我为什么应该关注万兆以太网？
自2002年中期万兆IEEE 802.3ae标准获批准以来，万兆以太网（10GE）端口的供货量已经从每季度数百个增加到每季度数万个。随桌面千兆位端口增长而扩大的端口部署不仅影响着上行链路速率，还影响着IP视频等新应用以及数字成像等行业专用应用。Cisco® Catalyst® 4500系列Supervisor Engine V-10GE的模块化机箱中配有两条线速万兆以太网上行链路和四条千兆SFP上行链路，使客户能够不断扩展接入层，以适应未来应用的需要。客户可以先购买千兆SFP，然后在需要的时候移植到万兆以太网，而不需要更换交换管理引擎。另外，对于空间比较紧张的数据中心部署，Catalyst 4948-10GE交换机还提供48个10/100/1000线速端口，在配有馈线电源和现场可更换风扇架的机架单元（1-RU）机架上提供两条线速万兆以太网上行链路。
万兆以太网技术概述
万兆以太网使用了已开发多年的多种以太网技术，使客户能够方便地移植到高速以太网技术。与千兆以太网相似，万兆以太网也采用了全双工技术。传输只受链路距离的限制。由于全双工链路中没有包冲突，因而链路距离由光传输而不是以太网冲突域的直径决定，使企业接入层上行链路以及数据中心和城域以太网部署都能使用这种技术。
万兆以太网的物理接口、支持的距离和典型部署如表1所示。
在从园区网分布层到配线间的现有光纤电缆中，至少有75%是FDDI级（62.5微米）MMF。距离要求一般为大于100m。因此，通过现有FDDI级MMF将万兆以太网部署到配线间一般需要10BASE-LX4光接口。
万兆以太网相对于多千兆链路的优势
- 延迟低 -- 延迟是线速的函数。多千兆以太网链路的线速为一千兆，万兆以太网链路的线速为一万兆。万兆以太网的延迟较低。
- 大型流支持 -- 通过多千兆以太网链路传输的流量只限于一千兆位流。某些情况下，链路汇聚分布算法可能会将多股流送至同一条链路，从而引起拥塞和包丢弃。万兆以太网链路能够支持数千兆位流，而且不会发生链路汇聚分布算法问题。
- 光纤使用少 -- 与每条千兆以太网链路使用一束光纤的千兆以太网汇聚相比，一条万兆以太网使用的光纤束要少得多，因此，万兆以太网不但能降低数据中心的电缆复杂性，还能在没有财力增铺光纤的园区网环境中经济有效地使用现有光纤电缆。
万兆以太网的企业部署
到2004年底，千兆以太网到桌面的部署已经发展到每季度数百万端口。这种广泛采用显著提高了网络其余部分的超额配置率。利用网络设计最佳实践，万兆以太网能够使过高的超额配置率恢复正常。Cisco Catalyst 4500系列Supervisor Engine V-10GE能够为高性能的接入层部署提供这种功能。
图1 万兆以太网的企业部署
为什么选择Cisco Catalyst 4500系列Supervisor Engine V-10GE
除上述优点外，Cisco Catalyst 4500系列Supervisor Engine V-10GE还具有以下优点：
- 136Gbps交换矩阵
- 102mpps第二层到第四层吞吐率
- 双线速万兆以太网上行链路
- 利用千兆以太网SFP上行链路顺利移植到万兆以太网
- 在交换管理引擎上提供集成式NetFlow，通过基于用户的速率限制实施精确流量控制
- 超快速800MHz CPU可实现更快的控制平面
- 最多能够在Catalyst 4510R交换机中支持384个10/100/1000端口
- 提供所有Cisco Catalyst集成式安全特性
- 为提供更加灵活的策略，能够为每个端口和VLAN实施不同的QoS
- 可在所有Catalyst 4500系列机箱中支持
万兆以太网的数据中心部署
Cisco Catalyst 4948-10GE交换机基于Catalyst Supervisor Engine V-10GE, 1-RU机架，它适用于空间紧张的数据中心。
图2 数据中心的服务器交换
为优化数据中心服务器交换，Cisco Catalyst 4948-10GE提供以下特性：
