闡述四層交換機技術原理
在OSI模型的第四層是傳輸層,傳輸層的主要任務是負責端對端的通信任務,四層交換機技術可以根據數據幀的協議端口信息進行目標端口判斷與分析工作。
在第四層中,TCP和UDP標題包含端口號(portnumber),它們可以唯一區分每個數據包包含哪些應用協議(例如HTTP、FTP等)。端點系統利用這種信息來區分包中的數據,尤其是端口號使一個接收端計算機系統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)"。 1和255之間的端口號被保留,他們稱為"熟知"端口,也就是說,在所有主機TCP/IP協議棧實現中,這些端口號是相同的。除了"熟知"端口外。
標準UNIX服務分配在256到1024端口范圍,定制的應用一般在1024以上分配端口號。分配端口號的最近清單可以在RFc1700"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4層交換的基礎。
隨著通信業的發展以及國民經濟信息化的推進,以太網交換機市場呈穩步上升態勢。由于以太網具有性能價格比高、高度靈活、相對簡單、易于實現等特點。所以,以太網技術已成為當今最重要的一種局域網組網技術,以太網交換機也就成為了最普及的交換機。
從廣義上來看,四層交換機分為兩種:廣域網交換機和局域網交換機。廣域網交換機主要應用于電信領域,提供通信基礎平臺。而局域網交換機則應用于局域網絡,用于連接終端設備,如PC機及網絡打印機等。
按照現在復雜的網絡構成方式,網絡交換機被劃分為接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機。其中,核心層交換機全部采用機箱式模塊化設計,已經基本上都設計了與之相配備的1000Base-T模塊。
接入層支持1000Base-T的以太網交換機基本上是固定端口式交換機,以10/100M端口為主,并且以固定端口或擴展槽方式提供1000Base-T的上聯端口。匯聚層1000Base-T交換機同時存在機箱式和固定端口式兩種設計,可以提供多個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共同構成完整的中小型局域網解決方案。
從傳輸介質和傳輸速度上看,局域網交換機可以分為以太網交換機、快速以太網交換機、千兆以太網交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環交換機等多種,這些交換機分別適用于以太網、快速以太網、FDDI、ATM和令牌環網等環境。
從規模應用上又有企業級交換機、部門級交換機和工作組交換機等。各廠商劃分的尺度并不完全一致,一般來講,企業級交換機都是機架式,部門級交換機可以是機架式,也可以是固定配置式。
而工作組級交換機則一般為固定配置式,功能較為簡單。另一方面,從應用的規模來看,作為骨干交換機時,支持500個信息點以上大型企業應用的交換機為企業級交換機,支持300個信息點以下中型企業的交換機為部門級交換機,而支持100個信息點以內的交換機為工作組級交換機。
根據架構特點,人們還將局域網交換機分為機架式、帶擴展槽固定配置式、不帶擴展槽固定配置式三種產品。機架式交換機是一種插槽式的交換機,這種交換機擴展性較好,可支持不同的網絡類型,如以太網、快速以太網、千兆以太網、ATM、令牌環及FDDI等,但價格較貴。
不少高端交換機都采用機架式結構。帶擴展槽固定配置式交換機是一種有固定端口并帶少量擴展槽的交換機,這種交換機在支持固定端口類型網絡的基礎上,還可以通過擴展其他網絡類型模塊來支持其他類型網絡。
這類交換機的價格居中。不帶擴展槽固定配置式交換機僅支持一種類型的網絡(一般是以太網),可應用于小型企業或辦公室環境下的局域網,價格最便宜,應用也最廣泛。按照OSI的七層網絡模型,交換機又可以分為第二層交換機、第三層交換機、第四層交換機等,一直到第七層交換機。
基于MAC地址工作的第二層交換機最為普遍,用于網絡接入層和匯聚層?;贗P地址和協議進行交換的第三層交換機普遍應用于網絡的核心層,也少量應用于匯聚層。部分第三層交換機也同時具有第四層交換功能,可以根據數據幀的協議端口信息進行目標端口判斷。第四層以上的交換機稱之為內容型交換機,主要用于互聯網數據中心。
按照交換機的可管理性,又可把四層交換機分為可管理型交換機和不可管理型交換機,它們的區別在于對SNMP、RMON等網管協議的支持??晒芾硇?FONT size=+0>交換機便于網絡監控、流量分析。
但成本也相對較高。大中型網絡在匯聚層應該選擇可管理型交換機,在接入層視應用需要而定,核心層交換機則全部是可管理型交換機。按照交換機是否可堆疊,交換機又可分為可堆疊型四層交換機和不可堆疊型交換機兩種。設計堆疊技術的一個主要目的是為了增加端口密度。
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