負(fù)載均衡的使用大大提高了網(wǎng)絡(luò)性能。那么，在嵌入服務(wù)器負(fù)載均衡技術(shù)的第四層交換中，它是如何完成任務(wù)呢？下面我們將從幾個(gè)概念入手幫助大家分析一下其中的原理。希望大家能理解相關(guān)內(nèi)容。

第四層交換區(qū)別于第三層交換的主要不同之處，就是在于這種過(guò)濾能力是在ASIC專用高速芯片中實(shí)現(xiàn)的，甚至同一品牌的交換機(jī)，其命令也不同。使用菜單命令在操作上更加方便一些。

1.數(shù)據(jù)包過(guò)濾：在傳統(tǒng)路由器上，采用第四層信息端口號(hào)去定義訪問(wèn)控制列表過(guò)濾規(guī)則。四層交換也借用了控制列表的概念，但和基于軟件的路由器不一樣，第四層交換是在ASIC專用高速芯片中實(shí)現(xiàn)的，從而使過(guò)濾控制可以線速進(jìn)行。

2.服務(wù)質(zhì)量：TCP/UDP第四層信息還可以用于建立應(yīng)用通信的優(yōu)先級(jí)。第四層交換允許用基于端口號(hào)(應(yīng)用)來(lái)區(qū)分優(yōu)先級(jí)，設(shè)置優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，確保重要的流量(如：VOIP、視頻)在得到最快的處理，使緊急應(yīng)用獲得網(wǎng)絡(luò)的高級(jí)別服務(wù)。

3.負(fù)載均衡：第四層交換負(fù)載均衡的原理，就是按照IP地址和TCP端口進(jìn)行虛擬連接的交換，直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的計(jì)算機(jī)的相應(yīng)端口中。具備第四層交換能力的交換機(jī)，能作為一個(gè)硬件負(fù)載均衡器，完成服務(wù)器負(fù)載均衡。

于第四層交換基于硬件芯片，因此性能非常優(yōu)秀，尤其是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣?，交換的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。采用第四層交換機(jī)設(shè)備，所有的集群主機(jī)通過(guò)第四層交換機(jī)與外部Internet相連，外部客戶防問(wèn)服務(wù)器時(shí)通過(guò)第四層交換機(jī)動(dòng)態(tài)分配服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)服務(wù)器負(fù)載均衡，當(dāng)其中一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，由交換機(jī)動(dòng)態(tài)將所有流量分配到集群中的其他主機(jī)上。

4.主機(jī)備用連接：主機(jī)備用連接為端口設(shè)備提供了冗余連接，從而在交換機(jī)發(fā)生故障時(shí)有效保護(hù)系統(tǒng)，這種服務(wù)允許定義主備交換機(jī)，同虛擬服務(wù)器定義一樣，它們有相同的配置參數(shù)。

由于第四層交換機(jī)共享相同的MAC地址，備份交換機(jī)接收和主單元全部一樣的數(shù)據(jù)。這使得備份交換機(jī)能夠監(jiān)視主交換機(jī)服務(wù)的通信內(nèi)容。主交換機(jī)持續(xù)地通知備份交換機(jī)第四層的有關(guān)數(shù)據(jù)、MAC數(shù)據(jù)以及它的電源狀況。主交換機(jī)失敗時(shí)，備份交換機(jī)就會(huì)自動(dòng)接管，不會(huì)中斷對(duì)話或連接。

5.統(tǒng)計(jì)與報(bào)告：通過(guò)查詢第四層數(shù)據(jù)包，第四層交換機(jī)能夠提供更詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)記錄。因?yàn)楣芾韱T可以收集到更詳細(xì)的哪一個(gè)IP地址在進(jìn)行通信的信息，甚至可根據(jù)通信中涉及到哪一個(gè)應(yīng)用層服務(wù)來(lái)收集通信信息。

當(dāng)服務(wù)器支持多個(gè)服務(wù)時(shí)，這些統(tǒng)計(jì)對(duì)于考察服務(wù)器上每個(gè)應(yīng)用的負(fù)載尤其有效。增加的統(tǒng)計(jì)服務(wù)對(duì)于使用交換機(jī)的服務(wù)器負(fù)載均衡服務(wù)連接同樣十分有用。包含詳盡的實(shí)時(shí)報(bào)告和歷史紀(jì)錄報(bào)告，全面的報(bào)告功能為管理員提供了對(duì)帶寬資源的充分掌握，從而使企業(yè)可以作出更合適的業(yè)務(wù)決策。

第四層交換機(jī)在業(yè)界有一通用的名字叫做“應(yīng)用交換機(jī)”，比較有名的有如下幾款：美國(guó)的F5公司的BIG-IP 2400系列鏈路應(yīng)用交換機(jī)可實(shí)定制負(fù)載平衡，流量?jī)?yōu)先級(jí)安排，基于政策的流量引導(dǎo)，來(lái)源、目的地和應(yīng)用交換。

Radware公司的Web Server Director應(yīng)用交換機(jī)可保障服務(wù)器群的完全可用性、優(yōu)化運(yùn)行以及完備的安全性，從而保證網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心范圍內(nèi)的應(yīng)用能獲得高度可靠性和性能。美國(guó)Foundry公司 ServerIronGT-C2404F應(yīng)用交換機(jī)可實(shí)現(xiàn)全局服務(wù)器負(fù)載均衡,高性能 VPN/防火墻負(fù)載均衡，透明緩存交換，,鏈路負(fù)載均衡，防DoS攻擊保護(hù)服務(wù)器。

總結(jié)：

隨著網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)由小型到中型到大型的發(fā)展趨勢(shì)，交換技術(shù)也由原來(lái)最初的基于MAC地址的交換，發(fā)展到基于IP地址的交換，進(jìn)一步發(fā)展到基于IP+端口的交換，本文對(duì)第四層交換技術(shù)作了一個(gè)比較全面的介紹。

如今也有產(chǎn)品更提出了第七層交換(基于內(nèi)容的交換)?？梢?jiàn)，網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)的不斷發(fā)展使得原來(lái)由基于數(shù)據(jù)的交換變成了基于應(yīng)用的交換，不僅提高了網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)速度，而且不斷地優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)的整體性能。