对骨干交换机功能特征说明讲解

　　骨干交换机的主要业务特征分为：组播业务将在以骨干交换机为主的领域内得到快速发展、三网合一的业务将在骨干交换机中得到应用、用户管理业务将迅速发展等因素。

　　Internet的迅猛发展，电子商务、电子政务、电子贸易、电子期货等网络交易方式的采用，在加速物流、资金流周转的同时，也加速了信息急速骤增，给网络信息中心服 务器增加了极大的压力。

　　从而使普遍需要缓解网络核心系统压力的需求一浪高过一浪。为此，业界不得不开始考虑第四层交换概念了，以满足基于策略联网、高级QoS（Quality of Service：服务质量）以及其它服务改进的要求。

　　什么是第四层骨干交换机第四层交换的一个简单定义是：它是一种功能，与其说第四层骨干交换机是硬件网络设备，还不如说它是软件网络管理系统，换句话说就是一类以软件技术为主，以硬件技术为辅的网络管理交换设备。

　　它决定传输不仅仅依据MAC地址（第二层网桥）或源/目标IP地址（第三层路由），而且依据TCP/UDP（第四层）应用端口号。第四层交换功能就像是虚拟IP，指向物理服务器。

　　它传输的业务服从的协议多种多样，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他协议。这些业务在物理服务器基础上，需要复杂的载量平衡算法。在IP世界，业务类型由终端TCP或UDP端口地址来决定，在第四层交换中的应用区间则由源端和终端IP地址、TCP和UDP端口共同决定。

　　某些人认为所谓第四层交换机实际上就是在第三层交换机上增加了具有通过辨别第四层协议端口的能力，仅在第三层交换机上增加了一些增值软件罢了，因而并非工作在传输层，而是仍然在第三层上进行交换操作，只不过是对第三层交换更加敏感而已，从根本上否定第四层交换的关键技术与作用。

　　我们知道，数据包的第二层IEEE802.1P字段或第三层IP ToS字段可以用于区分数据包本身的优先级，我们说第四层交换机基于第四层数据包交换，这是说它可以根据第四层TCP/UDP端口号来分析数据包应用类型，即第四层交换机不仅完全具备第三层交换机的所有交换功能和性能，还能支持第三层交换机不可能拥有的网络流量和服务质量控制的智能型功能。

　　骨干交换机的业务特征

　　1、组播业务将在以骨干交换机为主的领域内得到快速发展

　　虽然实现大规模的组播应用尚有许多难题要克服，但组播应用的前景仍比较乐观，尤其是在以太网技术深入发展和多媒体业务日渐增多的情况下，再加上骨干LANSwitch交换机的出现，使组播有着巨大的市场潜力。

　　并逐渐成为宽带网络中一种必不可少的业务。组播作为一种与单播并列的传输方式，其意义不仅在于减少对网络资源的占用、提高扩展性，还在于利用网络的组播特性方便地提供一些新的业务。随着网络中多媒体业务的日渐增多，组播的优越性和重要性也越来越明显。

　　2、三网合一的业务将在骨干交换机中得到应用

　　随着IP技术的发展，语音、数据、视频统一承载于IP网已经成为可能，特别是VoIP的应用已经非常广泛，无论是企业还是运营商都大量地采用VoIP技术。在传统的网络中，语音、数据、视频均承载于独立的网络，建网成本高、维护管理复杂，实施三网合一、多种业务统一于一个网络，就可以避免分离网络带来的缺点。

　　3、用户管理业务将迅速发展

　　目前摆在运营商面前一个最为迫切的任务就是如何使宽带网络像窄带PSTN业务一样，带来可运营/可管理/可增值的特性。所以实现用户管理是宽带骨干交换机的一个重要的业务。

　　在第四层中，TCP和UDP标题包含端口号（port number），它们可以唯一区分每个数据包包含哪些应用协议（例如HTTP、FTP等）。端点系统利用这种信息来区分包中的数据，尤其是端口号使一个接收端计算机系统能够确定它所收到的IP包类型，并把它交给合适的高层软件。端口号和设备IP地址的组合通常称作“插口（socket）”。分配端口号的最近清单可以在RFC 1700“Assigned Numbers”上找到。

　　TCP/UDP端口号提供的附加信息可以为网络交换机所利用，这是第四层交换的基础。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。

　　在发出一个服务请求时，第四层交换机通过判定TCP开始，来识别一次会话的开始。然后它利用复杂的算法来确定处理这个请求的最佳服务器。一旦做出这种决定，交换机就将会话与一个具体的IP地址联系在一起，并用该服务器真正的IP地址来代替服务器上的VIP地址。

　　每台第四层交换机都保存一个与被选择的服务器相配的源IP地址以及源TCP 端口相关联的连接表。然后第四层交换机向这台服务器转发连接请求。所有后续包在客户机与服务器之间重新影射和转发，直到交换机发现会话为止。