早期的以太網(wǎng)交換機(jī)是沿用千兆以太網(wǎng)交換機(jī)的體系架構(gòu)，只是通過(guò)增加10GE模塊來(lái)支持10G以太網(wǎng)。我們?cè)?0月13日的報(bào)紙上做過(guò)名為《10G的力量》的10G以太網(wǎng)專題。其中談到很多廠商的早期10G以太網(wǎng)產(chǎn)品僅達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定吞吐量的一半，還有些產(chǎn)生較大的延遲。

那么現(xiàn)在的10G以太網(wǎng)交換機(jī)情況怎樣呢？港灣網(wǎng)絡(luò)公司推出了自主研發(fā)的基于10G平臺(tái)的BigHammer6800系列骨干智能多層交換機(jī)。我們對(duì)BigHammer6808作了測(cè)試。從測(cè)試結(jié)果看，它實(shí)現(xiàn)了10G線速轉(zhuǎn)發(fā)，且延遲較小。

智能10G路由交換機(jī) 

港灣網(wǎng)絡(luò)的BigHammer6808是以太網(wǎng)中的核心級(jí)產(chǎn)品。它可以用來(lái)作城域網(wǎng)的核心匯聚，也可以充當(dāng)園區(qū)網(wǎng)的核心。BigHammer6808共有8個(gè)插槽，其中4、5為主控模塊專用。主控模塊一方面負(fù)責(zé)以太網(wǎng)交換機(jī)的總體監(jiān)控，以及完成路由表同步等工作外，同時(shí)還集成了交換引擎和交換矩陣，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)業(yè)務(wù)模塊之間交換的功能。

BigHammer6808采用全分布式交換架構(gòu)，各個(gè)業(yè)務(wù)接口模塊上均分布有專用ASIC硬件轉(zhuǎn)發(fā)引擎，并且擁有獨(dú)立的CPU、內(nèi)存等硬件。這樣，位于同一模塊上的兩個(gè)10GE端口互通，可以同時(shí)線速轉(zhuǎn)發(fā)。BigHammer6808支持最大14個(gè)10G端口，最大252個(gè)千兆端口。早期的10GE交換機(jī)沿用千兆以太網(wǎng)交換機(jī)的體系架構(gòu)，只是通過(guò)增加10GE模塊來(lái)支持10G以太網(wǎng)。但它的主要目的還是百、千兆線速交換。這類交換機(jī)業(yè)務(wù)接口模塊與中心交換模塊之間的帶寬最多為8Gbps。BigHammer6808基于高性能的ASIC，采用交換矩陣結(jié)構(gòu)，目前總交換容量為256Gbps。每個(gè)業(yè)務(wù)接口模塊到中心交換模塊的雙工通道為32Gbps。

對(duì)10GE性能的挑戰(zhàn)

過(guò)去的一段時(shí)間，10GE接口往往作為兩臺(tái)核心交換機(jī)多條千兆鏈路匯聚的替代品。展望未來(lái)，這種建網(wǎng)的模式可能會(huì)發(fā)生變化，比如很多大企業(yè)用戶可能要求在其城域網(wǎng)或園區(qū)網(wǎng)中采用環(huán)狀或者網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)。這就對(duì)位于核心交換機(jī)的交換容量提出更高的要求。一方面是較多的10GE接口，一方面是10GE接口之間高性能的轉(zhuǎn)發(fā)。因此，每臺(tái)核心交換機(jī)至少具備2個(gè)10GE接口和高密度的千兆接口。根據(jù)這種需求，港灣開發(fā)了2端口的10G以太網(wǎng)模塊。雖然，今天業(yè)界對(duì)10GE普及的預(yù)測(cè)并不樂(lè)觀，但是10GE的普及是必然的趨勢(shì)，在購(gòu)買核心交換機(jī)時(shí)應(yīng)該有所打算。

那么，BigHammer6808能否支持10GE的線速轉(zhuǎn)發(fā)，特別是位于不同模塊上的10GE端口之間的轉(zhuǎn)發(fā)速率如何呢？延遲如何？鑒于此，我們對(duì)BigHammer6808的板間轉(zhuǎn)發(fā)性能作了測(cè)試。送測(cè)產(chǎn)品提供了兩個(gè)雙口單模10GE光纖接口模塊，一個(gè)主控模塊，設(shè)備軟件Hammer OS的版本是2.1。

線速轉(zhuǎn)發(fā)

我們對(duì)它分別進(jìn)行了二層和三層轉(zhuǎn)發(fā)性能測(cè)試。測(cè)試了吞吐量、延遲、丟幀率及背對(duì)背幀共四項(xiàng)指標(biāo)。

1． 吞吐量測(cè)試

通過(guò)測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)：在丟幀率為零的情況下，BigHammer6808都能夠做到2/3層板間線速轉(zhuǎn)發(fā)。

2． 延遲測(cè)試

我們使用吞吐量測(cè)試得出的傳輸速率，來(lái)測(cè)試交換機(jī)的延遲情況，通過(guò)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：在線速條件下，BigHammer6808的2/3層轉(zhuǎn)發(fā)延遲比較小。板間二層延遲測(cè)試結(jié)果板間三層延遲測(cè)試結(jié)果。

