随着网络的升级和扩容，传统的盒式防火墙已经很难满足大容量、高性能、可扩展的需求和挑战。这就引入了机架式防火墙产品的设计与研发。分布式的Crossbar架构能够很好的满足高性能和灵活扩展性的挑战。 分布式Crossbar架构除了交换网板采用了Crossbar架构之外，在每个业务板上也采用了Crossbar+交换芯片的架构。在业务板上加交换芯片可以很好地解决了本地交换的问题，而在业务板交换芯片和交换网板之间的Crossbar芯片解决了把业务板的业务数据信元化从而提高了交换效率，并且使得业务板的数据类型和交换网板的信元成为两个平面，也就是说可以有非常丰富的业务板，比如可以把防火墙、IPS系统、路由器、内容交换、IPv6等等类型的业务整合到核心交换平台上。同时这个Crossbar有相应的高速接口分别连接到两个主控板或者交换网板，从而大大提高了双主控主备切换的速度。

分布式Crossbar设计中，CPU也采用了分布式设计。设备主控板上的主CPU负责整机控制调度、路由表学习和下发;业务板从CPU主要负责本地查表、业务板状态维护、安全业务功能处理等工作。这就实现了分布式路由计算和分布式路由表查询，大大缓解主控板的压力，提高了设备的整体性能，这也是业务板本地转发能够提高效率的重要原因。这种分布式Crossbar、分布式业务处理的设计理念是核心网络设备设计的发展方向，保证了防火墙等安全设备能够部署到网络核心位置，不会成为网络的瓶颈。

上面的分布式Crossbar技术解决了高性能、可扩展的需求，下面的主要部件备份冗余设计解决了高可靠性的需求。如图1所示:不仅交换网板和控制模块采用双冗余设计，防火墙板、电源和接口板也采用双冗余设计。

为了配合分布式硬件架构，软件也采用分布式设计。主控板上运行主操作系统，负责整台设备的管理配置、路由学习、配置下发等。业务板操作系统负责接收下发的配置，和业务处理等功能。 由于采用了分布式架构设计，防火墙系统不仅在硬件上实现了控制平面和转发平面的分离，而且在软件上也实现了控制平面和转发平面的分离。这样能有效的提高系统的高性能和高可靠性。

要想利用分布式处理技术来提高网络安全产品的性能，我们首先要解决数据流在内部网络间转发的问题。在机架式体系架构上，一般用主控板来操作整台设备，对设备进行管理、配置，然后把配置下发到各个子系统上使他们协同工作。接口板用来提供设备的接口供用户接入网络，并把数据流提交到安全业务板上。由安全业务板完成访问策略控制、NAT地址转换、IPS防御、防病毒、IPSEC VPN等功能。