以太網交換機作為以太交換技術的物理體現(xiàn)，已經發(fā)生了巨大而深刻的變化。本文將與大家一起回顧交換機的發(fā)展歷程，并闡述在自適應網絡（@Net）時代，交換技術未來的發(fā)展方向——自適應業(yè)務交換。
　　
　　以太網交換技術發(fā)展史
　　
　　二層交換：
　　
　　交換技術誕生與上世紀80年代，最初是多端口網橋的改進版本，目標是不斷細分局域網廣播域。
　　
　　ATM交換和路由器：

上世紀90年代中期，由于園區(qū)網和城域網的興起，二層交換機在廣播規(guī)模、地域覆蓋、管理方面都存在不足，在大型局域網、園區(qū)網、城域網等環(huán)境中開始引入路由器或ATM交換機構建骨干網。
　　
　　千兆三層交換：
　　
　　1997年～1998年，兩項重要技術的商用改變了技術混戰(zhàn)的局面，即千兆以太網和三層交換技術，特別是三層交換使以太網交換機在大型園區(qū)網中可以取代路由器成為核心。這兩項技術逐漸成為建網主導，路由器退到廣域網邊緣， ATM仿真宣告出局。
　　
　　4～7層交換：
　　
　　三層交換機迅速商用后，很快出現(xiàn)了4～7層交換的概念，最初定義為交換機對網絡報文應用識別及QoS/ACL等智能處理，后來上升為對內容識別的服務器負載均衡，這樣的能力普通交換機已經不能承擔，因此最后發(fā)展為交換機實現(xiàn)簡單的報文識別和參數(shù)設置處理，不影響效率；并使用專用的Webswitch或Webswitch模塊實現(xiàn)深度的內容交換。華為3Com的S8016產品就是較早支持該技術的產品。
　　
　　全分布式逐包轉發(fā)：
　　
　　上述三層或4～7層交換在發(fā)展初期都是采用流Cache的方式實現(xiàn)，隨著網絡拓撲日益復雜、規(guī)模爆炸式增長，這種技術的弊端日益顯露。特別是2000年后的紅碼、蠕蟲、沖擊波等病毒針對網絡結構的攻擊，造成交換機大面積癱瘓，使這種危機達到頂峰。導致全分布式逐包轉發(fā)浮出水面。這項最初由GSR支持的技術最終被移植到三層交換機的設計中。華為的Quidview交換機是較早實現(xiàn)全分布式逐包轉發(fā)的經典范例，2003年之后，網絡中部署的三層交換機基本都采用新的架構。
　　
　　多業(yè)務交換：
　　
　　交換機的整體性能有了極大的提升，但是網絡中的各種業(yè)務類型要求實現(xiàn)區(qū)別服務，如端到端SLA、端到端安全參數(shù)、路徑控制和管理等要求。
　　
　　實現(xiàn)多業(yè)務承載包含以下的關鍵技術:VLAN及VLAN交換、MPLS、IPv4/v6雙棧、組播交換、內嵌安全、流量分析等。因此在傳統(tǒng)交換機基礎上，需要疊加對這些技術的支持，典型的例子是華為3Com的S6500系列產品。通過這種功能增強，使交換機初步具備實現(xiàn)多業(yè)務端到端管理控制、區(qū)別服務的能力，稱這個階段為多業(yè)務交換，因為是在傳統(tǒng)三層交換技術上疊加以上功能，因此多業(yè)務交換的關鍵技術可以總結為L3+（增強型三層交換技術）。
　　
　　線速業(yè)務交換：
　　
　　然而，運營商及對業(yè)務質量高要求的行業(yè)客戶提出了新的問題，即業(yè)務能力疊加與性能的關系。在不少應用嚴酷的環(huán)境中，通常要求運行MPLS、IPv6、組播、安全控制等功能時不影響整體轉發(fā)效率，也就是業(yè)務、性能并重，或稱為線速業(yè)務交換。這種技術將業(yè)務支撐能力內嵌到基本轉發(fā)中，來保證性能不下降。要達到這樣的目標，需要采用全新的交換機架構。如華為3Com的S8500系列交換機，而且S8500具備可編程的能力，能夠快速支持新業(yè)務。
　　

自適應業(yè)務交換
　　
　　未來的IP網絡是一種關聯(lián)業(yè)務的動態(tài)網絡模型，我們稱之為自適應網絡（@Net）?！白赃m應網絡”（@Net）的設計思想源于SOA（面向服務架構）及“動態(tài)IT”等IT架構發(fā)展方向，其目的是為了構建一個與面向服務應用，且能快速適應業(yè)務變革與演進的IT基礎架構。為達到這個目標，首先需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、視頻多業(yè)務承載、業(yè)務關聯(lián)、網絡資源的虛擬化及動態(tài)調度，最終將在網絡、計算、存儲三大IT資源的虛擬化與動態(tài)整合基礎上，實現(xiàn)“自適應IT”的目標。
　　
　　自適應網絡（@Net）的兩大關鍵技術是“深度業(yè)務感知”及“資源動態(tài)調整”。深度業(yè)務感知技術使基礎網絡成為與上層業(yè)務深度關聯(lián)的系統(tǒng)，而資源動態(tài)調整是基于深度業(yè)務感知快速調整網絡資源分配及安全策略的過程。這兩項技術是構建業(yè)務自適應、安全可靠自適應、智能管理等自適應網絡核心解決方案的基礎。
　　
　　為適應自適應網絡的發(fā)展方向，以太網交換技術將進入新的階段—“自適應業(yè)務交換”，“自適應業(yè)務交換”技術的目標是提供一種關聯(lián)應用及業(yè)務優(yōu)化的交換架構，以支撐業(yè)務自適應的要求。
　　
　　前面談到的“線速業(yè)務交換”技術基本解決了業(yè)務容量及擴展性等方面的問題，在此基礎上，“自適應業(yè)務交換”還需要持續(xù)增強以下方面的關鍵能力，包括：深度業(yè)務感知、應用識別(如對P2P業(yè)務及業(yè)務應用層的識別)、深度流分析（如Netstream/sflow等網流分析技術）、深度安全行為分析（如網絡設備內嵌IDS/IPS等安全行為分析能力）、內容交換與應用優(yōu)化、媒體交換、安全基因和彈性可靠等。
　　
　　展望
　　
　　自適應業(yè)務交換將會有一個長期發(fā)展的過程。目前華為3Com的交換機產品已經具備了初步自適應能力，如BT業(yè)務識別與控制、網流分析、語音業(yè)務自適應、內嵌安全、端點安全檢測、內容交換、10G RPR（萬兆彈性分組環(huán)）、IRF（智能彈性架構）等功能。