网络技术资料大全(1)

网络技术资料大全(1)内容摘要：

第四层功能的新一代产品（使用定制的专用集成电路的基于硬件的负载均衡功能）的连接速度则超过了每秒 10 万次接入。 第四层交换机在形式和功能上与专用负载均衡器完全不同。 传统基于硬件的负载均衡器是速度为 45Mbps 的优化的两端口设备。 而第四层交换机是设计用于高速 Intra 应用的，它支持 100Mbps 或千兆位接口。 第四层交换除了负载均衡功能外还支持其它功能，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。 十，第四层交换方案 在本方案中，通过采用 Alteon 的第四层交换机来实现 Web Server 的负载均衡。 HTTP 是 Inter 中最重要的一种应用，目前 Inter 上广泛使用的 Web Server，采 用的是多进程技术，占用系统资源多，效率较低，一般一台 Web Server 只能承受几百个并发用户。 采用第四层交换机可以很好地解决 Web Server 的扩展性问题，提高 Web Server 系统的可靠性，并在 WebServer 之间合理分配负载。 Alteon 的第四层交换机监测 Web Server 的可用性，包括物理连接、 Web Server 主机 、 HTTP Server 本身的健康状况，当发现某台 Web Server 不能提供 Web 服务时，交换机自动把 Web 请求分配到好的两台 Web Server。 Alteon 第四层交换机还可以通过设置每台 Web Server 能承受的最大会话数、设置溢出 Web Server、备份 Web Server 等方法来进一步保证Web 系统的可靠性。 Web Server 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 Hash 算法，以及对算法的加权等等。 当 Web Server 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。 交换网络的路由技术 交换是当前网络技术发展的方向。 路由技术是交换网络的重要组成部分。 交换网络中路由技术选用得正确与否，将直接影响到网络的整体性能 的好坏。 因此路由技术越来越受到生产厂家与网络设计人员的重视。 一、三种路由技术 目前交换网络中的路由技术有三种，其中第一种是最为保守的方法，即第三层的路由器与第二层交换机相结合的方法。 第二层交换机严格限制于桥结构，用于同一虚拟网内的不同节点之间的数据交换，在 OSI 参考模型的第二层，即数据链路层实现虚拟 LAN 的功能，将第三层的功能留给路由器实现，由路由器完成虚拟网络之间的数据传输与建立 LAN 与企业主干网连接的工作。 第二种方法采用分布式路由技术。 其特点是它使用多层交换机，将第二层的桥与第三层的路由结 合在一起，有的文献也将多层交换机称之为第三层交换机。 它本身所具有的路由功能支持虚拟 LAN，并支持大多数同一虚拟网内或不同虚拟网之间节点的通信，减少了工作组与部门之间所使用的路由器的数目。 但它仍然不能完全摆脱使用传统路由器，这是因为多层交换机只能提供高档路由器所能提供的协议、安全、交通管理及与 WAN 连接功能的子集。 如 CISCO 公司 7000 系列路由器能够处理 12 种协议并支持点对点、电路交换与信元交换的广域网通信，而 Alantec 公司生产的 Powerhub 多层交换机却只能处理三种协议 :DEC、 IP与 IPX， 并且没有 WAN 接口。 因此，多层交换机网络中需要使用路由器作为广域网的网关，并完成较为复杂的路由功能。 交换网中的第三种路由技术则采用了一种全新的结构 :路由服务器与边界交换机相结合。 我们知道，传统的路由器完成信息包的转发与路由选择两项工作。 而基于路由服务器的网络则由两个独立的设备分别完成上述两项功能 :边界交换机完成信息包的转发，而路由信息的确定由价格较为昂贵的路由服务器完成。 边界交换机只有在自己的地址表中找不到目标节点的地址时才访问路由服务器，此时路由器对之响应一个正确的地址，交换机再将该信息缓存备用。 需 要指出的是，目前路由服务器与交换机之间的通信协议还不统一，不同厂家的产品还不兼容。 二、比较与评价 上述三种路由技术各有特色，网络设计人员可根据实际情况加以选用。 为使人们对它们有更好的了解，我们分以下四个方面对它们进行比较。 