二层交换的含义以太网是到目前为止在家庭和办公室中最常用的协议。连接非常简单，只需将电脑接到家庭办公交换机上，或者办公室墙壁上的RJ45插座上。为了允许数据分组找到其目的地，在数据面和控制面背后运行着多种协议和技术。这些统称为二层交换或桥接。数据面的基本特点包括：

　　1.基于MAC目的地址和VLAN ID前转2.MAC源地址学习与老化3.未知MAC地址的洪泛4.组播与广播5.VLAN成员集6.VLAN处理(插入/替换/移除服务标签和客户标签)端口过滤或隔离以太网交换设备可以支持以上大多数功能，而且这些设备广泛应用于网络设备中，实现分组交换。网络设备设计人员都熟悉交换设备以及如何使用。

　　我们现已进入分组移动回程的时代，运营商正在建设分组交换网络，用于将分组从基站传送到RNC。分组与LAN环境中的交换方式不同，而且标准以太网交换设备未提供充足的功能。分组移动回程的一种常用技术是分组传输网络 (PTN)。本文介绍二层交换和PTN交换之间的几点明显区别。

　　前转标准二层交换机将把一个分组从一个以太网端口前转到另一个。交换在物理端口间进行。

　　网络边缘的PTN交换机有两个方面，分别是用户接口和网络接口。用户接口连接以太网端口上的用户流量。网络接口通过伪线 (PW) 和隧道(即LSP)与网络设备连接。许多PW通向同一个LSP，而许多LSP可能通向同一个物理端口。分组在用户端口间交换，或者在用户端口和PW间交换。尽管前转方法与二层交换机相似，但PTN增加了一个新的维度，即虚拟PW端口。

　　封装在二层交换中，分组格式通常保持不变。大多数分组编辑工作仅在VLAN字段中进行。入站和出站分组可以携带0、1或2个VLAN。VLAN处理规则必须足够灵活，以处理任意组合。

　　对于PTN交换，用户分组在交换到PW端口后必须封装到PW有效荷载中。PW分组可以有非常复杂的格式，包括外部二层头、外部VLAN、LSP标记、PW标记、控制字和内部MAC或IP帧。交换机需要首先分类外部二层头和标记，以识别PW以及PW标记的协议。之后，内部帧(以太网或IP)才可以被提取或前转。这种MAC-MPLS-MAC格式对分组处理提出了一个严峻的挑战。有些功能(例如分类)需要利用两次，第一次用于外部MAC，然后用于内部MAC。有些基于管道的架构可能难以满足这些要求。

　　前转表二层交换机使用MAC目的地址和VLAN搜索前转表。一般情况下，一台二层交换机只有一个表。

　　PTN交换机需要多个前转表才能支持多个用户。搜索将分两步进行。第一步是识别前转表，而第二步是定位表中的前转规则。

　　保护以太网的性质是“尽力而为”，因此，保护并不是需要关注的问题。这对LAN环境已经足够好，但对于运营商网络绝对不够。运营商习惯于享受到SONET/SDH中的APS(自动保护交换)支持能力，并将这一想法运用到PTN。

　　首先，PW和LSP需要1:1和1+1保护。在主PW出现故障时，该PW中的所有流量需要在50毫秒内切换到备用PW。与此相似，在主LSP出现故障时，该LSP中的所有PW将在50毫秒内切换到备用LSP。然后，环网保护要求环网上的所有流量在环网出现故障时重新路由。对于网状网络技术，快速重路由 (FRR) 也是一种保护机制，用于保证在链路故障时的快速恢复。

　　所有这些保护机制都要求数据面检查保护状态，并且做出前转决策。1+1保护状态下需要分组复制。CPU干预应完全避免，或者尽量保持最低水平。这对数据路径的设计提出了挑战。

　　OAM与保护一样，OAM是传统二层交换忽略的另一个方面，而从运营商角度讲，这是一项必须的功能。PW和LSP级都需要CFM和PM，目的是支持APS，并保证遵守服务等级协议 (SLA)。连接检查 (CC) 是检测任何故障和触发APS的关键。延迟和损耗测量是满足SLA的重要证据。

　　过去，OAM功能可与数据面处理分开，并单独处理。现在的趋势是，OAM越来越与数据面整合。例如，CC分组应尽可能多地实现最短的故障检测时间。但是，更高的分组速率要求更高的性能支持，因此最好在数据面处理CCM。延迟测量(DM) 要求硬件能够插入时间戳。损耗测量 (LM) 利用数据路径统计结果。将DM和LM集成到数据面设计中具有重要意义，而这对数据面处理器提出了新的要求。

　　二层和三层过去，交换机进行二层前转，而路由器进行三层前转。这些是不同的装置和设备，并用在不同的网络中。

　　PTN成为一个服务类型。运营商当然希望在同一个分组网络同时支持二层和三层服务。因此，来自用户接口的以太网和IP网络流量将通过PTN接受和传输。由于这个原因，PTN交换机需要能够提供二层和三层服务。对于二层服务，它将基于前转数据库把以太网分组交换到PW。对于三层服务，它将根据路由表把IP分组路由给PW。处理二层交换和三层路由的能力是一个巨大差异。

　　水平分割众所周知，PTN交换机将在用户端口和PW之间进行分组交换。通常，这必须遵守一些额外的前转规则。例如，在网状网络中不允许两个PW之间的前转。另外，从一个用户端口组向另一个用户端口组的前转也不允许。这种基于PW或端口的前转规则是水平分割的基础。

　　服务质量服务质量是一套特性，用于增强对SLA的遵从。它可能包括：策略、整型、日程安排、流量管理、拥塞控制、评论，简言之，与二层交换机相比，PTN交换机要求更全面、更先进的服务质量特性。

　　同步除了数据外，运营商还希望将时间信息传输给基站。时间信息可能是频率、阶段或者一天内的时间。IEEE 1588协议是实现这一目的的良好备选协议。然而，IEEE 1588的成功在很大程度上依赖于分组网络本身，尤其是网络延时变化。如果1588分组遇到过多的延时变化或者不对称延时，它就不可能从1588分组中恢复准确的时间信息。解决这个问题的方法有两种：

　　(1) 设计网络时说延时变化保持极小的水平(2) 在每个网络节点上支持透明时钟，这样，通过网络的延时是已知的，而且可以补偿。

　　在许多情况下，第2个选项更容易实现，这使得PTN对于支持透明时钟的要求降低。从硬件角度讲，交换机需要计算交换机中1588分组的等待时间，从分组头的一个专用字段中读取一个数值，将等待时间加到该值中，并写回分组中。所有这些都在分组传输的过程中进行。

　　结论我们已经讨论了二层交换和PTN交换，并从特性和功能方面确定了许多关键区别。二者之间还有许多区别。二层交换机已经成熟，并且被网络设备设计人员所熟知。PTN交换机是一种针对分组移动回程的新兴技术，具有光明的前景。尽管两者都基于分组交换，但区别也很明显。PTN交换机可以视为一个超集，它基本包含二层交换机的所有功能，但也增加了更多的功能。

　　分组移动回程这方面，运营商不仅需要二层交换。它们还需要更强大、更灵活的数据面处理器，以满足这些要求。由于PTN和其它技术仍是新技术，而且许多协议和标准尚未完全得到认可，因此，选择可编程、可升级的数据面解决方案非常重要。