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基于第四層交換技術(shù)的負(fù)載均衡( 二 )

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2.3 具有第四層交換能力的產(chǎn)品
目前Berkeley Networks公司、Alteon Networks公司等公司都有比較成熟的第四層交換產(chǎn)品和模塊推出 。Berkeley Networks公司的eXPoneNT e4和Alteon Networks公司的ACEswith 180兩款第四層交換產(chǎn)品具有突出的性能和靈活性，能夠比第二層和第三層交換機(jī)做出更智能的轉(zhuǎn)發(fā)決定 。由于把包頭查詢的代碼嵌入到交換機(jī)中的專用集成電路（ASIC）中去實(shí)現(xiàn)上述功能，幾乎不會(huì)造成任何延時(shí) 。這兩家廠商的交換機(jī)都能實(shí)現(xiàn)10M、100M和吉比特以太網(wǎng)功能，但是Berkeley的交換機(jī)是設(shè)計(jì)用于企業(yè)應(yīng)用的，而Alteon交換機(jī)則是用于擁有大量Web或FTP服務(wù)器的機(jī)構(gòu)的 。Alteon的第四層交換技術(shù)能通過(guò)對(duì)服務(wù)器的性能和運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)不同服務(wù)器的健康狀況，將來(lái)訪的數(shù)據(jù)流量以經(jīng)濟(jì)高效的方式分配到合適的服務(wù)器上 。同時(shí)，Alteon的第四層交換技術(shù)具有Web高速緩存重定向功能，能把指定發(fā)往遠(yuǎn)程Internet主機(jī)的HTTP通信攔截，并將這些通信重新定向到本地的高速緩存服務(wù)器上，從而大大加快了訪問(wèn)Internet的速度，并節(jié)省了大量寶貴的廣域網(wǎng)帶寬 。而且這對(duì)于用戶和信息提供者來(lái)說(shuō)是完全透明的，不需要用戶和信息提供者做任何的設(shè)置 。
Cabletron 公司的SmartSwitch Router和Torrent Networking Technologies公司推出的IP9000 吉比特 Router 也是具有第四層交換功能的產(chǎn)品 。其中SmartSwitch Router可以實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)從常規(guī)第三層交換向全面的第三層、第四層交換功能的升級(jí)轉(zhuǎn)換，其獨(dú)特的廣域網(wǎng)集成能力以及基于第四層交換的訪問(wèn)控制能力對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸安全、有序地進(jìn)行發(fā)揮了要害作用 。此外，Cabletron SmartSwitch Router基于第四層交換的QoS功能為特定業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)交換提供了不同級(jí)別的優(yōu)先處理能力 。
3 使用第四層交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器負(fù)載均衡
以下設(shè)計(jì)來(lái)源于某高校網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心的實(shí)際應(yīng)用 。通過(guò)Alteon的第四層交換機(jī)為遠(yuǎn)程教學(xué)提供各種應(yīng)用服務(wù)的負(fù)載均衡，提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能 。
學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程交互學(xué)習(xí) 。網(wǎng)絡(luò)學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)中心配制了三組服務(wù)器，每組服務(wù)器包括若干臺(tái)具備相同內(nèi)容的服務(wù)器 。其中有Web服務(wù)器組，教學(xué)服務(wù)器組，DATA（數(shù)據(jù)庫(kù)）服務(wù)器組 。其中每組服務(wù)器組都配制一個(gè)虛擬IP 。學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)這些應(yīng)用服務(wù)器 。每一組服務(wù)器都連接到Alteon的第四層交換機(jī)上，在交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)的負(fù)載均衡 。
Alteon的第四層交換機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器的可用性，包括物理連接、服務(wù)器主機(jī)、服務(wù)應(yīng)用本身的健康狀況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某臺(tái)服務(wù)器不能提供相應(yīng)的服務(wù)時(shí)，交換機(jī)自動(dòng)把該應(yīng)用請(qǐng)求分配到好的其他服務(wù)器 。Alteon第四層交換機(jī)還可以通過(guò)設(shè)置每臺(tái)服務(wù)器能承受的最大會(huì)話數(shù)，設(shè)置溢出服務(wù)器、備份服務(wù)器等方法來(lái)進(jìn)一步保證服務(wù)器系統(tǒng)的可靠性 。服務(wù)器在同一局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡時(shí)采用多種負(fù)載均衡算法，包括Least Connection、Round Robin、MinMiss和散列算法，以及對(duì)算法的加權(quán)等等 。當(dāng)服務(wù)器不在同一局域網(wǎng)內(nèi)時(shí)，利用Alteon交換機(jī)的GlobalLoad Balance技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)的合理性問(wèn)題 。
假設(shè)Web服務(wù)器組有三臺(tái)內(nèi)容相同的Web服務(wù)器S1、S2、S3 。其中S1的真實(shí)IP是10.1.1.1，S2的真實(shí)IP是10.1.1.2，S3的真實(shí)IP是10.1.1.3 。這個(gè)Web服務(wù)器組的虛擬IP為61.134.38.5 。
當(dāng)同時(shí)有多個(gè)學(xué)生訪問(wèn)我們的Web服務(wù)，Alteon第四層交換機(jī)接受到多個(gè)并發(fā)請(qǐng)求訪問(wèn)61.134.38.5上的Web服務(wù) 。此時(shí)，Alteon第四層交換機(jī)將會(huì)根據(jù)一定的算法將這些請(qǐng)求合理地分配給S1、S2、S3實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的負(fù)載均衡 。
以上簡(jiǎn)單介紹了第四層交換技術(shù)在服務(wù)器負(fù)載均衡方面的應(yīng)用 。然而第四層交換除了負(fù)載均衡功能外還支持其他功能，如基于應(yīng)用類型和用戶ID的傳輸流控制功能 。采用多級(jí)排隊(duì)技術(shù)，第四層交換機(jī)可以根據(jù)應(yīng)用來(lái)標(biāo)記傳輸流以及為傳輸流分配優(yōu)先級(jí) 。此外，第四層交換機(jī)直接安放在服務(wù)器前端，它了解應(yīng)用會(huì)話內(nèi)容和用戶權(quán)限，因而使它成為了防止非授權(quán)訪問(wèn)服務(wù)器的理想平臺(tái) 。

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