力。所以二层交换机是基于MAC地址的交换机;三层交换机具有基于IP的VLAN、交换和路由的功能;四层交换机就是基于端口的应用。多层交换机的出现大大改变了如今互联网市场的格局, 在小区、校园网及城域教育网多层交换机都被放置在汇聚层。多层交换机不仅能够大大增加网络的安全性能, 并且加快了数据包的转发速率。
3变电站自动化系统中智能路由多层交换机的应用
3.1端口特性及其应用
智能交换机支持端口的各种命令的特性, 使得其可根据不同的设备类型对其在与交换机相连的端口上进行有针对性的配置。而其镜像功能还能将一个或者多个端口的数据复制到指定的交换机端口上, 这大大增加了错误诊断的正确率和网络流量分析的准确性等。
3.2配置功能及其应用
智能多层交换机具有STP生成树功能, 即通过协商一条路径从而避免和消除环路的作用, 这样确保了每个目的地有且只有一条路径。但是当一个链路失效, 根网桥知道冗余链路的存在, 会启动先前关掉的这条冗余链路。STP可以为每一个网段都选择一个指定的交换机;可以为稳定的生成树的拓扑结构设定一条根桥;还可以将冗余的交换机端口设置成Blocking从而可以消除网络中存在的环路。因此, 智能路由多层交换的的STP特性和采用单环网能够提升变电站通讯的可靠性以及安全性。
3.3单/组播特性及其应用
就目前来说, 以以太网为基础的通讯可以分为单播、组播和广播三大类。单播方式通常应用在大多IP数据的通讯, 也就是说, 每一个报文的接受都会有一个明确而且唯一的IP地址。各种报文发送给所有IP设备并且网段内所有设备都要接收这个报文, 这也就是广播方式。广播方式大大增加报文冲突的几率, 也就容易引起广播风暴和冲突。一种点到多点的通信方式即是组播。组播只需要在必要且适要的网络节点上才会复制报文, 这样能显著的减少宽带占用。而其中IP组播, 也即三层组播对于降低服务器、网络负载和节省通信宽带等方面具有很大的优越性。
4结束语
目前, 智能型路由多层交换机在电信行业已经得到了广泛的使用, 虽然目前该交换机技术在变电站电力系统当中的应用并不是很完善, 但是相关技术人员也在不断的对其进行研究, 使其能够广泛的应用在变电站自动化电力系统当中, 再加之其性能的提升与价值的降低, 更是为其在电力系统的发展取得了优越的条件。由此可见, 智能路由多层交换机在变电站自动化系统系统当中的应用前景一片美好。
参考文献
[1]张茜, 张阳, 罗志乔, 代焕利.交换机技术在智能变电站自动化系统中的应用[J].硅谷, 2104 (02) :130+124.
[2]张雪玲.论交换机技术在智能变电站自动化系统中的应用[J].科技创业家, 2014 (08) :108.