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大勢所趨 第四層交換器技術(shù)入門分析

云知道

近年來，隨著百兆、千兆、甚至萬兆局域網(wǎng)的逐漸普及，寬帶局域網(wǎng)，甚至帶寬廣域網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，帶動著交換器技術(shù)的不斷發(fā)展 。企業(yè)應(yīng)用中，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，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 。面對一浪高過一浪網(wǎng)絡(luò)核心系統(tǒng)壓力緩解需求，第四層交換機的出現(xiàn)就是在必然了 。
什么是第四層交換機
第四層交換機是采用第四層交換技術(shù)而開發(fā)出來的交換機產(chǎn)品，當(dāng)然它工作于OSI/RM模型的第四層，即傳輸層，直接面對具體應(yīng)用 。從功能來看，與其說第四層交換機是硬件網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還不如說它是軟件網(wǎng)絡(luò)治理系統(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)治理交換設(shè)備 。第四層交換機支持TCP/UDP第四層以下的所有協(xié)議，如HTTP，F(xiàn)TP、Telnet、SSL等，可識別至少80個字節(jié)的數(shù)據(jù)包包頭長度，可根據(jù)TCP/UDP端口號來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)包的應(yīng)用類型，從而實現(xiàn)應(yīng)用層的訪問控制和服務(wù)質(zhì)量保證 。
很多人在區(qū)分第四層交換器和第三層交換器原理時都有所混淆，認(rèn)為所謂第四層交換機實際上就是在第三層交換機上增加了具有通過辨別第四層協(xié)議端口的能力，僅在第三層交換機上增加了一些增值軟件罷了，并非工作在傳輸層，而是仍然在第三層上進行交換操作 。而第四層交換機是根據(jù)TCP/UDP端口號來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)包的，也就是說第四層交換機不僅完全具備第三層交換機的所有交換功能和性能，還能支持第三層交換機不可能擁有的網(wǎng)絡(luò)流量和服務(wù)質(zhì)量控制的智能型功能 。
第四層交換機支持的重要技術(shù)
不同于第二層交換設(shè)備依靠MAC地址和802.1Q協(xié)議的VLAN標(biāo)簽完成鏈路層交換過程，也不同于第三層交換/路由設(shè)備將IP地址信息用于網(wǎng)絡(luò)路徑選擇來完成交換過程，第四層交換設(shè)備則是用傳輸層數(shù)據(jù)包的包頭信息來幫助信息交換和傳輸處理的，也就是每個IP包中的所有協(xié)議或進程，這樣使用的第四層交換協(xié)議其實就是TCP（用于基于連接的對話，例如FTP）和UDP（用基于無連接的通信，例如SNMP或SMTP）這兩個協(xié)議 。
由于TCP和UDP數(shù)據(jù)包的包頭能夠指明正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包類型，因此，使用與特定應(yīng)用有關(guān)的信息（端口號），就可以完成大量與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及信息傳輸和交換相關(guān)的質(zhì)量服務(wù) 。其中有五項技術(shù)至關(guān)重要，也是第四層交換機普遍采用的主要技術(shù) 。
一、包過濾/安全控制：
和傳統(tǒng)的基于軟件的路由器不一樣，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(xiàn)的，從而使這種安全過濾控制機制可以全線速地進行，極大地提高了包過濾速率 。而采用第四層信息去定義過濾規(guī)則已經(jīng)成為一般路由器的默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，它不僅能夠答應(yīng)或禁止IP子網(wǎng)間的鏈接，還可以控制指定TCP/UDP端口的通信 。
二、服務(wù)質(zhì)量：
在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，TCP/UDP第四層信息，往往用于建立應(yīng)用級通信優(yōu)先權(quán)限 。例如對于TCP/UDP中數(shù)據(jù)包的端口號進行交換 。它答應(yīng)根據(jù)應(yīng)用程序劃分通信數(shù)據(jù)的優(yōu)先權(quán)，能夠根據(jù)某種特定應(yīng)用程度的通信量，將一定量的帶寬用于重要的應(yīng)用程序 。從某種意義上講，第四層交換提供了在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)服務(wù)等級（COS）的方法 。這樣對于一個Intranet來說，它可以減少WWW或FTP的通信量，而給E-MAIL或Telent通信量設(shè)置更高的優(yōu)先權(quán) 。因此，第四層交換機基于如此功能就顯得尤為重要了 。假如在信息通信中，因缺乏第四層信息而受到妨礙導(dǎo)致優(yōu)先權(quán)無從談起，將大大阻止緊急應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)上的迅速傳輸 。

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