【摘 要】 数字电视中心基础以太网络平台是数字中心的关键设备，本文着重阐述了楼层交换机、服务器接入等方面的设计方案及对关键设备的选型及测试，以飨读者。
一. 概述
数字电视中心系统集成测试的主要目的是为一期系统的实际实施进行可行性论证及设备选型测试。因此系统集成测试的内容可以分为：设备选型测试及功能性测试两个部分，而功能性部分除了对系统压力、安全、控制、流程等方面进行测试外，还将补充测试设计阶段未得到测试结果的关键技术点。所有测试内容和设备的推荐型号仅供集成参考。图1给出了搭建的数字电视中心主干系统设备测试系统框图。本次测试与设计阶段测试不同，其重点在于第三方软硬件的设备选型及主干业务系统软件的实际运行结果。测试共分为两个阶段，第一阶段主要是针对不同厂家的产品进行对比，选择最适合集成方案的第三方软硬件设备，并根据测试的结果搭建模拟集成环境（与最终部署环境一致），此阶段的主要测试目的为指导系统配置；第二阶段是采用第一阶段搭建的模拟集成环境运行主干业务系统，这个阶段的重点在于业务系统的流程、子系统的互联、定制软件的功能性及压力测试。另外在这两个阶段之外，还将利用现场测试环境完成一些相关的测试内容，如：远程互联互通及远程灾备等。本文是我台数字电视中心以太网所涉及的主要设备测试，作为我们选择设备时的参考。需要指出的是：测试数据与测试环境、系统的构成等等诸多因素相关。本文所引用的测试数据，仅代表我们所做的工作的一部分，不代表对该设备的唯一评价。仅供大家参考。
二. 数字电视中心以太网络平台设计方案
1.数字电视中心以太网核心交换机的技术特点
数字电视中心大楼局域网系统核心交换机由两台路由交换机组成。两台核心交换机之间采用10G EC（Ten Gigabit Ether Channel）技术相连，提供高达20Gb/s的无阻塞通道，再辅以HSRP和OSPF协议，使得两台核心交换机间既互为备份，又均衡负载。交换机主要采用三种交换技术，即端口交换、帧交换和信元交换。端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段，每个网段为一个广播域，不用网桥或路由连接，网络之间是互不相通的。端口交换还可细分为模块交换、端口组交换和端口级交换三种。
模块交换是将整个模块进行网段迁移。端口组交换，通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。端口级交换，支持每个端口在不同网段之间进行迁移。这种交换技术是基于OSI/RM第一层上完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点。如果配置得当，还可以在一定程度实现容错，但没有改变共享传输介质的特点，因而不能称之为真正的交换。
帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输介质进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。
信元交换是异步传输模式(ATM)的技术措施，采用53字节固定长度的信元交换，便于硬件实现。
数字电视中心采用10G EC技术用来交换网络内部信息，快速检测错误信息和交换路径更改信息。系统中两台核心交换机，通过热备路由器协议（HSRP-Hot Stand by Router Protocol）可以实现核心交换机之间的冗余，即三层交换的冗余，从而实现两台核心交换机之间的热备份。热备路由器协议（HSRP），可以在某个路由器发生故障或者外部事件导致路由器中断时，迅速、平稳地重新进行路由。因此当一台出现交换机模块故障或路由故障时，相应的任务由正常运行的另一台交换机完成，不会对网络的整体性能有影响。HSRP在设备间实现了路由器的冗余配置，可为系统访问提供备份路由路径，消除网络内部单个设备路由故障造成的影响，减少系统管理工作，提高系统的可靠性。
2.数字电视中心以太网核心交换机采用的三层交互技术特点
第三层交换的目标是在数据通信源地址和目的地址之间建立一条直接的第二层通路，且无需经过路由器转发数据包。
第三层交换技术具有速度快、可靠性高等特点，并可以通过智能化带宽控制技术来满足网络发展的需要。网络的第三层交换技术充分考虑到以太网和因特网各自的优势，并结合第三层的线速交换，能够使企业迅速部署网络，开展各种服务。下一代网络将更加智能化。引入第四到第七层交换，网络就可识别网络上每一个数据包所属的应用和服务，然后应用这种信息把数据包传送到正确的路径。
3.数字电视中心以太网核心交换机采用的OSPF技术特点
数字电视中心以太网核心交换机采用的是OSPF技术。OSPF（Open Shortest Path First）开放最短路径优先协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议。OSPF将链路状态广播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。运行距离矢量路由协议的路由器，是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。因此通过OSPF路由协议保证了连接在两个核心上的楼层交换机的链路和路由完全冗余。在OSPF 网络内，所有路由器运行相同的路由算法，并直接在相邻的路由器之间传送路由表更新报文。
最短路径优算法（SPF）：SPF算法是OSPF路由协议的基础。SPF算法将每一个路由器作为根（ROOT）来计算其到每一个目的地路由器的距离，这个距离被称为最短路径树。
OSPF工作机制：在OSPF路由协议中，将一个路由域或者一个自治系统AS划分为几个区域。在OSPF中，由按照一定的OSPF路由算法组合在一起的一组网络或路由器的集合称为区域。每一个区域中的路由器都按照该区域中定义的链路状态算法来计算网络拓扑结构，这意味着每一个区域都有着该区域独立的网络拓扑数据库及网络拓扑图。每一个区域内部网络拓扑结构在区域外是不可见的，这样做可以将域内的路由更新限制在域内，以便减少网络中链路状态数据包在全网范围内的广播。
虚拟链路：在OSPF路由协议中存在一个骨干区域(Backbone)，该区域包括属于这个区域的网络及相应的路由器，骨干区域必须是连续的，同时也要求其余区域必须与骨干区域直接相连。骨干区域一般为区域0，其主要工作是在其余区域间传递路由信息。[Page]
4.数字电视中心核心及汇聚交换设备测试与选型
参加数字电视中心核心及汇聚交换设备的测试产品有Cisco 6513、Force10 E600和Huawei S8512。三款交换机均满足应用系统技术要求，通过性能指标测试、兼容性测试、安全性测试及实际应用测试。主要测试结果如下表所示：
由于主干系统核心交换机有70个万兆接入点，平均分布在两台核心交换机上，在这种万兆端口密度较高的情况下，Cisco交换机无法达到所有端口万兆线速，在实际使用中，可能存在潜在的网络拥塞隐患，因此建议使用Huawei或 Force10产品作为以太网核心交换设备。
三. 数字电视中心楼层交换接入设备测试与选型
数字电视中心楼层接入交换机，用于连接每个楼层内的客户终端和相应的以太网服务器，交换机可以提供千兆连接到相应的客户终端。楼层接入交换机与核心交换机之间采用冗余光
纤方式连接，每台楼层接入交换机均使用两条光纤通道，分别连至两台核心交换机，由于核心交换机采用OSPF协议，在任何一条链路出现故障的情况下，不会影响楼层客户终端的正常工作和访问。
1.数字电视中心楼层接入交换设备的测试
参加数字电视中心楼层接入交换机测试的产品有Cisco 3750G-48、Force10 S50和Huawei S5600。三款交换机均满足应用系统技术要求，通过性能指标测试、兼容性测试、安全性测试及实际应用测试。主要测试结果如下表所示：
考虑到以太网结构较为复杂、采用多种品牌容易造成配置上的问题，因此以太网接入层交换机可考虑与