ALLIED Telesyn SwitchBlade User Manual
SwitchBlade 技术白皮书
安奈特（中国）网络有限公司
Allied Telesyn (China) Ltd.
SwitchBlade 技术白皮书
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目 录
第一章 以太为王................................................................................................................... 3
11..11 以以太太网网无无处处不不在
11..22 新新一一代代以以太太网
11..33 安安奈奈特特，，见见证证以以太太网网的的发发展
第二章 SwitchBlade 技术综述 .............................................................................................. 5
22..11 分分布布式式智智能
22..22 交交换换距距阵阵技技术术与与背背板板技技术
22..33 日日益益扩扩大大的的以以太太网网业业务
22..44 QQooSS控控制制技技术
5 全全面面可可管管理理的的以以太太网网 ................................................................................................. 9
22..5
22..66 以以太太网网的的安安全全防防护护技技术
22..77 高高可可靠靠的的以以太太网
22..88 高高度度可可扩扩展展的的以以太太网
22..99 万万兆兆以以太太网网技技术
22..1100 SSwwiittcchhBBllaaddee与与安安奈奈特特其其他他技技术术的的配配合
第三章 SwitchBlade 成功案例 .............................................................................................. 9
33..11 SSwwiittcch
33..22 SSwwiittcchhBBllaaddee成成功功案案例例剖剖析
hBBllaaddee广广泛泛应应用用于于世世界界各各地地.............................................................................. 9
在......................................................................................................... 3
网 ............................................................................................................ 3
展....................................................................................... 4
能
交交换换距距阵阵技技术
术............................................................................................................ 9
网......................................................................................................... 9
术......................................................................................................... 9
术 .......................................................................................... 5
术 .......................................................................................... 7
务.............................................................................................. 8
术.............................................................................................. 9
网 ................................................................................................. 9
合..................................................................... 9
析 ........................................................................................ 9
第四章 SwitchBlade 所获荣誉及认证（部分） ..................................................................... 9
证
44..11 信信息息产产业业部部入入网网证
44..22 来来自自用用户户的的荣荣誉
44..33 来来自自行行业业和和渠渠道道的的荣荣誉
关于安奈特（Allied Telesyn）................................................................................................. 9
Connecting The IP World
..................................................................................................... 9
