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詳解第四層交換技術(shù)
交換機(jī)就像一臺(tái)服務(wù)器一樣把網(wǎng)頁(yè)傳遞給電腦，此時(shí)給你的感覺(jué)就像在訪問(wèn)一個(gè)網(wǎng)站一樣。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，那么，下面小編就對(duì)第四層交換技術(shù)做一下自己看法和見(jiàn)解，希望能給大家?guī)?lái)相關(guān)的幫助。
第四層交換的一個(gè)簡(jiǎn)單定義是：它是一種功能，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)。第四層交換功能就象是虛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(lái)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。在第四層交換中為每個(gè)供搜尋使用的服務(wù)器組設(shè)立虛IP地址(VIP)，每組服務(wù)器支持某種應(yīng)用。
在域名服務(wù)器(DNS)中存儲(chǔ)的每個(gè)應(yīng)用服務(wù)器地址是VIP，而不是真實(shí)的服務(wù)器地址。當(dāng)某用戶申請(qǐng)應(yīng)用時(shí)，一個(gè)帶有目標(biāo)服務(wù)器組的VIP連接請(qǐng)求(例如一個(gè)TCP SYN包)發(fā)給服務(wù)器交換機(jī)。
服務(wù)器交換機(jī)在組中選取最好的服務(wù)器，將終端地址中的VIP用實(shí)際服務(wù)器的IP取代，并將連接請(qǐng)求傳給服務(wù)器。這樣，同一區(qū)間所有的包由服務(wù)器交換機(jī)進(jìn)行映射，在用戶和同一服務(wù)器間進(jìn)行傳輸。
OSI模型的第四層是傳輸層。傳輸層負(fù)責(zé)端對(duì)端通信，即在網(wǎng)絡(luò)源和目標(biāo)系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)通信。在IP協(xié)議棧中這是TCP(一種傳輸協(xié)議)和UDP(用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)所在的協(xié)議層。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(lái)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)"。
1和255之間的端口號(hào)被保留，他們稱為"熟知"端口，也就是說(shuō)，在所有主機(jī)TCP/I P協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)中，這些端口號(hào)是相同的。除了"熟知"端口外，標(biāo)準(zhǔn)UNIX服務(wù)分配在256到1024端口范圍，定制的應(yīng)用一般在1024以上分配端口號(hào)。分配端口號(hào)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(yè)網(wǎng)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(shuō)，第四層交換必須在所有端口以全介質(zhì)速度操作，即使在多個(gè)千兆以太網(wǎng)連接上亦如此。千兆以太網(wǎng)速度等于以每秒1488000 個(gè)數(shù)據(jù)包的最大速度路由(假定最壞的情形,即所有包為以及網(wǎng)定義的最小尺寸,長(zhǎng)64字節(jié))。
(2) 服務(wù)器容量平衡算法
依據(jù)所希望的容量平衡間隔尺寸，第四層交換機(jī)將應(yīng)用分配給服務(wù)器的算法有很多種，有簡(jiǎn)單的檢測(cè)環(huán)路最近的連接、檢測(cè)環(huán)路時(shí)延或檢測(cè)服務(wù)器本身的閉環(huán)反饋。在所有的預(yù)測(cè)中，閉環(huán)反饋提供反映服務(wù)器現(xiàn)有業(yè)務(wù)量的最精確的檢測(cè)。
(3) 表容量
應(yīng)注意的是，進(jìn)行第四層交換的交換機(jī)需要有區(qū)分和存貯大量發(fā)送表項(xiàng)的能力。交換機(jī)在一個(gè)企業(yè)網(wǎng)的核心時(shí)尤其如此。許多第二/ 三層交換機(jī)傾向發(fā)送表的大小與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量成正比。
對(duì)第四層交換機(jī)，這個(gè)數(shù)量必須乘以網(wǎng)絡(luò)中使用的不同應(yīng)用協(xié)議和會(huì)話的數(shù)量。因而發(fā)送表的大小隨端點(diǎn)設(shè)備和應(yīng)用類型數(shù)量的增長(zhǎng)而迅速增長(zhǎng)。第四層交換機(jī)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)其產(chǎn)品時(shí)需要考慮表的這種增長(zhǎng)。大的表容量對(duì)制造支持線速發(fā)送第四層流量的高性能交換機(jī)至關(guān)重要.
(4) 冗余
第四層交換機(jī)內(nèi)部有支持冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功能。在具有雙鏈路的網(wǎng)卡容錯(cuò)連接時(shí)，就可能建立從一個(gè)服務(wù)器到網(wǎng)卡，鏈路和服務(wù)器交換器的完全冗余系統(tǒng)。可網(wǎng)管交換機(jī)的管理方式。
可網(wǎng)管交換機(jī)附帶了一條串口電纜，供交換機(jī)管理使用。先把串口電纜的一端插在交換機(jī)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(jī)和電腦電源。在Windows 98和Windows 2000里都提供了“超級(jí)終端”程序。打開(kāi)“超級(jí)終端”，在設(shè)定好連接參數(shù)后，就可以通過(guò)串口電纜與交換機(jī)交互了，如圖1所示。這種方式并不占用交換機(jī)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(jī)提供了一個(gè)菜單驅(qū)動(dòng)的控制臺(tái)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(dòng)，按回車(chē)鍵執(zhí)行相應(yīng)的命令，或者使用專用的交換機(jī)管理命令集管理交換機(jī)。不同品牌的交換機(jī)命令集是不同的，甚至同一品牌的交換機(jī)，其命令也不同。使用菜單命令在操作上更加方便一些。
可網(wǎng)管交換機(jī)可以通過(guò)Web(網(wǎng)絡(luò)瀏覽器)管理，但是必須給交換機(jī)指定一個(gè)IP地址。這個(gè)IP地址除了供管理交換機(jī)使用之外，并沒(méi)有其他用途。在默認(rèn)狀態(tài)下，交換機(jī)沒(méi)有IP地址，必須通過(guò)串口或其他方式指定一個(gè)IP地址之后，才能啟用這種管理方式。
使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器管理交換機(jī)時(shí)，交換機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)Web服務(wù)器，只是網(wǎng)頁(yè)并不儲(chǔ)存在硬盤(pán)里面，而是在交換機(jī)的NVRAM里面，通過(guò)程序可以把NVRAM里面的Web程序升級(jí)。當(dāng)管理員在瀏覽器中輸入交換機(jī)的IP地址時(shí)。
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