在局域網和廣域網融合的趨勢下，城域網正在規模興起，在電子政務網、教育科研網、寬帶城域網領域，VPN等業務正在從骨干向匯聚轉移。

隨著以太網交換" title="交換">交換機芯片技術" title="技術">技術的發展和匯聚層設備性能的提高，尤其是融合特性核心交換機的出現，原先主要由骨干設備提供的MPLSVPN業務逐漸由匯聚層以太網交換機來提供。最初采用骨干設備提供該項業務的主要原因是因為匯聚層設備的性能不足，而現在匯聚層以太網交換機的性能已經超過了原來的骨干設備;從業務提供方面來看，匯聚層設備較骨干設備多，更接近用戶，提供業務更方便;從網絡的可靠性來看，骨干設備由于其特殊位置，應向著功能專一化和簡單化以及高性能的方向發展，而匯聚層設備則要同時兼顧性能和多業務支持能力。這種趨勢要求核心交換機支持完善的路由、交換特性，最終的設備形態就是一個集路由器、交換機一體化的設備，這樣才能真正滿足這個市場的需求。

更強更豐富的網絡監控和管理能力

更強更豐富的網絡監控和管理能力是有效轉發的基礎。基于SNMP的網絡管理已經成為業界的共識，通過RMON功能可以實現對設備的運行狀態、轉發性能進行遠程分析和監控。但管理這些設備在現有的網絡環境下是遠遠不夠的，還需要對交換機上運行的業務進行細致的管理，比如MPLSVPN業務的網絡管理。還需要對交換機上所接入的用戶進行管理，比如針對具體的端口或者IP地址的流量進行統計和管理。進行全面的流量分析的另一個要求是將流量鏡像到探針或協議分析器中的能力，通過智能鏡像功能可以將所有流量從某個端口或VLAN發送到用戶指定的端口中以進行深入分析，然后經過管理中心判斷之后，再確定對業務中的某個端口進行相應的操作，實現交換機和IDS、流量分析儀等其他設備之間的聯動。通過對數據流提供強有力的管理手段和強大的分析監控能力，保證交換機上所有業務的有效轉發。

市場情況分析

以下是計世資訊對2003年交換機市場的統計。說明：高端交換機的背板帶寬為30Gbps以上的機架式交換機，這類交換機一般都是三層" title="三層">三層或三層以上的交換機;中端交換機的背板帶寬介于8Gbps與 30Gbps之間的盒式交換機，這類交換機有部分是三層交換機;低端交換機的背板帶寬一般小于8Gbps接入層二層盒式交換機。高端交換機一般用于電信市場及部分信息化程度較高的非電信市場，中低端交換機則廣泛應用于電信及非電信市場。

從以上的數據中可以看出，三層交換機在整體交換機市場中的銷售占大半份額，整體銷售金額方面略有上升;從端口數量上來說，三層及三層以上交換機的整體份額呈快速下降趨勢，主要是源于近年來SOHO市場的興起，但整體市場規模依然在上升。在價格方面，三層交換機產品的價格一般至少都在1萬元以上。三層交換機產品的價格在不斷下降。一方面，隨著交換機價格的下降，產品的性價比不斷提高;另一方面，以上數據也反映出了用戶對交換機價格變化的預期。

三層交換技術

1.核心交換機的CrossBar技術

隨著核心交換機的交換容量從幾十個Gbps發展到今天的幾百Gbps，核心交換機也從共享總線、共享內存的方式發展到今天的CrossBar結構。CrossBar(即CrossPoint)被稱為交叉開關矩陣或縱橫式交換矩陣。它能很好地彌補共享內存模式的一些不足。其優勢表現在以下幾個方面：

首先，CrossBar的實現相對簡單。共享交換架構中的線路卡到交換結構的物理連接簡化為點到點連接，實現起來更加方便，從而更加容易保證大容量交換機的穩定性。

其次，CrossBar內部無阻塞。一個CrossBar的示意圖如圖所示，只要同時閉合多個交叉節點(CrossPoint)，多個不同的端口就可以同時傳輸數據。從這個意義上，我們認為所有的CrossBar在內部是無阻塞的，因為它可以支持所有端口同時線速交換數據。

在支持CrossBar技術的三層交換機中，一般采用了兩類三層交換芯片：一類是可以出千兆、百兆端口的交換芯片;一類是僅僅出內部高速接口(往往是10G以上的速率)的CrossBar芯片，用于各個模塊之間的互聯。目前思科、Extreme、網捷網絡、港灣網絡等廠商都推出了基于CrossBar的核心交換機產品，但市場上也有很多內部仍然采用千兆端口互聯的產品，主要是面向對性能要求一般、價格比較敏感的用戶群體。

2.基于硬件線速的訪問控制

隨著網絡中用戶數量的增多，用戶需要對MAC地址、IP地址、TCP/UDP端口號等信息進行控制，從而實現了嚴格限制局域網資源的訪問，同時也用這個功能限制局域網用戶對網絡設備自身的訪問。特別是最近一兩年侵占和威脅網絡資源的網絡病毒的出現，極大地影響了三層交換機的穩定性，通過上述控制功能，在有效控制了用戶業務的同時，也有效地保護了自身的安全和可靠性。此時三層交換機也就發展為“智能多層交換機”，主要就是具備了以上的控制功能。這種交換機的交換芯片支持一次處理64字節以上的內容，所以可以直接一次處理以太網幀MAC地址頭、IP包頭、TCP/UDP包頭，從而實現了2～4層的基于硬件線速訪問控制。還有一些智能控制功能如802.1X認證協議的支持，通過對RADIUS等AAA協議的擴展，達到對用戶更加嚴格的控制。

3.端到端QoS技術

ASIC技術的高速發展使低端設備具備強大的QoS能力成為可能，網絡的QoS開始從集中保證逐漸向端到端保證過渡。現在，網絡邊緣設備已經可以根據端口、MAC地址、VLAN信息、IP地址甚至更高層的信息來識別應用類型，為數據包打上優先級標記(如修改IEEE802.1p或IPDiffServ域)，核心設備不用對應用進行識別，只需根據IPDiffServ和IEEE802.1P進行交換，并提供服務質量即可。這種智能的QoS功能也是基于芯片的64字節以上的處理深度發展起來的。

4.更豐富的協議支持

現在的智能多層交換機除了支持普通的二層協議之外，還支持BGP、IS-IS等豐富的路由協議，以及PIM組播路由協議、VRRP冗余備份協議等多種2～4 層的協議。Extreme、港灣等廠商甚至推出了在以太網上支持50ms切換電信級環網技術的相關協議，使得三層交換機可以應用在更加復雜、要求更高的環境中。

后記

從最初的僅僅為了解決廣播域問題而設計的設備，到成為構建多業務融合網絡的主要力量，三層交換技術及三層交換設備取得了長足的發展。這些技術的發展必將在更深層次上推動整個社會的信息化變革，在整個網絡中獲得越來越重要的地位。

除了上述一些技術變化之外，三層交換機還支持三層端口匯聚技術、NTP(網絡時鐘協議)等功能，在這里就不一一詳述。隨著三層交換及相關技術的發展，三層交換機產品也有了很大的細分，根據功能不同可以分為盒式百兆三層交換機、全千兆盒式三層交換機、機架式模塊化三層交換機，以滿足不同網絡未來的需求。