四层交换机简介

随着百兆、千兆以及万兆局域网的普及和宽带城域网以及宽带广域网的广泛应用，不管是内联网、外联网、还是小区智能网，日益扩张的信息量，正迫使着人们对网络系统中的音频、视频、数据等信息的传输量要求越来越高。基于此，提出了第四层交换概念，以满足基于策略联网、高级QoS以及其它服务改进的要求。那么您了解什么是四层交换机吗?与二层交换机、三层交换机有什么区别?四层交换机又该如何选购?

什么是四层交换机?

四层交换机在业界有一通用的名字叫做“应用交换机”，它是一种功能，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。第四层交换功能就象是虚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。

四层交换机与二层交换机、三层交换机有何区别?

上述详细介绍了四层交换机及其作用，为了方便区分四层交换机与二层交换机、三层交换机的区别，首先对二层交换机和三层交换机做一个详细的了解。

二层交换机是根据第二层数据链路层的MAC地址和通过站表选择路由来完成端到端的数据交换的。因为站表的建立与维护是由交换机自动完成，而路由器又是属于第三层设备，其寻址过程是根据IP地址寻址和通过路由表与路由协议产生的。所以，二层交换机的最大好处是数据传输速度快，因为它只须识别数据帧中的MAC地址，而直接根据MAC地址产生选择转发端口的算法又十分简单，非常便于采用ASIC专用芯片实现。

三层交换机是直接根据第三层网络层IP地址来完成端到端的数据交换的。虽然三层交换机相当于是二层交换机与路由器的结合，但这种结合并非简单的物理结合，而是各取所长的逻辑结合。其重要表现是，当某一信息源的第一个数据流进行第三层交换后，其中的路由系统将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，并将该表存储起来，当同一信息源的后续数据流再次进入交换环境时，交换机将根据第一次产生并保存的地址映射表，直接从第二层由源地址传输到目的地址，不再经过第三路由系统处理，从而消除了路由选择时造成的网络延迟，提高了数据包的转发效率，解决了网间传输信息时路由产生的速率瓶颈。所以说，三层交换机既可完成二层交换机的端口交换功能，又可完成部分路由器的路由功能。

经上述详细介绍可发现：四层交换机与二层交换机、三层交换机的区别在于它们三者的工作方式以及应用方式的不同。

二层交换机的解决方案实际上是一个“处处交换”的廉价方案，虽然二层交换机的解决方案也能划分子网、限制广播、建立VLAN，但它的控制能力较小、灵活性不够，也无法控制各信息点的流量，缺乏方便实用的路由功能，只适合小型局域网。

三层交换机的交换机方案实际上是一个能够支持多层次动态集成的解决方案，虽然这种多层次动态集成功能在某些程度上也能由传统路由器和二层交换机搭载完成，但这种搭载方案与采用三层交换机相比，不仅需要更多的设备配置、占用更大的空间、设计更多的布线和花费更高的成本，而且数据传输性能也要差得多，因为在海量数据传输中，搭载方案中的路由器无法克服路由传输速率瓶颈。

四层交换机在网络中的应用非常灵活，它即可是网络中心的汇接点设备，又可以应用在局域网分布层的边缘接入处，甚至于作为工作组级支持交换到桌面。

目前，四层交换机主要技术除了实现网络负载均衡，还包括包过滤、服务质量、主备机连接等等。随着信息应用水平的不断提高，它对网络的需求也越来越高，越来越复杂，四层交换机及类似的高层网络设备将在未来的网络环境中发挥更加重要的作用。