网络的大小是选择何种路由技术组网的决定性因素。 第二层交换机与传统路由器相结合的办法适用于较小规模的网络，其特点是经济实用。 但当主干网扩展成比较大的网络时，第二层虚拟 LAN 的开销将明显增大。 随着主干网的扩展，多层交换机的智能优势得到充分发挥，由于它仅 向那些属于某一特定子网的网段转发广播，因此减少了主干网上广播交通的数量。 由于多层交换机组成的虚拟网络具有过滤功能，并能节省主干网的带宽与端站点的时钟，因此虚拟网络的安全性较好。 另外，它与第一种方法相比，由于交换机可在工作组与部门范围内同时负责交换与路由选径工作，故节省了传统路由器使用的数目。 分布式路由器法与路由服务器也比较适用于大型的分布式网络。 网络延迟的增加会导致网络性能的下降，网络延迟的大小一般与设备在转发交通之前所必须处理的作业的大小成正比。 对于第二层的以太交换机来讲，由于第二层虚 拟网本质上使用桥而不使用路由器，因此相对速度较快，当执行一个简单的 MAC 地址寻找时，一个信息包 (64字节 )的延迟小于 100微秒。 第三层路由器的使用增加了头标的寻找及某些算法的执行，因此大大增加了信息包的延迟，其延迟时间高达 5 毫秒。 可见，对于由第二层交换机与第三层路由器结合组成的网络，当交通经由交换机时具有相当好的性能。 当交通从一个交换机经由路由器流向另一个交换机时性能较差。 几乎所有的第二层交换机与软件配合使用都能将节点组成虚拟网络 (广播域 )，并以此改善网络的性能。 同一虚拟网内节点之间的交通在 MAC 层进行交换，延迟较小。 不同虚拟网之间的节点交换信息时，信息包传递要经过路由器，此时网络延迟较大。 分布路由技术允许交换机在第三层协议子网 ID 虚拟网间传递信息，能克服上述路由器所形成的瓶颈。 路由服务器法使用边界交换机做出路径的选择。 偶而在边界交换机不知道发送目标地址时，才向路由服务器发询问信息包，此时才会出现寻径的延迟。 正常情况下，交换机可以直接在缓存地址表中查找地址，之后可直接转发信息包，此种情况下产生的延迟与 MAC 层交换机的延迟基本相同。 路由信息存放于网络中各个路由 器中，每种协议都有相应的表列。 网管人员必须逐个对路由器进行配置，其中包括滤波器的设置，增加、修改路由表等。 加之人机界面是基于文本的界面，因此当企业网扩展到较大规模时，路由器的管理与配置是相当费时的。 分布式路由技术不利的一面是其管理的开销与路由及交换表数目的增加呈指数增加趋势。 为了克服这一缺点，生产商家拟采用以下措施 :在中心控制台制定交通管制策略，并通过网络自动传播，从而避免对每个设备逐一配置，并增加图形人机界面。 路由服务器的特点是易于管理，只需对一个路由服务器的配置就可提供高质量的服务与虚拟 网络的管理。 如 Cabletron 公司的 Securefast 管理程序就能够允许网管人员利用屏幕，对不同组的用户分配访问权限，通过执行该软件将访问权限通知所有的交换机。 路由服务器方法的另一个优点是，允许网管人员透明地制定交通管理策略，不必关心端站用户的类型。 例如，网管人员可将以太交换机上的节点与 ATM 上的服务器分配给同一个虚拟局域网，而不必输入以太节点的 MAC 或 IP 地址，也不必输入 ATM 节点的 VPI/VCI。 价格是人们组网考虑的另一个主要因素。 以下作者给出几个公司生产的 50、 250、 500个端口三种路由方式产品的平均每个端口价格的对比情况 (见表 1～ 2)。 这里每个端口的价格是用端口的数目去除网络设备总价格所得的结果，网络设备包括以太交换机、 ATM 交换机、路由服务器与第三层路由器。 路由服务器组网方式只有 Newbridge 公司给出价格，其 50、 250、 500 个端口设备每个端口的平均价格分别为 19 1520 与 1435 美元。 从上面给出的数据可以看出，基于第二层交换与路由器方式组网的方案价格最便宜，分布式路由技术组网价格最高，而路由服务器方式组网价格适中。 从中我们还可发现，使用第二层交换机与第三层路由器组网时，随着网络规模的扩大，平均每个端口的价格越来越小，路由服务器组网的情况与之类似。 但分布式路由器组网方式平均每个端口的价格受网络规模影响不大。 三、与 ATM主干的连接 由于路由服务器与分布式路由方式组成的交换 LAN 与 ATM 主干相连目前还没有统一的标准，故各公司提供的连接方式也不尽相同。 