三層交換機(jī)有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里我們主要介紹市場(chǎng)主流三層交換機(jī)性能綜合評(píng)測(cè)。VLAN技術(shù)的出現(xiàn)給網(wǎng)絡(luò)使用者帶來(lái)了諸多方便，同樣也帶來(lái)了一個(gè)新的產(chǎn)品門(mén)類(lèi)——第三層以太網(wǎng)交換機(jī)。

第三層交換技術(shù)的出現(xiàn)至今已經(jīng)有幾年的歷史，從去年到今年，我們看到不少?gòu)S商推出了一系列新的第三層帶千兆上聯(lián)端口的快速以太網(wǎng)交換機(jī)，它們工作在我們通常定義的網(wǎng)絡(luò)分布層和布線(xiàn)間。從一些領(lǐng)先廠(chǎng)商推薦的組網(wǎng)方案中，我們也可以看到一些變化，原來(lái)第三層交換更多地存在于一個(gè)大型企業(yè)網(wǎng)的核心層，而今天第三層交換已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的分布層。第三層交換正在靠近你、靠近網(wǎng)絡(luò)的邊緣。

為了能夠幫助廣大讀者對(duì)這些產(chǎn)品有一個(gè)更為直觀、客觀的了解，《網(wǎng)絡(luò)世界》評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)室特意組織了此次國(guó)內(nèi)***規(guī)模的三層以太網(wǎng)交換機(jī)的比較測(cè)試。經(jīng)過(guò)各參測(cè)廠(chǎng)商和《網(wǎng)絡(luò)世界》評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的努力，歷時(shí)兩個(gè)月，圓滿(mǎn)地完成了此次測(cè)試。

此次測(cè)試，《網(wǎng)絡(luò)世界》評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)室堅(jiān)持一貫的公正與客觀的立場(chǎng)，向所有相關(guān)廠(chǎng)商開(kāi)放，不收取任何費(fèi)用，旨在為廣大讀者選型提供最有價(jià)值的幫助。邀請(qǐng)函一經(jīng)發(fā)出得到了國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商的積極響應(yīng)，共收到了國(guó)內(nèi)外11個(gè)廠(chǎng)商的11款產(chǎn)品（每廠(chǎng)商限送1款），包括阿爾卡特公司的OmniCore 5010、安奈特公司的Rapier24、烽火網(wǎng)絡(luò)公司的F-engine S3100、北京港灣網(wǎng)絡(luò)有限公司今年新推出不久的FlexHammer 5010、華為技術(shù)有限公司的Quidway S3526、LeapComm公司的CLS8524、清華同方網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品公司的TFS9024E、全向科技公司的QS8324、上海廣電應(yīng)確信有限公司的InfiniteSwitch 7024+、TCL公司的S4326MF、智邦科技的ES3627。

它們的配置情況大多是24個(gè)10/100兆自適應(yīng)端口,同時(shí)具備兩個(gè)千兆端口的固定配置交換機(jī)（阿爾卡特的OminCore 5010為20個(gè)100M端口加2個(gè)千兆端口; 烽火的F-engine S3100為24個(gè)百兆端口（未提供千兆模塊）; LeapComm的CLS8524為24個(gè)100M端口加1個(gè)千兆端口）。

在此次測(cè)試中我們對(duì)參測(cè)產(chǎn)品性能、管理、安裝與易用性、配置、功能特性等方面進(jìn)行了測(cè)試。在性能測(cè)試方面，我們依照網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)RFC2544，使用Spirent（思博倫）通信公司的SmartBits 6000B測(cè)試儀對(duì)三層以太網(wǎng)交換機(jī)的第二層和第三層交換性能分別進(jìn)行了測(cè)試，同時(shí)我們采用Spirent通信公司的TeraRouting軟件配合TeraMetrics卡嘗試了對(duì)第三層交換機(jī)的路由性能測(cè)試，測(cè)試了RIPv2路由表深度，并模擬網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生路由震蕩之后，第三層交換機(jī)在路由收斂方面的能力。在功能、管理、安裝和易用性等方面，我們也通過(guò)實(shí)際配置交換機(jī)，進(jìn)行了驗(yàn)證。

