闡述四層交換機(jī)技術(shù)原理
在OSI模型的第四層是傳輸層，傳輸層的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)端對(duì)端的通信任務(wù)，四層交換機(jī)技術(shù)可以根據(jù)數(shù)據(jù)幀的協(xié)議端口信息進(jìn)行目標(biāo)端口判斷與分析工作。
在第四層中，TCP和UDP標(biāo)題包含端口號(hào)(portnumber)，它們可以唯一區(qū)分每個(gè)數(shù)據(jù)包包含哪些應(yīng)用協(xié)議(例如HTTP、FTP等)。端點(diǎn)系統(tǒng)利用這種信息來(lái)區(qū)分包中的數(shù)據(jù)，尤其是端口號(hào)使一個(gè)接收端計(jì)算機(jī)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(hào)和設(shè)備IP地址的組合通常稱作"插口(socket)"。 1和255之間的端口號(hào)被保留，他們稱為"熟知"端口，也就是說(shuō)，在所有主機(jī)TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)中，這些端口號(hào)是相同的。除了"熟知"端口外。
標(biāo)準(zhǔn)UNIX服務(wù)分配在256到1024端口范圍，定制的應(yīng)用一般在1024以上分配端口號(hào)。分配端口號(hào)的最近清單可以在RFc1700"Assigned Numbers"上找到。TCP/UDP端口號(hào)提供的附加信息可以為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)所利用，這是第4層交換的基礎(chǔ)。
隨著通信業(yè)的發(fā)展以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化的推進(jìn)，以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)呈穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)。由于以太網(wǎng)具有性能價(jià)格比高、高度靈活、相對(duì)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。所以，以太網(wǎng)技術(shù)已成為當(dāng)今最重要的一種局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，以太網(wǎng)交換機(jī)也就成為了最普及的交換機(jī)。
從廣義上來(lái)看，四層交換機(jī)分為兩種：廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。廣域網(wǎng)交換機(jī)主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信基礎(chǔ)平臺(tái)。而局域網(wǎng)交換機(jī)則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。
按照現(xiàn)在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方式，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)被劃分為接入層交換機(jī)、匯聚層交換機(jī)和核心層交換機(jī)。其中，核心層交換機(jī)全部采用機(jī)箱式模塊化設(shè)計(jì)，已經(jīng)基本上都設(shè)計(jì)了與之相配備的1000Base-T模塊。
接入層支持1000Base-T的以太網(wǎng)交換機(jī)基本上是固定端口式交換機(jī)，以10/100M端口為主，并且以固定端口或擴(kuò)展槽方式提供1000Base-T的上聯(lián)端口。匯聚層1000Base-T交換機(jī)同時(shí)存在機(jī)箱式和固定端口式兩種設(shè)計(jì)，可以提供多個(gè)1000Base-T端口，一般也可以提供1000Base-X等其他形式的端口。接入層和匯聚層交換機(jī)共同構(gòu)成完整的中小型局域網(wǎng)解決方案。
從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上看，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等多種，這些交換機(jī)分別適用于以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI、ATM和令牌環(huán)網(wǎng)等環(huán)境。
從規(guī)模應(yīng)用上又有企業(yè)級(jí)交換機(jī)、部門級(jí)交換機(jī)和工作組交換機(jī)等。各廠商劃分的尺度并不完全一致，一般來(lái)講，企業(yè)級(jí)交換機(jī)都是機(jī)架式，部門級(jí)交換機(jī)可以是機(jī)架式，也可以是固定配置式。
而工作組級(jí)交換機(jī)則一般為固定配置式，功能較為簡(jiǎn)單。另一方面，從應(yīng)用的規(guī)模來(lái)看，作為骨干交換機(jī)時(shí)，支持500個(gè)信息點(diǎn)以上大型企業(yè)應(yīng)用的交換機(jī)為企業(yè)級(jí)交換機(jī)，支持300個(gè)信息點(diǎn)以下中型企業(yè)的交換機(jī)為部門級(jí)交換機(jī)，而支持100個(gè)信息點(diǎn)以內(nèi)的交換機(jī)為工作組級(jí)交換機(jī)。
根據(jù)架構(gòu)特點(diǎn)，人們還將局域網(wǎng)交換機(jī)分為機(jī)架式、帶擴(kuò)展槽固定配置式、不帶擴(kuò)展槽固定配置式三種產(chǎn)品。機(jī)架式交換機(jī)是一種插槽式的交換機(jī)，這種交換機(jī)擴(kuò)展性較好，可支持不同的網(wǎng)絡(luò)類型，如以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、ATM、令牌環(huán)及FDDI等，但價(jià)格較貴。
不少高端交換機(jī)都采用機(jī)架式結(jié)構(gòu)。帶擴(kuò)展槽固定配置式交換機(jī)是一種有固定端口并帶少量擴(kuò)展槽的交換機(jī)，這種交換機(jī)在支持固定端口類型網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，還可以通過(guò)擴(kuò)展其他網(wǎng)絡(luò)類型模塊來(lái)支持其他類型網(wǎng)絡(luò)。
這類交換機(jī)的價(jià)格居中。不帶擴(kuò)展槽固定配置式交換機(jī)僅支持一種類型的網(wǎng)絡(luò)（一般是以太網(wǎng)），可應(yīng)用于小型企業(yè)或辦公室環(huán)境下的局域網(wǎng)，價(jià)格最便宜，應(yīng)用也最廣泛。按照OSI的七層網(wǎng)絡(luò)模型，交換機(jī)又可以分為第二層交換機(jī)、第三層交換機(jī)、第四層交換機(jī)等，一直到第七層交換機(jī)。
基于MAC地址工作的第二層交換機(jī)最為普遍，用于網(wǎng)絡(luò)接入層和匯聚層。基于IP地址和協(xié)議進(jìn)行交換的第三層交換機(jī)普遍應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的核心層，也少量應(yīng)用于匯聚層。部分第三層交換機(jī)也同時(shí)具有第四層交換功能，可以根據(jù)數(shù)據(jù)幀的協(xié)議端口信息進(jìn)行目標(biāo)端口判斷。第四層以上的交換機(jī)稱之為內(nèi)容型交換機(jī)，主要用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。
按照交換機(jī)的可管理性，又可把四層交換機(jī)分為可管理型交換機(jī)和不可管理型交換機(jī)，它們的區(qū)別在于對(duì)SNMP、RMON等網(wǎng)管協(xié)議的支持。可管理型交換機(jī)便于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、流量分析。
但成本也相對(duì)較高。大中型網(wǎng)絡(luò)在匯聚層應(yīng)該選擇可管理型交換機(jī)，在接入層視應(yīng)用需要而定，核心層交換機(jī)則全部是可管理型交換機(jī)。按照交換機(jī)是否可堆疊，交換機(jī)又可分為可堆疊型四層交換機(jī)和不可堆疊型交換機(jī)兩種。設(shè)計(jì)堆疊技術(shù)的一個(gè)主要目的是為了增加端口密度。
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