四層交換第四層交換的一個簡單定義是：它是一種功能，它決定傳輸不僅僅依據mac地址(第二層網橋)或源/目標-第三層路由，而且依據tcp/udp(第四層) 應用端口號。第四層交換功能就象是虛ip，指向物理服務器。它所傳輸的業務服從各種各樣的協議，有http、ftp、nfs、telnet或其他協議。這些業務在物理服務器基礎上，需要復雜的載量平衡算法。
在ip，業務類型由終端tcp或udp端口地址來決定，以太網交換機，在第四層交換中的應用區間則由源端和終端-、tcp和udp端口共同決定。在第四層交換中為每個供搜尋使用的服務器組設立虛-vip，每組服務器支持某種應用。在域名服務器dns中存儲的每個應用服務器地址是vip，而不是真實的服務器地址。當某用戶申請應用時，一個帶有目標服務器組的vip連接請求例如一個tcp syn包發給服務器交換機。服務器交換機在組中選取較好的服務器，將終端地址中的vip用實際服務器的ip取代，百通赫斯曼以太網交換機，并將連接請求傳給服務器。這樣，同一區間所有的包由服務器交換機進行映射，在用戶和同一服務器間進行傳輸。
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從二層交換機的工作原理可以推知以下三點：
1) 由于交換機對多數端口的數據進行同時交換，這就要求具有很寬的交換總線帶寬，如果二層交換機有n個端口，每個端口的帶寬是m，交換機總線帶寬超過n×m，那么這交換機就可以實現線速交換
2) 學習端口連接的機器的mac地址，寫入地址表，地址表的大小一般兩種表示方式：一為beffer ram，一為mac表項數值，地址表大小影響交換機的接入容量
3) 還有一個就是二層交換機一般都含有專門用于處理數據包轉發的asic-集成電路芯片，因此轉發速度可以做到非常快。由于各個廠家采用asic不同，直接影響產品性能。
以上三點也是評判二、三層交換機-劣的主要技術參數，這一點請大家在考慮設備選型時注意比較。
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交換機工作于osi參考模型的二層，即數據鏈路層。交換機內部的cpu會在每個端口成功連接時，通過將mac地址和端口對應，形成一張mac表。在今后的通訊中，發往該mac地址的數據包將僅送往其對應的端口，而不是所有的端口。因此，交換機可用于劃分數據鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網絡層廣播，即廣播域。交換機擁有一條-帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數據包以后，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的mac網卡的硬件地址的nic網卡掛接在哪個端口上，通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口，赫斯曼以太網交換機，目的mac若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的mac地址，并把它添加入內部mac地址表中。使用交換機也可以把網絡“分段”，通過對照-表，交換機只允許-的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發，可以有效的減少沖突域。
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