- 利用1-RU机架实现最高密度
- 利用48个三速线速端口实现最高性能
- 利用2个线速万兆以太网上行链路端口实现最高性能
- 在所有端口上提供第二层和第三层超长帧
- 4.2ms延迟一致性
- 全层单播和组播第三层交换
- 可现场更换的冗余电源和风扇
Cisco Catalyst 4500系列万兆光接口
Cisco Catalyst 4500系列万兆光产品是使用了新开发的小型X2收发器的第一种万兆以太网设备。X2收发器与大型XENPAK光接口100%兼容。
图3 X2收发器
Cisco Catalyst 4500系列
概览
为什么采用模块化？
投资保护
Cisco Catalyst® 4500系列交换机的主要组件是可以升级和现场更换的，包括线卡、交换管理引擎、电源和风扇。1999年只作为第二层设备推出的Catalyst 4000系列线卡不但能与当前的Catalyst4500系列完全兼容，还可以完全升级到第三层交换。
缩短网络停运时间
冗余的电源、交换管理引擎、风扇以及功能透明的线卡能够为关键业务网络奠定坚实的基础。
网络安全
Cisco Catalyst 4500系列可以在不降低交换性能的情况下提供先进的检测功能，防止网络遭受第二层以上的网络袭击。
可扩展性
Cisco Catalyst 4500可以在一个机箱内扩展到384个10/1001/000以太网供电（PoE）端口。
IP电话
此机箱支持安全的大型PoE部署。
融合
利用融合型语音、视频和数据网络，各企业不但能提高生产率和机构灵活性，还能降低成本，因而能获得极高的竞争优势。
Cisco Catalyst 4500系列交换机产品线
Cisco Catalyst4000和4500系列交换管理引擎
- II-Plus 引擎——以入门级价格提供增强的第二层特性，适用于小型第二层配线间以及简单的第三层QoS和安全性。
- II-Plus-TS 引擎——在 II-Plus引擎的基础上增加了20个线速千兆以太网（GE）端口（12个千兆以太网PoE铜线端口、8个千兆以太网SFP光端口）。只在Catalyst 4503机箱中支持。
- IV 引擎——中等配线间和第三层网络、提供增强的安全特性和第三层路由（EIGRP、OSPF、IS-IS协议，BGP）。
- V 引擎——高级性能和先进特性，在Catalyst 4510R机箱中支持242个端口。
- V-10GE 引擎——在V引擎的基础上添加了两条万兆以太网上行链路和NetFlow。在Catalyst 4510R机箱中最多支持384个端口。
线卡
- 百兆以太网铜线——百兆以太网线卡包括24端口和48端口连接类型，都带可任选PoE。
- 百兆以太网光纤——支持多模光纤和单模光纤，以及FX、LX和BX收发器。
- 千兆以太网铜线——提供24端口或48端口，带或不带PoE。
- 千兆以太网光纤——千兆以太网光纤卡提供高性能千兆以太网上行链路和服务器群连接。提供多种端口数和光接口类型（千兆位接口转换器[GBIC]和SFP光接口）。
集中式架构
为实现特性丰富的线速性能，明智的以太网交换机厂商采用了三重内容可定址内存（TCAM）。Cisco Catalyst 4500系列交换机使用独立TCAM资源，以独立于线速智能服务处理的方式处理第三层路由。其架构让每个功能和特性都拥有大量专用TCAM空间，以保证获得出色性能。
Cisco Catalyst 4500系列的优点
- 安全、强大——通过冗余组件提供高可靠性
- 服务中升级——热插拔和删除组件
- 千兆以太网的价格——比可堆叠设备更为经济有效（大于48个端口）
- 自适应性——不需要大规模升级就能提供万兆以太网上行链路
- 极高的安全性——利用Cisco Catalyst集成式安全特性，能够提供思科最全面的局域网接入保护
- 战略性思科平台——已安装了400,000多个机箱
- 集中式体系结构——简洁、扩展能力强、性能高
- 支持IP语音
- 投资保护
- 是目前部署最广泛的模块化交换机
Cisco Catalyst 4500系列的万兆以太网技术