誉......................................................................................................... 9
誉.............................................................................................. 9
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第一章 以太为王
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11..11 以以太太网网无无处处不不在在
即使是以太网的发明者——施乐实验室的Metcalfe博士在1973年时也没有想到以太网
能发展到今天如此辉煌的地步。30 多年来，仅从速率而言，以太网的发展从十兆、百兆到
千兆，直至今天的万兆，见证了整个网络发展的历史。以太网正在走向更为宽广的应用舞台，
它已经从局域网、接入网延伸到城域网、广域网、存储网以及更多网络，其一统网络江山的
局面已经形成。事实上，实验室里的工程师已经在研究 40Gbps 和 100Gbps 的未来以太网
技术。
以太网无处不在，它早就打败了令牌环，统治了世界各地的局域网和企业骨干网，并且，
随着万兆以太网标准以及其它更多更新标准的推出，以太网正在向城域网、广域网、接入网
和存储网发起攻击。人们预测，它还会打败古旧的帧中继和 ATM，甚至是 SONET 和光纤
通道。
11..22 新新一一代代以以太太网网
其实，以太网传送数据包的速度只是其诱惑力和潜力的一个标志，实际上，以太网已成
为一种业务模型。网络应用的日益复杂也推动着以太网不断自我完善，使它蕴含了更丰富的
内容，使之能够应付网络上的垃圾流量、安全问题、多媒体处理、可靠性要求以及网络的不
断升级。
更高的可靠性
如果要实现进军城域网和广域网的目标，以太网必须要在可靠性上更上一层楼。为了能
达到 SDH 或 SONET 那样的可靠性和冗余性，城域以太网交换机需要提供更快的收敛速度。
除此之外，以太网交换机也已经开始摆脱不稳定的形象，在硬件和软件设计上开始以电信级
的可靠性要求作为标准，不仅仅是核心交换机，甚至是接入交换机都开始提供更多的冗余性，
以保证业务的畅通。
更强的性能
如今的以太网所承担的任务早已不是十年前的少量数据传输，随着计算技术、存储技术
和传输技术的发展以及多媒体业务的普及，越来越多的数据充斥着网络。以太网交换设备必
须具有并行线速处理任何数据的能力，才能够应对各种庞杂的流量。
QoS 控制能力
事实证明，仅仅有强大的吞吐能力仍然难以满足不断增加的业务，因为其中有大量的多
媒体流量和垃圾流量。以太网必须懂得取舍，能够分辨其中的关键业务并保证其快速通过，
而延迟不重要的流量或舍弃垃圾流量，才能充分利用日益紧张的带宽。
安全性
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网络上病毒和人为攻击的泛滥已成为新世纪最重要的课题，以太网要想在网络上独当一
面，必须能够从容面对病毒、非法入侵、恶意攻击等等。目前，我们可以采取安全认证、安
全策略、ACL 处理、攻击防范、带宽控制等多种手段来保证以太网的安全。
灵活性和可扩展
网络的发展常常超出人们的想象，今天投资的网络明天就可能过时，因此如何有效保护
投资也是以太网面临的重要课题，这包括设备的高度模块化使多种端口可灵活配置、带宽可
扩展以及谨慎的网络设计等等。
可管理性
早期的以太网并不像传统电路交换的电信网那样具有高度的可管理性，所幸的是，各种
管理技术的成熟以及标准的推出，使我们拥有了丰富的管理手段，可以使以太网的管理水平
真正达到电信运营商的要求，甚至在管理的多厂商兼容和开放性方面，以太网更比传统电路
交换网拥有先天的优势。
我们很难把所有的以太网的特征都一一列出，但我们可以看到最重要一些方面。正因为
以太网的不断自我完善，才使她拥有了强大的生命力，而人类的需求、竞争的环境以及厂商
们的努力使以太网日臻完美。
11..33 安安奈奈特特，，见见证证以以太太网网的的发发展展
自 1987 年成立以来，安奈特一直将以太网作为业务和产品的核心，专注于为用户提供
高安全性、高可靠性、易于管理、易于维护、易于升级的网络系统，并在网络产品的研发和
生产方面拥有国际领先的实力，提供满足用户需求的、高性价比的产品和解决方案。目前，
安奈特的以太网产品已达到万兆级的研发和应用水平。
迁
变
术
技
Gigabit
10/100TX
10Base-T
Thin Net
Thick Net
Beyond
10 Gigabit
时间
图 1.1 安奈特见证以太网的发展
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第二章 SwitchBlade 技术综述
采用了新一代分布式智能交换距阵技术的
SwitchBlade 系列可以提供众多优秀的特性：模块化设
计可以让用户灵活组合广泛的接口类型模块以满足不同
需求；通过基于硬件交换的结构在所有不同类型的端口
上均提供 L2/L3/L4 层线速交换；可灵活部署基于策略的
QoS 机制；丰富的组播特性；简单高效的控制功能方便
用户进行管理与维护；电信级高可靠性保障网络的不间
断传输……目前，SwitchBlade 系列已经大量应用于宽
带运营商承租业务网、企业网、校园网、政府网等园区
网络的核心和汇聚交换节点。
SwitchBlade 系列交换机采用 AlliedWare
统，AlliedWare
TM
是安奈特公司自行研发的网络操作系统，经过多年用户实际应用，验证了其丰
TM
操作系
富的功能、高稳定性和友善易用的操作界面，该操作系统广泛应用在安奈特的全线产品的硬件平
台上。
图 2.1 SwitchBlade 4000 系列
22..11 分分布布式式智智能能交交换换距距阵阵技技术术
模块化以太网交换机的交换矩阵技术经历了几个重要的发展阶段，包括从集中到分布、
从简单转发到 QoS 和安全控制等方面的变化。
模模块块化化机机箱箱式式交交换换机机发发展展史史
第一代交换架构——所有二层帧和三层包均需要送到交换引擎进行交换处理，每一片交
换模块只提供收发器接口，不具备本地交换能力。见图 2.2。
第二代交换架构——本地交换模块上具有有多片低带宽的独立二层交换芯片，本地二层
交换可在本地模块进行，所有跨模块的二层交换和所有三层交换均需要传送到交换引擎进行
交换。见图 2.3。
模块一
模块二
模块三
模块四
交换引擎
交换引擎
模块五
模块六
模块七
模块八
二/三层交换芯片
所有交换
二/三层交换芯片
二层交换芯片