更近的三層交換

一般情況下，我們把一個(gè)企業(yè)網(wǎng)或者電信網(wǎng)分為三個(gè)層次：核心層、分布層（匯聚層）和接入層。在過(guò)去，第三層交換機(jī)一般位于大型企業(yè)網(wǎng)（用以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建城域和接入的電信網(wǎng)還是這兩年的事情）的核心層，而在分布層和接入層一般采用二層交換設(shè)備，也就是像一些公司說(shuō)的3/2/2的配置結(jié)構(gòu)。而今天，一些廠(chǎng)商推薦給用戶(hù)的組網(wǎng)方案中，已經(jīng)從原來(lái)的3/2/2變成了3/3/2的配置結(jié)構(gòu)，在分布層進(jìn)行第三層交換。這次參與測(cè)試的交換機(jī)正是這類(lèi)產(chǎn)品。

在大型的企業(yè)網(wǎng)中，這類(lèi)交換機(jī)一方面連接2層接入交換機(jī)，提供VLAN之間的IP交換，同時(shí)上聯(lián)端口密度更高的核心交換機(jī)。當(dāng)然它也可以作為中小企業(yè)的骨干交換機(jī)。而在現(xiàn)在方興未艾的以太城域網(wǎng)、寬帶接入網(wǎng)中，這一類(lèi)交換機(jī)下聯(lián)百兆或者十兆的接入交換機(jī)以及新興的VDSL交換機(jī)進(jìn)行VLAN之間的IP交換，并通過(guò)光纖連接到城域網(wǎng)的分布層交換機(jī)。

對(duì)性能的訴求

從三層交換機(jī)本身來(lái)看，它的出現(xiàn)就是為了解決企業(yè)網(wǎng)邊緣路由器在進(jìn)行企業(yè)網(wǎng)VLAN間通信時(shí)速度慢、擁塞等問(wèn)題，取代轉(zhuǎn)發(fā)速度慢且價(jià)格昂貴的傳統(tǒng)路由器，所以對(duì)于三層交換機(jī)來(lái)說(shuō)，其三層的轉(zhuǎn)發(fā)性能應(yīng)該與其二層的性能沒(méi)什么差別，對(duì)其轉(zhuǎn)發(fā)速率、丟包率、延遲等指標(biāo)要求很高，同時(shí)，還要具有路由器的功能。

另一方面，三層交換機(jī)處在網(wǎng)絡(luò)分布層，要盡可能地達(dá)到滿(mǎn)負(fù)載下的線(xiàn)速。根據(jù)以前我們測(cè)試網(wǎng)卡和服務(wù)器的經(jīng)驗(yàn)，一般主機(jī)上的百兆網(wǎng)卡實(shí)際通信速率***為幾十兆，對(duì)接入交換機(jī)的交換壓力相對(duì)較低。而對(duì)于分布層交換機(jī)來(lái)說(shuō)，接入交換機(jī)將幾十個(gè)終端產(chǎn)生的流量匯聚上來(lái)，速率就很容易達(dá)到100M，同樣是一個(gè)24個(gè)百兆端口加一個(gè)千兆端口的交換機(jī)，位于接入層和位于分布層負(fù)載程度是不同的，也就是說(shuō)對(duì)于分布層的三層交換機(jī)的處理能力要求更高。另外，分布層的三層交換機(jī)也要有比較好的路由性能，不僅能夠完成直聯(lián)VLAN之間的三層轉(zhuǎn)發(fā)，在一個(gè)大型的拓?fù)鋸?fù)雜的企業(yè)網(wǎng)和城域網(wǎng)中還要能夠維護(hù)足夠大的和正確的路由表，并根據(jù)路由表將數(shù)據(jù)包正確快速地發(fā)送到目的網(wǎng)段。

我們測(cè)了些什么？

基于上述對(duì)于三層交換機(jī)性能訴求的分析，我們此次的性能測(cè)試包括了三大部分：二層性能測(cè)試、三層性能測(cè)試和路由部分性能的測(cè)試。二層和三層的性能測(cè)試包括交換機(jī)分別工作在這兩個(gè)模式下的吞吐量（Throughput）、包丟失率（PacketLoss）、B to B、延遲（Latency）以及網(wǎng)狀測(cè)試。延遲部分的測(cè)試又包括三部分，百兆同模塊的延遲、跨模塊的延遲和千兆端口間的延遲。路由性能測(cè)試包括RIP路由表容量測(cè)試和RIP路由收斂測(cè)試（參測(cè)產(chǎn)品并不都支持OSPF)。