3． 丟幀率測(cè)試

在多次2/3層丟幀率測(cè)試中，交換機(jī)按10G線速的90%和100%轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)均沒有丟幀。因?yàn)槲覀兌啻螠y(cè)試其吞吐量結(jié)果均為線速，所以沒有丟幀也就可以預(yù)料的到了。

4． 背對(duì)背（Back to Back）測(cè)試

在背對(duì)背測(cè)試中，按線速發(fā)包。若有丟幀，則減小突發(fā)長(zhǎng)度，重測(cè)，直到得到被測(cè)交換機(jī)在不丟幀情況下可處理的最長(zhǎng)突發(fā)幀數(shù)量。此項(xiàng)數(shù)值反映了交換機(jī)處理突發(fā)幀的能力。我們以線速發(fā)包的時(shí)間是2秒，線速轉(zhuǎn)發(fā)的交換機(jī)背對(duì)背測(cè)試的結(jié)果應(yīng)該為2秒，我們2/3層測(cè)試的結(jié)果都驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

高可用性、強(qiáng)大功能

BigHammer6808提供了高可用性，該產(chǎn)品支持兩個(gè)主控模塊，第5槽也可以作為業(yè)務(wù)板槽位。而且，所有模塊都支持熱插拔。BigHammer6808系統(tǒng)電源采用2+1冗余備份。另外，BigHammer6808和其同系列的姊妹產(chǎn)品BigHammer6802可以做到所有接口模塊之間的互用。此次送測(cè)的產(chǎn)品提供了一個(gè)BH-2GBIC10GTX模塊，在BigHammer6808上作為接口模塊，而在BigHammer6802上可作為主控模塊。這樣的通用設(shè)計(jì)，保護(hù)了用戶的投資，也減少了用戶、分銷商備件方面的壓力。

雖然是一款交換機(jī)，但該產(chǎn)品還支持MPLS、VPN等多種功能。由于我們這次測(cè)試的重點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)性能，所以未對(duì)這些功能逐一進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)這次測(cè)試可以看出，BigHammer6808做到了板間的10GE接口線速轉(zhuǎn)發(fā)，是一款真正的10G以太網(wǎng)交換機(jī)，這標(biāo)志著BigHammer6808的10G性能已經(jīng)邁入國(guó)際領(lǐng)先行列。

測(cè)試方法

此次測(cè)試，我們使用美國(guó)思博倫通信公司(Spirent Communications)的Adtech AX/4000寬帶網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái)和兩個(gè)UNI-PHY測(cè)試模塊以及相關(guān)的測(cè)試軟件Router Performance Tester 4.43。我們對(duì)以太網(wǎng)交換機(jī)作了板間2/3層轉(zhuǎn)發(fā)性能測(cè)試，使用了BigHammer6808兩個(gè)接口模塊，型號(hào)為BH-2x10GE。每個(gè)模塊上各有一個(gè)端口參與測(cè)試。 依據(jù)RFC1242和RFC2544，我們測(cè)試了吞吐量、延遲、丟幀率及背對(duì)背幀四項(xiàng)指標(biāo)。以太網(wǎng)交換機(jī)兩個(gè)10G端口雙向全雙工轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

這次2/3層轉(zhuǎn)發(fā)性能測(cè)試的區(qū)別在于：三層測(cè)試的源、目的節(jié)點(diǎn)位于不同子網(wǎng)，它們之間的互通要跨越交換機(jī)上不同的VLAN。BigHammer6808作為三層交換機(jī)，通過(guò)第三層交換實(shí)現(xiàn)不同VLAN間的數(shù)據(jù)傳輸。我們這次測(cè)試選用了比較有代表性的三種包長(zhǎng)：64、512和1518字節(jié)。每個(gè)測(cè)試都重復(fù)三遍，通過(guò)取平均值，避免單次測(cè)試帶來(lái)的偶然性。

吞吐量是反映交換機(jī)性能的最重要的指標(biāo)之一。我們?cè)试S的丟幀率為零，每次測(cè)試的測(cè)試持續(xù)時(shí)間為120s。如果交換機(jī)在不丟幀的情況下吞吐量達(dá)到帶寬的100%，我們就稱其為線速轉(zhuǎn)發(fā)。延遲是衡量以太網(wǎng)交換機(jī)性能的又一重要指標(biāo)，延遲越大說(shuō)明交換機(jī)處理幀的速度越慢。包發(fā)送速率為相應(yīng)包長(zhǎng)下的吞吐量。每次測(cè)試持續(xù)時(shí)間為120s。丟幀率（Loss Rate）用來(lái)描述過(guò)載狀態(tài)下交換機(jī)的性能。測(cè)試采用的包長(zhǎng)也和吞吐量測(cè)試中的相同，丟幀率在不同負(fù)載下測(cè)量，我們這次采用的負(fù)載為線速的100%和90%，背對(duì)背幀測(cè)試反映了交換機(jī)處理突發(fā)幀的能力。初始的測(cè)試時(shí)間為2秒。