二层模块内交换
二层跨模块交换
三层交换
图 2.2 第一代交换架构 图 2.3 第二代交换架构
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第三代交换架构——本地模块有二层交换芯片，可额外安装三层交换子卡，使本地模块
有三层交换能力，但缺乏二/三/四层 QoS 和安全控制功能，所有 QoS 和安全控制均需到核
心交换引擎处理。见图 2.4。
第四代交换架构——本地模块有二层交换芯片，可额外安装三层交换子卡和本地 QoS/
安全策略子卡。由于芯片集成度极低，整个系统价格高昂，难以普遍应用，因此其生命周期
较短。见图 2.5。
模块一
模块二
模块三
模块四
交换引擎
交换引擎
模块五
模块六
模块七
模块八
二/三层交换芯片子卡
二/三层交换芯片
二层交换芯片
二层模块内交换
二层跨模块交换
三层跨模块交换
QoS和ACL处理
QoS/ACL芯片
二/三层交换芯片子卡
二层交换芯片
QoS/ACL芯片子卡
二层模块内交换
二层跨模块交换
三层跨模块交换
QoS和ACL
跨模块处理
图 2.4 第三代交换架构 图 2.5 第四代交换架构
第五代交换架构——随着高集成度芯片技术的发展，单一芯片即可支持二/三/四层交换
和 QoS/安全策略，本地交换模块在不需加子卡的情况下可有二/三/四层交换和 QoS/安全策
略功能，以往价格高昂的系统得以广泛普及。见图 2.6。
高集成度
QoS/ACL多层交换芯片
模块一
模块二
模块三
模块内二三层交换
模块内QoS/ACL处理
模块四
交换引擎
交换引擎
模块五
二三层跨模块交换
QoS/ACL跨模块处理
模块六
模块七
模块八
图 2.6 第五代交换架构
安奈特使用第五代全线速多层分布式智能交换距阵技术构建 SwitchBlade 系列交换机，
所有业务模块均具备本地二三四层硬件线速交换/线速包过滤和线速 QoS/ACL 能力。这样，
早先需要完全由核心引擎完成的智能处理功能，如 QoS、ACL、三/四层交换、策略路由等，
均被分布到每片业务模块上实现，它们分担了核心交换引擎的处理工作，大大减少了背板的
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带宽消耗和核心引擎上的负荷量，大大增加整网的效率。用户可以根据自身的需求选购适宜
的业务接口模块，交换机的总体交换能力可以随着加入业务模块而同步提升。
分布式交换距阵的优点：
带宽高，全冗余，低延时。
对更多短时数据流（如 HTTP、DNS 的要求报文）有更好的处理能力。
本地交换模块有更快更敏感的拓扑转变能力，每分每秒都可保持在线。
把智能交换能力从核心交换引擎分布到每个本地交换模块上，提供更快的包过滤、
更细致的 QoS 和本地路由决策。
整体的交换能力可以在增加新的业务模块之后同步提升。
近期，《网络世界》的评测试验室对 SwitchBlade 交换机进行了严格的全面测试，包括
多层转发性能、冗余性、路由、QoS 等方面的性能和功能各项指标。在所有这些测试中，
SwitchBlade 全部通过并取得了出色的成绩。尤其是在性能测试中，不仅仅是正常的二/三层
交换性能测试全部达到线速，而且在每个模块配置了 62 条 ACL 之后，仍然达到二层板内、
二层板间、三层板内、三层板间全线速的优异性能，完美体现了“实用化与高质量的结合”。
详情请查看：http://www.cnw.com.cn/issues/article.asp?filename=n33943.asp
22..22 交交换换距距阵阵技技术术与与背背板板技技术术
22..22..11交交换换距距阵阵技技术术探探讨讨
目前，用于构建交换距阵技术大体可分为两种：共享总线和 Crossbar，每种都有它的
优点和缺点：
采用 Crossbar 技术实现的距阵可以提供很高的带宽吞吐能力，但在实现广播/组播功
能方面，性能较低；见图 2.7。
采用总线方式实现的交换距阵，广播/组播性能表现较好，但是其可提供带宽吞吐能
力较差，而且在扩展性上会有较大的约束。见图 2.8。
32GB
32GB
。
16GB
图 2.7 Crossbar 交换矩阵结构 图 2.8 共享总线交换结构
SwitchBlade 采用了创新的交换矩阵技术，并针对 Crossbar 技术在广播和组播方面存
在的缺点进行改进，其交换距阵以网状方式相连（如图 2.9），该矩阵技术结合了 Crossbar
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技术和共享总线技术的优点，在高带宽吞吐和良好的广播/组播效能之间取得了平衡，既可
拥有高带宽又具备极高的组播/广播效能，解决了单纯采用总线或 Crossbar 技术设计所带来
的问题。
图 2.9 SwitchBlade 网状交换矩阵结构
SwitchBlade 具有 640G 的交换矩阵，可在所有类型的端口上无阻塞的转发各种不同长
度的二、三层 IP/IPX 数据。每组交换矩阵可支持多达 232000 条地址存储记录，完全满足
目前各行业网络业务高速增长的需求。
22..22..22 背背板板技技术术探探讨讨（（有有源源背背板板和和无无源源背背板板，，TTDDMM背背板板和和以以太太背背板板））
机箱式交换机的背板可分为有源和无源两种。有源背板指的是机箱内的背板需要供电才
可以工作，有源背板技术大多把负责板间交换的交换距阵芯片放在背板上，因此含有源组件
的背板成为机箱内一个重要的故障点，并且存在单点故障隐患，该故障点在发生故障时可以
导致整机长时间停止工作，所以需要为有源背板及其供电部分增加冗余措施，但是这样会大
幅度提高成本。
安奈特的 SwitchBlade 系列交换机采用最新的无源背板技术，整个背板系统没有任何
有源组件，无需供电，而核心交换引擎具备完善的冗余机制，完全避免了单点故障和数据丢
失的可能。主备引擎之切换时间极低，保证了业务的全天候运行。
另外，Switchblade 系列交换机采用纯以太交换背板，天生具备对各种字节大小的数据
包的线速交换能力（不会只对某字节的数据包优化作线速处理），数据包在背板距阵不需以
碎片重组，有效减低时延和包重组的出错率，纠错率极高，大大增加了整体包交换能力。避
免了一般 TDM 背板以固化
CELL 的优化处理方法对数据包作碎片处理和重组的缺点。
22..33 日日益益扩扩大大的的以以太太网网业业务务
网络业务需求的变化对以太网交换机提出了更高的要求，从早期的共享带宽的简单以太
网到如今的多业务城域网，以太网交换机所需要承担的业务日益增加，而核心交换机更在网
络中起到了关键的作用。
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