第四層骨干交換機(jī)介紹

　　骨干交換機(jī)的主要業(yè)務(wù)特征分為：組播業(yè)務(wù)將在以骨干交換機(jī)為主的領(lǐng)域內(nèi)得到快速發(fā)展、三網(wǎng)合一的業(yè)務(wù)將在骨干交換機(jī)中得到應(yīng)用、用戶管理業(yè)務(wù)將迅速發(fā)展等因素。

　　Internet的迅猛發(fā)展，電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子貿(mào)易、電子期貨等網(wǎng)絡(luò)交易方式的采用，在加速物流、資金流周轉(zhuǎn)的同時(shí)，也加速了信息急速驟增，給網(wǎng)絡(luò)信息中心服 務(wù)器增加了極大的壓力。從而使普遍需要緩解網(wǎng)絡(luò)核心系統(tǒng)壓力的需求一浪高過一浪。為此，業(yè)界不得不開始考慮第四層交換概念了，以滿足基于策略聯(lián)網(wǎng)、高級(jí)QoS（Quality of Service：服務(wù)質(zhì)量）以及其它服務(wù)改進(jìn)的要求。

　　什么是第四層骨干交換機(jī)？第四層交換的一個(gè)簡單定義是：它是一種功能，與其說第四層骨干交換機(jī)是硬件網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還不如說它是軟件網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，換句話說就是一類以軟件技術(shù)為主，以硬件技術(shù)為輔的網(wǎng)絡(luò)管理交換設(shè)備。

　　它決定傳輸不僅僅依據(jù)MAC地址（第二層網(wǎng)橋）或源/目標(biāo)IP地址（第三層路由），而且依據(jù)TCP/UDP（第四層）應(yīng)用端口號(hào)。第四層交換功能就像是虛擬IP，指向物理服務(wù)器。

　　它傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)服從的協(xié)議多種多樣，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協(xié)議。這些業(yè)務(wù)在物理服務(wù)器基礎(chǔ)上，需要復(fù)雜的載量平衡算法。在IP世界，業(yè)務(wù)類型由終端TCP或UDP端口地址來決定，在第四層交換中的應(yīng)用區(qū)間則由源端和終端IP地址、TCP和UDP端口共同決定。

　　某些人認(rèn)為所謂第四層交換機(jī)實(shí)際上就是在第三層交換機(jī)上增加了具有通過辨別第四層協(xié)議端口的能力，僅在第三層交換機(jī)上增加了一些增值軟件罷了，因而并非工作在傳輸層，而是仍然在第三層上進(jìn)行交換操作，只不過是對(duì)第三層交換更加敏感而已，從根本上否定第四層交換的關(guān)鍵技術(shù)與作用。

　　我們知道，數(shù)據(jù)包的第二層IEEE802.1P字段或第三層IP ToS字段可以用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)包本身的優(yōu)先級(jí)，我們說第四層交換機(jī)基于第四層數(shù)據(jù)包交換，這是說它可以根據(jù)第四層TCP/UDP端口號(hào)來分析數(shù)據(jù)包應(yīng)用類型，即第四層交換機(jī)不僅完全具備第三層交換機(jī)的所有交換功能和性能，還能支持第三層交換機(jī)不可能擁有的網(wǎng)絡(luò)流量和服務(wù)質(zhì)量控制的智能型功能。

　　骨干交換機(jī)的業(yè)務(wù)特征

　　1、組播業(yè)務(wù)將在以骨干交換機(jī)為主的領(lǐng)域內(nèi)得到快速發(fā)展

　　雖然實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的組播應(yīng)用尚有許多難題要克服，但組播應(yīng)用的前景仍比較樂觀，尤其是在以太網(wǎng)技術(shù)深入發(fā)展和多媒體業(yè)務(wù)日漸增多的情況下，再加上骨干LANSwitch交換機(jī)的出現(xiàn)，使組播有著巨大的市場(chǎng)潛力。

　　并逐漸成為寬帶網(wǎng)絡(luò)中一種必不可少的業(yè)務(wù)。組播作為一種與單播并列的傳輸方式，其意義不僅在于減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的占用、提高擴(kuò)展性，還在于利用網(wǎng)絡(luò)的組播特性方便地提供一些新的業(yè)務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)中多媒體業(yè)務(wù)的日漸增多，組播的優(yōu)越性和重要性也越來越明顯。

　　2、三網(wǎng)合一的業(yè)務(wù)將在骨干交換機(jī)中得到應(yīng)用

　　隨著IP技術(shù)的發(fā)展，語音、數(shù)據(jù)、視頻統(tǒng)一承載于IP網(wǎng)已經(jīng)成為可能，特別是VoIP的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，無論是企業(yè)還是運(yùn)營商都大量地采用VoIP技術(shù)。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，語音、數(shù)據(jù)、視頻均承載于獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，建網(wǎng)成本高、維護(hù)管理復(fù)雜，實(shí)施三網(wǎng)合一、多種業(yè)務(wù)統(tǒng)一于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，就可以避免分離網(wǎng)絡(luò)帶來的缺點(diǎn)。

　　3、用戶管理業(yè)務(wù)將迅速發(fā)展

　　目前擺在運(yùn)營商面前一個(gè)最為迫切的任務(wù)就是如何使寬帶網(wǎng)絡(luò)像窄帶PSTN業(yè)務(wù)一樣，帶來可運(yùn)營/可管理/可增值的特性。所以實(shí)現(xiàn)用戶管理是寬帶骨干交換機(jī)的一個(gè)重要的業(yè)務(wù)。

　　在第四層中，TCP和UDP標(biāo)題包含端口號(hào)（port number），它們可以唯一區(qū)分每個(gè)數(shù)據(jù)包包含哪些應(yīng)用協(xié)議（例如HTTP、FTP等）。端點(diǎn)系統(tǒng)利用這種信息來區(qū)分包中的數(shù)據(jù)，尤其是端口號(hào)使一個(gè)接收端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)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(hào)和設(shè)備IP地址的組合通常稱作“插口（socket）”。分配端口號(hào)的最近清單可以在RFC 1700“Assigned Numbers”上找到。

　　TCP/UDP端口號(hào)提供的附加信息可以為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)所利用，這是第四層交換的基礎(chǔ)。具有第四層功能的交換機(jī)能夠起到與服務(wù)器相連接的“虛擬IP”（VIP）前端的作用。每臺(tái)服務(wù)器和支持單一或通用應(yīng)用的服務(wù)器組都配置一個(gè)VIP地址。這個(gè)VIP地址被發(fā)送出去并在域名系統(tǒng)上注冊(cè)。

　　在發(fā)出一個(gè)服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，第四層交換機(jī)通過判定TCP開始，來識(shí)別一次會(huì)話的開始。然后它利用復(fù)雜的算法來確定處理這個(gè)請(qǐng)求的最佳服務(wù)器。一旦做出這種決定，交換機(jī)就將會(huì)話與一個(gè)具體的IP地址聯(lián)系在一起，并用該服務(wù)器真正的IP地址來代替服務(wù)器上的VIP地址。

　　每臺(tái)第四層交換機(jī)都保存一個(gè)與被選擇的服務(wù)器相配的源IP地址以及源TCP 端口相關(guān)聯(lián)的連接表。然后第四層交換機(jī)向這臺(tái)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)連接請(qǐng)求。所有后續(xù)包在客戶機(jī)與服務(wù)器之間重新影射和轉(zhuǎn)發(fā)，直到交換機(jī)發(fā)現(xiàn)會(huì)話為止。

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