什么是四层交换机

四层交换机的定义

四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的，是一类基于TCP/IP协议应用层的用户应用交换需求的新型交换机。它支持TCP/UDP第四层以下的所有协议，可识别至少80个字节的数据包包头长度，能够根据TCP/UDP端口号来区分数据包的应用类型，实现应用层的访问控制和服务质量保证。与其说四层交换机是硬件网络设备，不如说它是软件网络管理系统，即它是一类以软件技术为主、以硬件技术为辅的网络管理交换设备。

四层交换机的功能特点

• 应用层的访问控制：通过识别TCP/UDP端口号确定数据包的应用类型，进而实现对应用层的访问控制。例如，可以根据端口号区分是Web传输（HTTP）、文件传输（FTP）、终端通信（Telnet）还是安全通信（SSL）等协议，然后对不同的应用进行相应的访问限制或管理。
• 服务质量保证（QoS）：基于对传输层数据包的分析，能够提供服务质量保证。例如，可以针对流量特性遏制或拒绝不同应用类型服务（利用TRL - Transaction Rate Limiting功能）；网络管理员能指定在给定时间内允许的连接数（借助CRL - Connections Rate Limiting功能）；还能确保只有满足TCP协议的合法连接才可查询网络服务（借助SYN - Guard功能）等，以此保障服务质量。
• 优化网络/服务器界面：在通过任务分配和负载均衡的同时，可以优化网络/服务器界面，提高服务器的可靠性和可扩充性。并且能够提供详细的流量统计信息和记帐信息，在网络应用层水平上解决网络拥塞、网络安全和网络管理等问题，使网络更具智能性和可管理性。

四层交换机与其他层交换机的区别

• 二层交换机：二层交换机工作在数据链路层，主要功能是识别数据包中的MAC地址，并根据MAC地址进行转发，适用于小型局域网络，特别适合在没有路由器或路由器性能较差的环境中部署。而四层交换机是基于传输层数据包的交换过程，能进行应用层的访问控制和服务质量保证等功能，功能比二层交换机更复杂强大。
• 三层交换机：三层交换机同时工作在数据链路层和网络层，可以识别MAC地址和IP地址信息，并根据IP地址进行数据转发。四层交换机不仅完全具备三层交换机的所有交换功能和性能，还能支持三层交换机不可能拥有的网络流量和服务质量控制的智能型功能，如根据特定应用（通过端口号识别）进行流量控制等。