2018通信互联网技术考试难点：四层交换技术

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       四层交换技术

       四层交换技术利用第三层和第四层包头中的信息来识别应用数据流会话，这些信息包括TCP/User数据报协议（UDP）端口号、标记应用会话开始与结束的“SYN/FIN”位以及IP源/目的地址。利用这些信息，第四层交换机可以做出向何处转发会话传输流的智能决定。对于使用多种不同系统来支持一种应用的大型企业数据中心、Internet服务提供商或内容提供商来说，第四层交换的作用是尤其重要的。同样，当在很多服务器上进行复制功能时，第四层交换也会起到很大的作用。

       路由器和第三层交换机在转发不同数据包时并不了解哪个包在前、哪个包在后。第四层交换技术从头至尾跟踪和维持各个会话。因此，第四层交换机是真正的“会话交换机”。

       路由器根据链路或网络节点的可用性和性能做出转发决定，而第四层交换机则根据会话和应用层信息做出转发决定。因此用户的请求可以根据不同的规则被转发到“最佳”的服务器上第四层交换技术是用于传输数据和实现多台服务器间负载均衡的理想机制。

       具有第四层功能的交换机能够起到与服务器相连接的“虚拟IP”（VIP）前端的作用。每台服务器和支持单一或通用应用的服务器组都配置一个VIP地址。这个VIP地址被发送出去并在域名系统上注册。

       在使用第四层交换的情况下，接入可以与真正的服务器连接在一起来满足用户制定的规则。例如，使每台服务器上有相等数S的接入或根据不同服务器的容量来分配传输流。

       目前，一般的单功能负载均衡产品可以每秒连接400到800个接入。而同时具有第二层和第四层功能的新一代产品（使用定制的专用集成电路的基于硬件的负载均衡功能）的连接速度则超过了每秒10万次接入。

       在所有这一切中的关键问题是如何确定传输流转发给哪台最可用的服务器。目前，在做出负载均衡决定时采用了多种方法。根据所需负载均衡的颗粒度，第四层交换机可以利用多种方法将应用会话分配到服务器上。这些方法包括求权数最小接入的简单加权循环、测量往返时延和服务器自身的闭合环路反馈等。

       闭合环路反馈是最先进的方法，它利用可用内存、I/O中断和CPU利用率等特定的系统信息，这些信息可以为适配器驱动器和第四层交换机自动获取。目前的闭合环路反馈机制要求在每台服务器上安装软件代理。

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