第四層交換機技術大概括
第四層交換區(qū)別于第三層交換的主要不同之處,就是在于這種過濾能力是在ASIC專用高速芯片中實現的,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。
1.數據包過濾:在傳統(tǒng)路由器上,采用第四層信息端口號去定義訪問控制列表過濾規(guī)則。四層交換也借用了控制列表的概念,但和基于軟件的路由器不一樣,第四層交換是在ASIC專用高速芯片中實現的,從而使過濾控制可以線速進行。
2.服務質量:TCP/UDP第四層信息還可以用于建立應用通信的優(yōu)先級。第四層交換允許用基于端口號(應用)來區(qū)分優(yōu)先級,設置優(yōu)先級隊列,確保重要的流量(如:VOIP、視頻)在得到最快的處理,使緊急應用獲得網絡的高級別服務。
3.負載均衡:第四層交換負載均衡的原理,就是按照IP地址和TCP端口進行虛擬連接的交換,直接將數據包發(fā)送到目的計算機的相應端口中。具備第四層交換能力的交換機,能作為一個硬件負載均衡器,完成服務器的負載均衡。
于第四層交換基于硬件芯片,因此性能非常優(yōu)秀,尤其是對于網絡傳輸的速度,交換的速度遠遠超過普通的數據包轉發(fā)。采用第四層交換機設備,所有的集群主機通過第四層交換機與外部Internet相連,外部客戶防問服務器時通過第四層交換機動態(tài)分配服務器,實現動態(tài)負載均衡,當其中一臺服務器出現故障時,由交換機動態(tài)將所有流量分配到集群中的其他主機上。
4.主機備用連接:主機備用連接為端口設備提供了冗余連接,從而在交換機發(fā)生故障時有效保護系統(tǒng),這種服務允許定義主備交換機,同虛擬服務器定義一樣,它們有相同的配置參數。
由于第四層交換機共享相同的MAC地址,備份交換機接收和主單元全部一樣的數據。這使得備份交換機能夠監(jiān)視主交換機服務的通信內容。主交換機持續(xù)地通知備份交換機第四層的有關數據、MAC數據以及它的電源狀況。主交換機失敗時,備份交換機就會自動接管,不會中斷對話或連接。
5.統(tǒng)計與報告:通過查詢第四層數據包,第四層交換機能夠提供更詳細的統(tǒng)計記錄。因為管理員可以收集到更詳細的哪一個IP地址在進行通信的信息,甚至可根據通信中涉及到哪一個應用層服務來收集通信信息。
當服務器支持多個服務時,這些統(tǒng)計對于考察服務器上每個應用的負載尤其有效。增加的統(tǒng)計服務對于使用交換機的服務器負載均衡服務連接同樣十分有用。包含詳盡的實時報告和歷史紀錄報告,全面的報告功能為管理員提供了對帶寬資源的充分掌握,從而使企業(yè)可以作出更合適的業(yè)務決策。
第四層交換機在業(yè)界有一通用的名字叫做“應用交換機”,比較有名的有如下幾款:美國的F5公司的BIG-IP 2400系列鏈路應用交換機可實定制負載平衡,流量優(yōu)先級安排,基于政策的流量引導,來源、目的地和應用交換。
總結:
隨著網絡信息系統(tǒng)由小型到中型到大型的發(fā)展趨勢,交換技術也由原來最初的基于MAC地址的交換,發(fā)展到基于IP地址的交換,進一步發(fā)展到基于IP+端口的交換,本文對第四層交換技術作了一個比較全面的介紹。
如今也有產品更提出了第七層交換(基于內容的交換)?梢,網絡交換技術的不斷發(fā)展使得原來由基于數據的交換變成了基于應用的交換,不僅提高了網絡的訪問速度,而且不斷地優(yōu)化了網絡的整體性能。
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