第四层交换机技术浅析.pdfVIP

第23卷 第6期 赤峰 学院 学报(自然科 学版 ) VoI_23 No．6 2007年12月 Journal of Chifeng University(Natural Science Edition) Dec 2007 第四层交换机技术浅析 王智军 (赤峰学院 计算机科学与技术系，内蒙古 赤峰 024000) 摘 要：对第二层、第三层交换机工作原理做了简单描述，并阐述了第四层交换机及其与前两层交换机的技术联系；第四 层交换机支持的重要技术及应用。并对高层交换机的发展方向做了概括说明． 关键词：第二层交换机；第三层交换机；第四层交换机 中图分类号：TP393．1 文献标识码：A 文章编号：1673—260X(2007)06—0042—02 随着百兆、千兆，甚至万兆局域网的逐渐普及，宽带城 度上也能由传统路由器和第二层交换机搭载完成，但这种 域网，甚至宽带广域网的广泛应用，不管是Intranet、Ex— 搭载方案与采用三层交换机相比，不仅需要更多的设备配 tranet、还小区智能网，日益扩张的海量信息量，正迫使着人 置、占用更大的空问、设计更多的布线和花费更高的成本， 们对网络系统中的音频、视频、数据等信息的传输量要求越 而且数据传输性能也要差得多，因为在海量数据传输中，搭 来越高．为此，提出了第四层交换概念，以满足基于策略联 载方案中的路由器无法克服路由传输速率瓶颈． 网、高级QoS(Quality of Service：服务质量)以及其它服务改 第四层交换机不仅可以完成端到端交换，还能根据端 进的要求． 口主机的应用特点，确定或限制它的交换流量．简单地说， 1 什么是第四层交换机 第四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的，是一类 第二层交换机，是根据第二层数据链路层的MAC地址 基于TCP／IP协议应用层的用户应用交换需求的新型局域网 和通过站表选择路由来完成端到端的数据交换的．因为站 交换机．第四层交换机支持TCP／UDP第四层以下的所有协 表的建立与维护是由交换机自动完成，而路由器又是属于 议，可识别至少80个字节的数据包包头长度，可根据 第三层设备，其寻址过程是根据IP地址寻址和通过路由表 TCP／UDP端口号来区分数据包的应用类型，从而实现应用 与路由协议产生的．所以，第二层交换机的最大好处是数 层的访问控制和服务质量保证．所以，与其说第四层交换 据传输速度快，因为它只须识别数据帧中的MAC地址，而 机是硬件网络设备，还不如说它是软件网络管理系统．也 直接根据MAC地址产生选择转发端口的算法又十分简单， 就是说，第四层交换机是一类以软件技术为主，以硬件技术 非常便于采用ASIC专用芯片实现．显然，第二层交换机的 为辅的网络管理交换没备．我们知道，数据包的第二层 解决方案，实际上是一个“处处交换”的廉价方案，虽然该方 IEEE802．1P字段或第三层IP ToS字段可以用于区分数据 案也能划分子网、限制广播、建立VLAN，但它的控制能力较 包本身的优先级，我们说第四层交换机基于第四层数据包 小、灵活性不够，也无法控制各信息点的流量，缺乏方便实 交换，这是说它可以根据第四层TCP／UDP端口号来分析数 用的路由功能． 据包应用类型，即第四层交换机不仅完全具备第三层交换 第三层交换机，是直接根据第三层网络层IP地址来完 机的所有交换功能和性能，还能支持第三层交换机不可能 成端到端的数据交换的．表面上看，第三层交换机是第二 拥有的网络流量和服务质量控制的智能型功能． 层交换机与路由器的合二而一，然而这种结合并非简单的