新交换结构应对未来挑战(1)

　　寒冬过后的挑战

　　两年前，网络处理器吸引了所有的注意力，而现在，交换结构（Switch Fabric）正面临新机遇。

　　虽然交换背板的概念成为路由器和交换机的标准才仅仅几年时间，但一些厂商认为这种概念在应付大量端口、更高的线速度和服务质量(QoS)形成的多种压力的能力上已经遇到了障碍。

　　必须承认，电信业的不景气造成了大型交换机市场的疲软。但是，电信业仍在继续发展，许多业界观察家认为路由器和交换机的规模越变越大是不可避免的。当这一天到来时，人们会问现有Switch Fabric是否能满足要求。许多人认为将需要全新的架构和全新的算法来实现。

　　解决问题的方法并不简单，比如说：设计者可以将注意力集中在尽可能少地丢弃包，但这可能会导致高优先级传输流受到阻塞。设计者可以将重点放在满足高优先级传输流上，但这可能会使低优先级的数据完全被丢弃。无论哪种方式，设计者都必须为众多的队列排定优先次序，并恰当地调度输入与输出端口之间的交叉匹配交换操作。

　　在理想的输出排队Switch Fabric中，传输流到达输入队列，接着被传送穿过交换元件，然后没有任何延迟地通过出口队列离开。由于大多数Switch Fabric将传输流分割为固定长度的信元，因此在出口端口容易出现传输流的拥塞。比如像IP包这样的可变长度传输流会被细分为多个信元。这种作法通过确保所有的端口同步传送或接收，从而简化调度功能。

　　但是，按照这样的规则，这些信元必须为争取处理资源而竞争。每个输入端口可以立即向Switch Fabric发送信元，但是在接收端上，每个输出端口只能将一个信元发送到系统之外。其他信元必须被缓冲。如果等待信元的数量超过缓冲区长度，那么随后的信元可能就会被丢弃。