2018通信互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)考試難點：四層交換技術(shù)

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       四層交換技術(shù)

       四層交換技術(shù)利用第三層和第四層包頭中的信息來識別應(yīng)用數(shù)據(jù)流會話，這些信息包括TCP/User數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）端口號、標(biāo)記應(yīng)用會話開始與結(jié)束的“SYN/FIN”位以及IP源/目的地址。利用這些信息，第四層交換機可以做出向何處轉(zhuǎn)發(fā)會話傳輸流的智能決定。對于使用多種不同系統(tǒng)來支持一種應(yīng)用的大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心、Internet服務(wù)提供商或內(nèi)容提供商來說，第四層交換的作用是尤其重要的。同樣，當(dāng)在很多服務(wù)器上進(jìn)行復(fù)制功能時，第四層交換也會起到很大的作用。

       路由器和第三層交換機在轉(zhuǎn)發(fā)不同數(shù)據(jù)包時并不了解哪個包在前、哪個包在后。第四層交換技術(shù)從頭至尾跟蹤和維持各個會話。因此，第四層交換機是真正的“會話交換機”。

       路由器根據(jù)鏈路或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的可用性和性能做出轉(zhuǎn)發(fā)決定，而第四層交換機則根據(jù)會話和應(yīng)用層信息做出轉(zhuǎn)發(fā)決定。因此用戶的請求可以根據(jù)不同的規(guī)則被轉(zhuǎn)發(fā)到“最佳”的服務(wù)器上第四層交換技術(shù)是用于傳輸數(shù)據(jù)和實現(xiàn)多臺服務(wù)器間負(fù)載均衡的理想機制。

       具有第四層功能的交換機能夠起到與服務(wù)器相連接的“虛擬IP”（VIP）前端的作用。每臺服務(wù)器和支持單一或通用應(yīng)用的服務(wù)器組都配置一個VIP地址。這個VIP地址被發(fā)送出去并在域名系統(tǒng)上注冊。

       在使用第四層交換的情況下，接入可以與真正的服務(wù)器連接在一起來滿足用戶制定的規(guī)則。例如，使每臺服務(wù)器上有相等數(shù)S的接入或根據(jù)不同服務(wù)器的容量來分配傳輸流。

       目前，一般的單功能負(fù)載均衡產(chǎn)品可以每秒連接400到800個接入。而同時具有第二層和第四層功能的新一代產(chǎn)品（使用定制的專用集成電路的基于硬件的負(fù)載均衡功能）的連接速度則超過了每秒10萬次接入。

       在所有這一切中的關(guān)鍵問題是如何確定傳輸流轉(zhuǎn)發(fā)給哪臺最可用的服務(wù)器。目前，在做出負(fù)載均衡決定時采用了多種方法。根據(jù)所需負(fù)載均衡的顆粒度，第四層交換機可以利用多種方法將應(yīng)用會話分配到服務(wù)器上。這些方法包括求權(quán)數(shù)最小接入的簡單加權(quán)循環(huán)、測量往返時延和服務(wù)器自身的閉合環(huán)路反饋等。

       閉合環(huán)路反饋是最先進(jìn)的方法，它利用可用內(nèi)存、I/O中斷和CPU利用率等特定的系統(tǒng)信息，這些信息可以為適配器驅(qū)動器和第四層交換機自動獲取。目前的閉合環(huán)路反饋機制要求在每臺服務(wù)器上安裝軟件代理。

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