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基于第四层交换技术的负载均衡( 二 )

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2.3 具有第四层交换能力的产品
目前Berkeley Networks公司、Alteon Networks公司等公司都有比较成熟的第四层交换产品和模块推出 。Berkeley Networks公司的eXPoneNT e4和Alteon Networks公司的ACEswith 180两款第四层交换产品具有突出的性能和灵活性，能够比第二层和第三层交换机做出更智能的转发决定 。由于把包头查询的代码嵌入到交换机中的专用集成电路（ASIC）中去实现上述功能，几乎不会造成任何延时 。这两家厂商的交换机都能实现10M、100M和吉比特以太网功能，但是Berkeley的交换机是设计用于企业应用的，而Alteon交换机则是用于拥有大量Web或FTP服务器的机构的 。Alteon的第四层交换技术能通过对服务器的性能和运行状况的实时监测，根据不同服务器的健康状况，将来访的数据流量以经济高效的方式分配到合适的服务器上 。同时，Alteon的第四层交换技术具有Web高速缓存重定向功能，能把指定发往远程Internet主机的HTTP通信拦截，并将这些通信重新定向到本地的高速缓存服务器上，从而大大加快了访问Internet的速度，并节省了大量宝贵的广域网带宽 。而且这对于用户和信息提供者来说是完全透明的，不需要用户和信息提供者做任何的设置 。
Cabletron 公司的SmartSwitch Router和Torrent Networking Technologies公司推出的IP9000 吉比特 Router 也是具有第四层交换功能的产品 。其中SmartSwitch Router可以实现骨干网从常规第三层交换向全面的第三层、第四层交换功能的升级转换，其独特的广域网集成能力以及基于第四层交换的访问控制能力对于网络数据传输安全、有序地进行发挥了要害作用 。此外，Cabletron SmartSwitch Router基于第四层交换的QoS功能为特定业务应用数据交换提供了不同级别的优先处理能力 。
3 使用第四层交换技术实现服务器负载均衡
以下设计来源于某高校网络教育学院网络中心的实际应用 。通过Alteon的第四层交换机为远程教学提供各种应用服务的负载均衡，提高网络的整体性能 。
学生通过互联网进行远程交互学习 。网络学院的网络中心配制了三组服务器，每组服务器包括若干台具备相同内容的服务器 。其中有Web服务器组，教学服务器组，DATA（数据库）服务器组 。其中每组服务器组都配制一个虚拟IP 。学生通过互联网访问这些应用服务器 。每一组服务器都连接到Alteon的第四层交换机上，在交换机上实现应用服务的负载均衡 。
Alteon的第四层交换机监测服务器的可用性，包括物理连接、服务器主机、服务应用本身的健康状况，当发现某台服务器不能提供相应的服务时，交换机自动把该应用请求分配到好的其他服务器 。Alteon第四层交换机还可以通过设置每台服务器能承受的最大会话数，设置溢出服务器、备份服务器等方法来进一步保证服务器系统的可靠性 。服务器在同一局域网内实现负载均衡时采用多种负载均衡算法，包括Least Connection、Round Robin、MinMiss和散列算法，以及对算法的加权等等 。当服务器不在同一局域网内时，利用Alteon交换机的GlobalLoad Balance技术来实现负载分担的合理性问题 。
假设Web服务器组有三台内容相同的Web服务器S1、S2、S3 。其中S1的真实IP是10.1.1.1，S2的真实IP是10.1.1.2，S3的真实IP是10.1.1.3 。这个Web服务器组的虚拟IP为61.134.38.5 。
当同时有多个学生访问我们的Web服务，Alteon第四层交换机接受到多个并发请求访问61.134.38.5上的Web服务 。此时，Alteon第四层交换机将会根据一定的算法将这些请求合理地分配给S1、S2、S3实现动态的负载均衡 。
以上简单介绍了第四层交换技术在服务器负载均衡方面的应用 。然而第四层交换除了负载均衡功能外还支持其他功能，如基于应用类型和用户ID的传输流控制功能 。采用多级排队技术，第四层交换机可以根据应用来标记传输流以及为传输流分配优先级 。此外，第四层交换机直接安放在服务器前端，它了解应用会话内容和用户权限，因而使它成为了防止非授权访问服务器的理想平台 。

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