詳解第四層交換技術

時間：2024-08-18 17:13:55 網絡技術我要投稿

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詳解第四層交換技術

　　交換機就像一臺服務器一樣把網頁傳遞給電腦，此時給你的感覺就像在訪問一個網站一樣。四層交換機都保存一個與被選擇的服務器相配的源IP地址以及源TCP端口相關聯的連接表，那么，下面小編就對第四層交換技術做一下自己看法和見解，希望能給大家帶來相關的幫助。

　　第四層交換的一個簡單定義是：它是一種功能，它決定傳輸不僅僅依據MAC地址(第二層網橋)或源/目標IP地址(第三層路由)，而且依據TCP/UDP(第四層) 應用端口號。第四層交換功能就象是虛IP，指向物理服務器。它傳輸的業務服從的協議多種多樣，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協議。這些業務在物理服務器基礎上，需要復雜的載量平衡算法。

　　在IP世界，業務類型由終端TCP或UDP端口地址來決定，在第四層交換中的應用區間則由源端和終端IP地址、TCP和UDP端口共同決定。在第四層交換中為每個供搜尋使用的服務器組設立虛IP地址(VIP)，每組服務器支持某種應用。

　　在域名服務器(DNS)中存儲的每個應用服務器地址是VIP，而不是真實的服務器地址。當某用戶申請應用時，一個帶有目標服務器組的VIP連接請求(例如一個TCP SYN包)發給服務器交換機。

　　服務器交換機在組中選取最好的服務器，將終端地址中的VIP用實際服務器的IP取代，并將連接請求傳給服務器。這樣，同一區間所有的包由服務器交換機進行映射，在用戶和同一服務器間進行傳輸。

　　OSI模型的第四層是傳輸層。傳輸層負責端對端通信，即在網絡源和目標系統之間協調通信。在IP協議棧中這是TCP(一種傳輸協議)和UDP(用戶數據包協議)所在的協議層。在第四層中，TCP和UDP標題包含端口號(port number)，它們可以唯一區分每個數據包包含哪些應用協議(例如HTTP、FTP等)。

　　端點系統利用這種信息來區分包中的數據，尤其是端口號使一個接收端計算機系統能夠確定它所收到的IP包類型，并把它交給合適的高層軟件。端口號和設備IP地址的組合通常稱作"插口(socket)"。

　　1和255之間的端口號被保留，他們稱為"熟知"端口，也就是說，在所有主機TCP/I P協議棧實現中，這些端口號是相同的。除了"熟知"端口外，標準UNIX服務分配在256到1024端口范圍，定制的應用一般在1024以上分配端口號。分配端口號的最近清單可以在RFC1700 "Assigned Numbers"上找到。

　　如何選用合適的第四層交換

　　(1) 速度

　　為了在企業網中行之有效，第四層交換必須提供與第三層線速路由器可比擬的性能。也就是說，第四層交換必須在所有端口以全介質速度操作，即使在多個千兆以太網連接上亦如此。千兆以太網速度等于以每秒1488000 個數據包的最大速度路由(假定最壞的情形,即所有包為以及網定義的最小尺寸,長64字節)。

　　(2) 服務器容量平衡算法

　　依據所希望的容量平衡間隔尺寸，第四層交換機將應用分配給服務器的算法有很多種，有簡單的檢測環路最近的連接、檢測環路時延或檢測服務器本身的閉環反饋。在所有的預測中，閉環反饋提供反映服務器現有業務量的最精確的檢測。

　　(3) 表容量

　　應注意的是，進行第四層交換的交換機需要有區分和存貯大量發送表項的能力。交換機在一個企業網的核心時尤其如此。許多第二/ 三層交換機傾向發送表的大小與網絡設備的數量成正比。

　　對第四層交換機，這個數量必須乘以網絡中使用的不同應用協議和會話的數量。因而發送表的大小隨端點設備和應用類型數量的增長而迅速增長。第四層交換機設計者在設計其產品時需要考慮表的這種增長。大的表容量對制造支持線速發送第四層流量的高性能交換機至關重要.

　　(4) 冗余

　　第四層交換機內部有支持冗余拓撲結構的功能。在具有雙鏈路的網卡容錯連接時，就可能建立從一個服務器到網卡，鏈路和服務器交換器的完全冗余系統。可網管交換機的管理方式。

　　可網管交換機附帶了一條串口電纜，供交換機管理使用。先把串口電纜的一端插在交換機背面的串口里，另一端插在普通電腦的串口里。然后接通交換機和電腦電源。在Windows 98和Windows 2000里都提供了“超級終端”程序。打開“超級終端”，在設定好連接參數后，就可以通過串口電纜與交換機交互了，如圖1所示。這種方式并不占用交換機的帶寬，因此稱為“帶外管理”(Out of band)。

　　在這種管理方式下，交換機提供了一個菜單驅動的控制臺界面或命令行界面。你可以使用“Tab”鍵或箭頭鍵在菜單和子菜單里移動，按回車鍵執行相應的命令，或者使用專用的交換機管理命令集管理交換機。不同品牌的交換機命令集是不同的，甚至同一品牌的交換機，其命令也不同。使用菜單命令在操作上更加方便一些。

　　可網管交換機可以通過Web(網絡瀏覽器)管理，但是必須給交換機指定一個IP地址。這個IP地址除了供管理交換機使用之外，并沒有其他用途。在默認狀態下，交換機沒有IP地址，必須通過串口或其他方式指定一個IP地址之后，才能啟用這種管理方式。

　　使用網絡瀏覽器管理交換機時，交換機相當于一臺Web服務器，只是網頁并不儲存在硬盤里面，而是在交換機的NVRAM里面，通過程序可以把NVRAM里面的Web程序升級。當管理員在瀏覽器中輸入交換機的IP地址時。

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