參測(cè)交換機(jī)性能解析

本次參加評(píng)測(cè)的三層交換機(jī)在性能上表現(xiàn)出的最突出的特點(diǎn)就是他們?cè)诙?、三層交換性能上基本一致，大部分交換機(jī)達(dá)到了二、三層的所有幀長(zhǎng)度的線(xiàn)速轉(zhuǎn)發(fā)。二層和三層的性能測(cè)試中，吞吐量的測(cè)試最能直接反映出交換機(jī)性能的優(yōu)劣。我們此次的參測(cè)產(chǎn)品中，安奈特的Rapier24、烽火網(wǎng)絡(luò)的S3100、華為的Quidway S3526、LeapComm的CLS8524、清華同方的TFS9024E、全向的QS8324、上廣電應(yīng)確信的InfiniteSwitch7024+、TCL的S4326MF以及智邦科技的ES3627都達(dá)到了64、512、1518字節(jié)三種幀長(zhǎng)的線(xiàn)速轉(zhuǎn)發(fā)。B to B測(cè)試中，我們?cè)O(shè)定的測(cè)試時(shí)間為2秒，每種字節(jié)的幀長(zhǎng)反復(fù)測(cè)試10次取平均值，這樣的配置腳本下，所有參測(cè)的配置為24×100Base-TX+2×1000Base-SX(或LX或T)的交換機(jī)都能夠在64字節(jié)幀長(zhǎng)情況下收到數(shù)據(jù)包13095260個(gè)，512字節(jié)幀長(zhǎng)情況下收到數(shù)據(jù)包2067656個(gè), 1518字節(jié)幀長(zhǎng)情況下收到數(shù)據(jù)包715192個(gè)。

延遲測(cè)試的結(jié)果差別比較大，但總的來(lái)看，各參測(cè)交換機(jī)二層和三層的延遲差不多，有的三層的延遲要小于二層的延遲，這體現(xiàn)了第三層交換比傳統(tǒng)的路由轉(zhuǎn)發(fā)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包上的優(yōu)異性能。這項(xiàng)測(cè)試中表現(xiàn)好的交換機(jī)是上廣電應(yīng)確信的InfiniteSwitch 7024+和華為的Quidway S3526。上廣電應(yīng)確信的Infinite Switch 7024+二層和三層的百兆同模塊和跨模塊的延遲測(cè)試結(jié)果非常相近，都在3.2ms和3.8ms之間，是所有的參測(cè)交換機(jī)中延遲最小的，千兆端口間的延遲測(cè)試結(jié)果在1.9和2.5ms之間，成績(jī)非常突出。華為交換機(jī)的三種延遲測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果基本上在3.4和5ms之間，三層的延遲要小于二層的延遲。

網(wǎng)狀測(cè)試中，由于LeapComm送測(cè)的交換機(jī)只有一個(gè)千兆端口，所以將其一個(gè)千兆端口對(duì)應(yīng)10個(gè)百兆端口，剩余14個(gè)百兆端口進(jìn)行全網(wǎng)狀測(cè)試；烽火網(wǎng)絡(luò)送測(cè)的F-engine S3100 沒(méi)有千兆端口，所以24個(gè)百兆端口進(jìn)行全網(wǎng)狀測(cè)試。測(cè)試的結(jié)果差別也比較大，二層的網(wǎng)狀測(cè)試64字節(jié)幀長(zhǎng)情況下，只有華為的Quidway S3526、烽火網(wǎng)絡(luò)的S3100和LeapComm的CLS8524沒(méi)有丟包，但烽火網(wǎng)絡(luò)S3100沒(méi)有千兆模塊，測(cè)試結(jié)果是24個(gè)百兆端口的全網(wǎng)狀測(cè)試結(jié)果，LeapComm CLS8524只有一個(gè)千兆模塊，所以在這樣嚴(yán)峻的考驗(yàn)下，Quidway S3526是表現(xiàn)***的。

其他的兩種幀長(zhǎng)的情況下，阿爾卡特的OmniCore 5010、烽火網(wǎng)絡(luò)的S3100、華為的Quidway S3526、LeapComm的CLS8524、清華同方的TFS9024E、全向的QS8324、上廣電應(yīng)確信的InfiniteSwitch 7024+、TCL的S4326MF和智邦科技的ES3627都沒(méi)有丟包。三層的網(wǎng)狀測(cè)試的結(jié)果，配置為24×100Base-TX+2×1000Base-SX(或LX或T)的交換機(jī)中，華為和TCL的交換機(jī)在三種字節(jié)幀長(zhǎng)的情況下，都沒(méi)有丟包，表現(xiàn)***。