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剖析第四层交换技术有关内容
作者:系统管理员    发布于:2017-10-16 08:41:07    文字:【】【】【
摘要:在使用第四层交换的情况下,进行第四层交换的交换机需要有区分和存贮大量发送表项的能力。交换机在一个企业网的核心时尤其如此。

随着宽带的普及,各种网络应用的深入,我们的局域网络正在承担着繁重的业务流量,交换机就将会话与一个具体的IP地址联系在一起,并用该服务器真正的IP地址来代替服务器上的VIP地址。

频、视频、数据等信息的传输量充斥着占用带宽,我们不得不为这些数据流量提供差别化的服务,让时延敏感性的和重要的数据优先通过,这就不得不考虑第四层交换机,以满足基于策略调度、QoS以及安全服务的需求。

第二层交换实现局域网内主机间的快速信息交流,第三层交换可以说是交换技术与路由技术的完美结合,而第四层交换技术则可以为网络应用资源提供最优分配,实现应用服务服务质量、负载均衡及安全

控制。四层交换并不是要取代谁,其实现在径渭分明的二层交换和三层交换已融入四层交换技术。第二层交换机,是根据第二层数据链路层的MAC地址和MAC地址表来完成端到端的数据交换的。第二层交

换机只须识别数据帧中的MAC地址,而直接根据MAC地址转发,非常便于采用ASIC专用芯片实现。第二层交换的解决方案,是一个“处处交换”的方案,虽然该方案也能划分子网、限制广播、建立VLAN,但它的控制能力较小、灵活性不够,也无法控制流量,缺乏路由功能。

第三层交换机,是根据第三层的网络层IP地址来完成端到端的数据交换的,主要应用于不同VLAN子网间的路由。当某一信息源的第一个数据流进行第三层交换(路由)后,交换机会产生一个MAC地址与IP地址

的映射表,并将该表存储起来,如同一信息源的后续数据流再次进入交换机,交换机将根据第一次产生保存的地址映射表,直接从第二层由源地址传输到目的地址,不再经过第三路由系统处理,提高了数

据包的转发效率,解决了VLAN子网间传输信息时传统路由器产生的速率瓶颈。第四层交换机不仅可以完成端到端交换,还能根据端口主机的应用特点,确定或限制它的交换流量。简

单地说,第四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的,是一类基于TCP/IP协议应用层的用户应用交换需求的新型局域网交换机。第四层交换机支持TCP/UDP第四层以下的所有协议,可根据TCP/UDP端口号

来区分数据包的应用类型,从而实现应用层的访问控制和服务质量保证。可以查看第三层数据包头源地址和目的地址的内容,可以通过基于观察到的信息采取相应的动作,实现带宽分配、故障诊断和对

TCP/IP应用程序数据流进行访问控制的关键功能。第四层交换机通过任务分配和负载均衡优化网络,并提供详细的流量统计信息和记帐信息,从而在应用的层级上解决网络拥塞、网络安全和网络管理等问题,使网络具有智能和可管理。

OSI网络参考模型的第四层是传输层。传输层负责端到端通信,即在网络源和目标系统之间协调通信。在IP协议栈中这是TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)所在的协议层。TCP和UDP包含端口号,

它可以唯一区分每个数据包包含哪些应用协议(例如HTTP、FTP、telnet等等)。TCP/UDP端口号提供的附加信息可以为网络交换机所利用,四层交换机利用这种信息来区分包中的数据,这是第四层交换的基础。

第四层交换机通过查询第四层数据包,能够提供更详细的统计记录。这样,管理员根据需要可以收集到更详细的哪一个IP地址在进行通信的信息,甚至可根据通信中涉及到哪一个应用层服务来收集通信信息。这些统计对于考察服务器上每个应用的负载尤其有效,例如可以查看某项服务应用占据的系统资源等。

第四层交换技术相对原来的第二层、第三层交换技术具有明显的优点。它不同于路由器或第三层交换,只针对单一的包进行处理,不清楚上一个包从哪来、也不知道下一个包的情况,只根据包报头中的TCP端口数字建立优先队列,由路由器根据链路和网络可用的节点决定包的路由;而第四层交换机则是在可用的服务器和性能基础上先确定区间。

如今,组建一个高速、宽带、稳定、可靠,且能融合安全与保密等全新需求的内外联网络系统,是当前企业网络发展的趋势。在巨大的市场潜力推动下,更多的厂商致力于生产性能更好、更先进的第四层交换器产品,甚至第七层交换机产品这样令人雀跃的局面也是大势所趋,这必将进一步促进网络应用技术的发展。

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