常见的方法是将以太或令牌环局域网交换机的所有虚拟网的交通送往装有 ATM接口卡的路由器，但这种作法的缺点是路由器将会成为整个网络的瓶颈，影响了网络的整体性能。 较好的方法是，以太 LAN 交换机都备有各自的 ATM 接口，从而允许 LAN 交换机与ATM 交换机直接建立连接，不必经由路由器，这是一个明显的改进。 但不同虚拟网之间的数据传输仍需经过路由器，瓶颈依然存在。 目前关于传统的交通在 ATM 上传输有两种标准 :其一是 ATM 论坛制定 的 LAN 仿真，另一种标准是国际计算机互连网络工程任务组 IETF 制定的 ATM 上的传统 IP 标准 (IPOverATM)。 LAN 仿真运行于介质访问控制 MAC 层，它的最大好处是，能确保以太及令牌环的交通在不需对应用程序及人机界面做任何改变的情况下在 ATM网上正常运行。 IPOverATM 标准与 LAN 仿真具有相同的目的，与 LAN 仿真不同的是，它只允许 ATM交通运行于 IP 网络。 但是，它们都没有彻底地解决不同虚拟网之间交通的传输，仍需要在不同虚拟网之间设有路由器 :路由器将信元装配成信息包，完成路由选择，并在发送前再将信息包恢复成信元，这样做效率明显要低得多。 为了消除路由器形成的瓶颈， ATM 论坛制定了 ATM 上的多协议传输标准 (MPOA)，其目的是解决 ATM 上的多种协议的传输，这其中包括 IP、 IPX/SPX 与 Appletalk 等。 MPOA 的不同虚拟网之间的路由交通是基于网络层的交通信息 (如 IP 子网地址 )，以达到避免使用外部路由器的目的。 四、结论 综上所述，三种路由器技术各有特点，各有所长，用户可根据自己的实际需要加以选择。 需要强调的是，路由技术在当前，乃至于在可预见的未来，仍是交换网络的一个非常重要的组成部分，路由技术选择的正确与否会直接影响网络整体性能，必须予以足够的重视 交换机如何工作 交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在 OSI 参考模型的第二层操作。 与桥接器不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单局域网 性能，远远超过了普通桥接互联网之间的转发性能。 交换技术允许共享型呵专用性大的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。 现在已经有以太网、快速以太网、 FDDI 和 ATM 技术个交换产品。 三种交换技术 1。 端口交换 端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段，不用网桥或路由器连接，网络之间是互不相通的。 以太主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将以太模块的端口在背板凳多个网段之间进行分配、平衡。 根据支持的程度，端口进行还可以细分为： *模块交换：将整个模块进行网段迁移 *端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。 *端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。 这种交换技术是基于 OSI 第一层上完成的，具有灵活性和负载平衡的能力等优点 .如果配置得当 ,那么还可以在一定程度进行容错 ,但没有改变共享传输介质的特点 ,因而不能称之为真正的交换 . 帧交换是目前应用最广泛的局域网交换技术 ,它通过对传统传输媒介进行微分段 ,提供并行传送的机制 ,以减小冲突域 ,获得高的带宽 .一般来说每个公司的产品德实现技术 均回游差异 ,但对网络帧的处理方式有一下几种 : *真通交换 :提供线速处理能力 ,交换机只读出网络帧的前 14个字节 ,便将网络帧转送到相应得断口上 . *贮存转发 :通过对网络帧的读取进行验错和控制 . 前一种方法的交换速度非常快 ,但缺乏对网络帧进行更高级的控制 ,缺乏智能性和安全性 ,同时也无法支持具有不同速率的端口的交换 .因此 ,各厂商把后一种技术作为重点 . ATM 技术代表了网络和通信中众多难题的一剂 良药 .ATM 采用固定长度 53 个字节的信元交换 .由于长度固定 ,因而便于用硬件实现 .ATM采用专用的 非差别连接 ,并行运行 ,可以通过一个交换机同时建立多个节点 ,但不会影响每个节点之。