路由交換一體機革命 革“傳統網絡”的命？
從上個世紀90年代至今，運營商提供給企業用戶的主流專線線路發生了巨變。從早期廣泛采用X25，DDN，PSTN電話線等，到后來的2M的E1線路，再到現在的MSTP、裸光纖等線路，帶寬越來越大，以太接口接入成為趨勢。
金融網點的業務終端設備也發生了變化，早期普遍是UNIX前置機放在網點，采用異步啞終端做業務;為了降低網點維護成本，后期普遍將前置機上收到地市支行或者省分行級別上，終端型號也由異步口啞終端逐步改為網絡終端或者PC機。另外，網點辦公、排隊機、跑馬屏等，都普遍采用以太接入，網點設備以太接入成為趨勢。
在這樣的趨勢下，網點廣域接入采用路由器，局域網接入采用交換機是很常見的接入模式。但是“路由器+交換機”模式需要兩臺設備，購置成本較高，管理維護麻煩。路由交換一體機由此應運而生。
在路由交換一體機上同時集成了路由和交換功能。由于其易于部署，配置簡單，集成多種業務于單一平臺上 ，路由交換一體機降低了網絡的復雜性、IT人員的學習成本及設備采購和維護成本。隨著金融網點采用IP接入成為趨勢，路由交換一體機成為金融網點接入的主流產品。
為了抓住這種變化而帶來的生意機會，各數據設備廠家紛紛推出各自的路由交換一體機。這些琳瑯滿目的路由交換一體機，在技術實現上有什么不同嗎?
從其實現原理和實現機制來看，有兩種不同的交換架構。
兩種不同的交換架構
路由交換一體機從交換功能實現原理來看，存在兩種架構：集成式交換架構，分布式交換架構。
集成式交換機架構：路由交換一體機的交換功能部分和路由功能部分共用CPU，交換芯片直接集成到路由器上，提供統一的啟動文件和配置文件。
分布式交換架構：路由交換機一體機的交換功能具有獨立的CPU和啟動文件。交換部分采用獨立成熟的交換機平臺來實現。
兩種交換架構的硬件原理圖如下。本質都是采用交換芯片來實現其交換功能部分，交換芯片通過數據通道和路由器的主CPU進行連接。只是集成式交換架構的交換部分的管理控制是由路由器的OS來統一完成的;而分布式交換架構的交換部分多了一個CPU，有獨立的OS和CPU。
集成式交換架構
分布式交換架構 #p#
這兩種架構到底有什么區別呢?到底哪種交換架構更適合金融網點用戶的業務需求呢？
業界最早推出路由交換一體機的是思科公司，早在2001-2003年，思科就推出了16端口和36端口的交換模塊，采用的是集成式交換架構。而在2005年推出的16、24和48端口的交換模塊，采用的則是分布式交換架構。
思科對于集成式和分布式交換架構的區別的官方說法是這樣的：集成式交換模塊直接把交換芯片集成到路由器上，提供統一啟動文件和統一的配置，但是這樣的方式，會使得交換模塊功能落后于實際的版本，不易擴展，并且提供的功能有限。
從原理上分析，集成式交換架構由于交換和路由是采用統一的OS和CPU，在管理和維護上比較方便，并且節省了交換部分的CPU，可以降低硬件的設計成本。不過這種架構功能難以擴展且功能有限。
分布式交換架構由于自帶OS和CPU，路由和交換都有獨立的OS，硬件設計成本比較高，在管理和配置上也是對路由和交換進行獨立的配置，軟件成熟度高，易于功能擴展，可以提供完整的路由器和交換機的所有功能。
在金融網點采用路由交換一體機是一種新的嘗試。在此類產品出現的初期，往往只要用到交換端口和VLAN等一些簡單的功能就夠了。隨著業務的發展，交換功能的需求進一步擴展，一些金融用戶提出要802.1X，BPDU Guard，Trunk，生成樹，AAA，RADIUS等功能。而未來還很有可能需要用到其他功能。
交換和路由是兩套相對獨立的網絡體系，路由交換一體機是一種創新，集成化交換架構設計模式更是一種全新的探索。在集成化交換架構下，任何功能的添加都是創新，都是在原來路由平臺上增加全新的功能。路由和交換都是一套龐大的軟件體系，這樣的創新必然把需要用到的交換功能揉到路由平臺上，帶來的結果就是軟件系統更加龐大，給客戶業務帶來風險。同時也由于這樣的架構，決定了它的交換功能一定是有限的，不能提供完整的交換功能。
單獨的路由器和交換機都是非常成熟的產品形態。路由器下掛交換機更是一種成熟應用模型，分布式設計，在交換模塊有獨立的操作系統，軟件成熟度極高，同時便于功能擴展，功能豐富，可以提供交換機加上路由器所有的完整的功能。
