對骨干交換機功能特征說明講解

2020-04-18 12:45:04

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供稿：網友

　　骨干交換機的主要業(yè)務特征分為：組播業(yè)務將在以骨干交換機為主的領域內得到快速發(fā)展、三網合一的業(yè)務將在骨干交換機中得到應用、用戶管理業(yè)務將迅速發(fā)展等因素。

　　Internet的迅猛發(fā)展，電子商務、電子政務、電子貿易、電子期貨等網絡交易方式的采用，在加速物流、資金流周轉的同時，也加速了信息急速驟增，給網絡信息中心服務器增加了極大的壓力。

　　從而使普遍需要緩解網絡核心系統(tǒng)壓力的需求一浪高過一浪。為此，業(yè)界不得不開始考慮第四層交換概念了，以滿足基于策略聯(lián)網、高級QoS（Quality of Service：服務質量）以及其它服務改進的要求。

　　什么是第四層骨干交換機第四層交換的一個簡單定義是：它是一種功能，與其說第四層骨干交換機是硬件網絡設備，還不如說它是軟件網絡管理系統(tǒng)，換句話說就是一類以軟件技術為主，以硬件技術為輔的網絡管理交換設備。

　　它決定傳輸不僅僅依據(jù)MAC地址（第二層網橋）或源/目標IP地址（第三層路由），而且依據(jù)TCP/UDP（第四層）應用端口號。第四層交換功能就像是虛擬IP，指向物理服務器。

　　它傳輸?shù)臉I(yè)務服從的協(xié)議多種多樣，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協(xié)議。這些業(yè)務在物理服務器基礎上，需要復雜的載量平衡算法。在IP世界，業(yè)務類型由終端TCP或UDP端口地址來決定，在第四層交換中的應用區(qū)間則由源端和終端IP地址、TCP和UDP端口共同決定。

　　某些人認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，因而并非工作在傳輸層，而是仍然在第三層上進行交換操作，只不過是對第三層交換更加敏感而已，從根本上否定第四層交換的關鍵技術與作用。

　　我們知道，數(shù)據(jù)包的第二層IEEE802.1P字段或第三層IP ToS字段可以用于區(qū)分數(shù)據(jù)包本身的優(yōu)先級，我們說第四層交換機基于第四層數(shù)據(jù)包交換，這是說它可以根據(jù)第四層TCP/UDP端口號來分析數(shù)據(jù)包應用類型，即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絡流量和服務質量控制的智能型功能。

　　骨干交換機的業(yè)務特征

　　1、組播業(yè)務將在以骨干交換機為主的領域內得到快速發(fā)展

　　雖然實現(xiàn)大規(guī)模的組播應用尚有許多難題要克服，但組播應用的前景仍比較樂觀，尤其是在以太網技術深入發(fā)展和多媒體業(yè)務日漸增多的情況下，再加上骨干LANSwitch交換機的出現(xiàn)，使組播有著巨大的市場潛力。

　　并逐漸成為寬帶網絡中一種必不可少的業(yè)務。組播作為一種與單播并列的傳輸方式，其意義不僅在于減少對網絡資源的占用、提高擴展性，還在于利用網絡的組播特性方便地提供一些新的業(yè)務。隨著網絡中多媒體業(yè)務的日漸增多，組播的優(yōu)越性和重要性也越來越明顯。

　　2、三網合一的業(yè)務將在骨干交換機中得到應用

　　隨著IP技術的發(fā)展，語音、數(shù)據(jù)、視頻統(tǒng)一承載于IP網已經成為可能，特別是VoIP的應用已經非常廣泛，無論是企業(yè)還是運營商都大量地采用VoIP技術。在傳統(tǒng)的網絡中，語音、數(shù)據(jù)、視頻均承載于獨立的網絡，建網成本高、維護管理復雜，實施三網合一、多種業(yè)務統(tǒng)一于一個網絡，就可以避免分離網絡帶來的缺點。

　　3、用戶管理業(yè)務將迅速發(fā)展

　　目前擺在運營商面前一個最為迫切的任務就是如何使寬帶網絡像窄帶PSTN業(yè)務一樣，帶來可運營/可管理/可增值的特性。所以實現(xiàn)用戶管理是寬帶骨干交換機的一個重要的業(yè)務。

　　在第四層中，TCP和UDP標題包含端口號（port number），它們可以唯一區(qū)分每個數(shù)據(jù)包包含哪些應用協(xié)議（例如HTTP、FTP等）。端點系統(tǒng)利用這種信息來區(qū)分包中的數(shù)據(jù)，尤其是端口號使一個接收端計算機系統(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。端口號和設備IP地址的組合通常稱作“插口（socket）”。分配端口號的最近清單可以在RFC 1700“Assigned Numbers”上找到。

　　TCP/UDP端口號提供的附加信息可以為網絡交換機所利用，這是第四層交換的基礎。具有第四層功能的交換機能夠起到與服務器相連接的“虛擬IP”（VIP）前端的作用。每臺服務器和支持單一或通用應用的服務器組都配置一個VIP地址。這個VIP地址被發(fā)送出去并在域名系統(tǒng)上注冊。

　　在發(fā)出一個服務請求時，第四層交換機通過判定TCP開始，來識別一次會話的開始。然后它利用復雜的算法來確定處理這個請求的最佳服務器。一旦做出這種決定，交換機就將會話與一個具體的IP地址聯(lián)系在一起，并用該服務器真正的IP地址來代替服務器上的VIP地址。

　　每臺第四層交換機都保存一個與被選擇的服務器相配的源IP地址以及源TCP 端口相關聯(lián)的連接表。然后第四層交換機向這臺服務器轉發(fā)連接請求。所有后續(xù)包在客戶機與服務器之間重新影射和轉發(fā)，直到交換機發(fā)現(xiàn)會話為止。

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