隨著通信行業(yè)的發(fā)展，交換機(jī)與路由器的應(yīng)用越來越廣泛，這里我們主要介紹交換機(jī)和路由器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和管理模式。多年以來，傳統(tǒng)路由器的處理速度已經(jīng)出現(xiàn)了很大的增長，但仍不足以跟上強(qiáng)大應(yīng)用的腳步。

例如，它們現(xiàn)在每秒鐘可以轉(zhuǎn)發(fā)將近100萬個數(shù)據(jù)包。但考慮一個每秒鐘能夠發(fā)送1，488，000個數(shù)據(jù)包(pps)，同時以1，488，000 pps的速度接收數(shù)據(jù)包的千兆以太網(wǎng)接口， 2千兆以太網(wǎng)端口就能夠輕易使系統(tǒng)過載。與此形成對比的是，多層交換機(jī)/路由器以線速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，并且，交換ASIC以分布式的方式存在，允許整個系統(tǒng)高效地輸送流量。

這些新交換機(jī)/路由器使用一種新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和管理模式。在實(shí)現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)的今天，阻塞點(diǎn)可以被有效地消除，用戶距數(shù)據(jù)的距離可以更遠(yuǎn)，而且不必?fù)?dān)心性能的下降。我們前面例子中提到的股票交易商現(xiàn)在可以連接到與自己相距數(shù)個樓層或數(shù)百英里遠(yuǎn)的服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，具體距離取決于交換機(jī)/路由器所支持的接口類型以及所使用的銅纜或光纖類型。此外，新的IP和優(yōu)化的以太網(wǎng)路由器技術(shù)更易于管理，管理人員僅需花費(fèi)很少的時間來使網(wǎng)絡(luò)與新的應(yīng)用保持同步。像網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò)的BigIron機(jī)箱式系列產(chǎn)品，它們能夠簡單地傳輸所有來自應(yīng)用的流量，同時，可以添加更多的模塊來滿足容量和速度增加的要求。

為確定網(wǎng)絡(luò)流量的類型和容量，當(dāng)今的ASIC中內(nèi)置了新的數(shù)據(jù)包采樣技術(shù)，以提供對整個系統(tǒng)流量的監(jiān)控。RFC 3176或sFlow現(xiàn)在已經(jīng)成為日益普及的方法，為企業(yè)和服務(wù)供應(yīng)商提供對網(wǎng)絡(luò)中所有應(yīng)用流量的實(shí)時監(jiān)視--說明流量所需的帶寬、流量的去向等等?？梢哉f，sFlow允許企業(yè)更好地監(jiān)控跨多個部門的網(wǎng)絡(luò)資源的使用狀況;在大學(xué)中可以識別網(wǎng)絡(luò)中非法的無線和有線應(yīng)用，并在網(wǎng)絡(luò)性能受到影響之前發(fā)現(xiàn)和制止拒絕服務(wù)(DoS)攻擊。現(xiàn)在，對于那些對安全性非常重視的企業(yè)來說，RFC 3176正快速成為必備的要求。

多層交換機(jī)/路由器的功能與傳統(tǒng)的路由器和交換機(jī)毫無差別，它們只是將分散的局域網(wǎng)(LAN)和城域網(wǎng)(WAN)功能集中在一個單一設(shè)備中。它們可在同組的用戶之間實(shí)現(xiàn)本地交換(即第2層交換)，于不同組的用戶間實(shí)現(xiàn)路由(即第3層交換或路由)，同時為應(yīng)用提供安全特性和特殊服務(wù)(即第4層交換)。

路由器之所以成為理想的安全“檢查點(diǎn)”，是因?yàn)樗鼈兪蔷W(wǎng)絡(luò)的入口和出口。在路由器上創(chuàng)建被稱為訪問控制列表(ACL)的復(fù)雜規(guī)則以后，路由器將根據(jù)這套規(guī)則來檢查每一數(shù)據(jù)包。對于傳統(tǒng)路由器，根據(jù)安全規(guī)則檢查數(shù)據(jù)包是一個費(fèi)時的過程。當(dāng)路由器找到每一數(shù)據(jù)包中的第3層和第4層信息以后，它必須將這些信息與規(guī)則進(jìn)行比較。而啟用安全過濾功能一直都是一場“惡夢”，它會使路由器的速度變慢。因此，當(dāng)對性能的影響太大時，就需要使用特殊的設(shè)備來分擔(dān)工作負(fù)載。

即使是多層交換路由器，它們在執(zhí)行這一功能(同時保持線速性能)時也會面臨挑戰(zhàn)。當(dāng)啟用安全功能時，部分新型交換機(jī)/路由器的速度也會慢下來。不過，大多數(shù)新型的交換機(jī)/路由器已經(jīng)將這些安全策略集成到硬件上，因而，即使在啟用ACL的情況下，也能夠提供線速轉(zhuǎn)發(fā)性能。使用多層交換機(jī) /路由器進(jìn)行安全和流量分析正在變得日益流行，主要是因?yàn)樵O(shè)備廠商將這種技術(shù)內(nèi)置于多層交換機(jī)/路由器中。越來越多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被整合到同一設(shè)備中。這樣不再需要獨(dú)立的硬件來監(jiān)視流量或安全的某些方面，這可以為SMB用戶帶來極大的好處。