進一步分析，分布式交換架構對于所有由交換協議報文都本地處理，比如所有的二層攻擊報文、802.1X的EAP驗證報文、生成樹協議的BPDU報文、ARP報文、組播報文等，都可以由交換部分的CPU獨立處理，不需要上傳到路由器的主CPU部分。極大地降低主CPU的負擔。
出于對成本的考慮，廠家都愿意向用戶推廣集成式交換架構的路由交換一體機。 #p#
如何選擇路由交換一體機
在重要場合選擇分布式路由交換一體機，而對于一些相對不重要的網絡區域，它們對交換功能要求比較低，則可以選擇集中式架構路由交換一體機。因為集中式路由交換一體機成本比較低，價格也相對便宜。從幾個層面來分析：
1、 從軟件功能豐富層面來看：路由交換一體機是一種全新的產品創新，在此類產品出現的初期，往往只要用到交換端口和VLAN等一些簡單的功能就夠了。隨著業務的發展，交換功能的需求進一步擴展，未來還很有可能需要用到其他功能。集中式架構提供的功能有限，而分布式交換架構可以提供完整的路由器和交換機的所有功能，且易于擴展。
2、 從穩定性和軟件成熟度角度看：交換和路由是兩套相對獨立的網絡體系，各有側重。在集成化交換架構下，任何新功能的增加都是創新，都需要在路由平臺上增加全新的交換功能。路由和交換本都是一套龐大的軟件體系，這樣的創新需要把交換功能揉到路由平臺上，帶來的結果就是軟件系統更加龐大，軟件成熟度和穩定可靠性將受到影響。同時也由于這樣的架構，決定了它的交換功能一定是有限的，不能提供完整的交換功能。而分布式設計，在路由和交換都有獨立的CPU和操作系統，軟件成熟度極高，同時便于功能擴展，功能豐富，可以提供交換機加上路由器所有的完整的功能。
3、 從設備性能和抗網絡攻擊角度看：集成式架構只有一個路由的CPU，CPU需要同時處理交換和路由功能，對性能有影響。如在福建某銀行，某廠家提供的集成式架構的路由交換一體機，啟用了子接口和QOS后，性能下降了70%。性能的不足，對于未來帶寬的擴展也埋下了隱患。而分布式架構，路由和交換由各自獨立的CPU完成相應的功能，交換CPU可以處理所有的交換報文，大大降低了路由主CPU的負擔，提升設備的整體性能。對于二層的交換報文的攻擊，也由交換CPU直接處理，不會上送給路由CPU，大大提升設備的抗網絡攻擊能力。
4、 從維護角度分析：由于分布式架構的軟件功能豐富，缺省就提供了完整的交換功能，對于未來可能需要的功能預先提供好。即使未來需要做功能擴展，也不需要頻繁通過軟件升級或者更換設備來解決，降低維護成本。
5、 從擴展性角度分析：分布式架構的路由交換一體機都是采用模塊化設計，可以很靈活地進行升級和功能擴展。同時由于交換和路由都是獨立的OS，功能方便擴充;而集成架構設備往往采用固化提供交換端口的方式，交換芯片確定后就無法更換，如果要升級只有整機更換，不便擴展升級。另外增加任何的功能可能都需要大量的開發和測試資源，對于廠家來說難度更大，相對來說分布式架構具有更好的擴展性。
在管理上，集成式交換架構可以在統一的CLI下進行管理配置，比較方便;而分布式架構由于交換和路由有獨立的CPU和OS，往往在配置上也是要獨立完成的。對于需要頻繁配置設備的用戶來說，可能會感覺不便。不過國內有廠家已經解決了這個問題，如銳捷網絡提供的RSR20系列路由交換一體機采用分布式交換架構設計，也可以實現統一管理和維護。在具備分布式架構的所有優勢的同時，兼備統一管理和維護的優勢，這應該是比較好的一種選擇。
據了解，目前還有廠家為了進一步降低成本，采用集成式交換架構的同時，還進一步采用固化方式提供交換端口。這樣做使用戶在未來的業務擴展方面存在隱患，交換功能是交換芯片決定的，固化方式直接把交換芯片固定提供，未來如果要擴展，那只有整機更換了。
綜合考慮，分布式架構的路由交換一體機功能豐富、軟件成熟度高、穩定性好、性能更高、抗攻擊能力強、擴展性強。從長遠看，選擇分布式路由交換一體機會降低維護成本，建議在重要場合選擇;而對于一些相對不重要的網絡區域，它們對交換功能的要求比較低，則可以選擇集中式架構路由交換一體機，因為集中式路由交換一體機成本比較低，價格也相對便宜。
【編輯推薦】
