一、概述
1、关于以太网交换机
以太网交换机（Ethernet Switch）实质上是支持以太网接口（应包括N（N=1、10、100、1000）兆以太网接口和N（N=1、10、40、100）吉以太网接口）的多端口网桥。交换机通常使用硬件实现过滤、学习和转发数据帧。以太网交换机必须实现网桥功能中相应功能。而网桥（bridge）是一种功能单元，它将使用相同逻辑链路控制（LLC）协议但可能使用不同的媒体访问控制（MAC）协议的两个局域网（LAN）互连起来。鉴于此，网桥是工作于ISO规定的OSI/RM（7层参考模型）中的第二层，即数据链路层的MAC子层，通过转发MAC帧实现网络（LAN）互连。网桥的实现应当符合IEEE 802.1d《MAC网桥》标准的要求。网桥可以连接采用相同或不相同MAC技术的网络，利用包含在MAC帧中的目的地址和源地址信息作智能转发决定。在连接以太网时，网桥不但可以扩展物理网络拓扑，还可以将端口上的子网隔离成独立的冲突域。因此，网桥是以太网交换机的技术基础。
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2、具有内容交换功能的以太网交换机
以太网交换机是基于网桥的功能发展而来，因此此时的以太网交换机，也是工作于OSI/RM中的第二层，即数据链路层，基于MAC地址完成数据帧的转发。但随着以太网交换机技术的发展，出现了可以工作在第二层以上的以太网交换机。如工作在网络层（层3）的以太网交换机，称为具有路由功能的以太网交换机，也称为三层以太网交换机。三层以太网交换机除实现数据帧转发功能外，能根据收到的数据包中网络层地址以及交换机内部维护的路由表决定输出端口以及下一条交换机地址或主机地址，并且重写链路层数据包头。
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那么，具有内容交换功能的以太网交换机则是指：能够根据四至七层信息对发往业务服务器的数据流量进行交换及流量分配，并可基于各种应用层信息对业务会话进行控制的以太网交换机设备。若同时具备IPv4和IPv6协议处理能力的具有内容交换功能的以太网交换机则称为具有双栈内容交换功能的以太网交换机。
具有内容交换功能的以太网交换机一般位于服务器群和出口路由器之间，具备传输层到应用层的交换能力，可以根据传输层到应用层的内容为服务器进行用户访问的负载均衡和会话保持，并可以对服务器进行运行状况的检查。下表1-2列出了具有内容交换功能的以太网交换机（包括双栈机）应具备的功能。
表 1-2：具有内容交换功能的以太网交换机（包括双栈机）应具备的功能
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二、具有内容交换功能的以太网交换机的典型应用
1、具有内容交换功能的以太网交换机在运营商网络中的接入点及Cache 节点上典型应用
具有内容交换功能的以太网交换机具有四至七层的交换能力，即可以根据数据流中的传输层至应用层的信息实现对数据流量的交换与分配，在运营商网络中一般位于用户接入点或Cache节点，以及IDC的出口处，用以完成负载均衡、会话保持，以及Cache重定向等功能，以合理分配网络带宽及服务器资源。
随着用户的不断增加，为了满足用户快速访问网络的需要，运营商需要配置越来越多的AAA、DNS等服务器，或在用户量较大的节点上设置Cache节点，但同时，服务器的处理能力也成为网络的瓶颈，在用户接入点为各种应用服务器以及Cache服务器设置具有内容交换功能的以太网交换机设备可以提高服务器的资源利用效率，防止出现单点故障，并有利于应用服务器集群的扩容。同时，具有全局服务器负载均衡（GSLB）功能的具有内容交换功能的以太网交换机还可以在CDN网络中实现内容网络的站点镜像，将流量指向到那些正常工作的Cache服务器上，并在它们工作异常时及时将流量转走，以保证用户有效地分配到离其“逻辑上”最近、最健康的节点上。具有内容交换功能的以太网交换机在用户接入点及Cache节点的应用如下图2-1所示。
图 2-1：具有内容交换功能的以太网交换机在运营商接入点及Cache 节点上的应用
2、具有内容交换功能的以太网交换机在运营商网络的IDC中典型应用
在互联网数据中心（IDC）中，用户的访问能力以及服务器的安全性是需要优先考虑的问题，具有内容交换功能的以太网交换机设备提供了虚拟IP地址（VIP）以供用户进行访问，屏蔽了服务器的真实地址，降低了服务器遭受攻击的可能性；同时，具有内容交换功能的以太网交换机设备可以提供对防火墙以及应用服务器的负载均衡功能。具有内容交换功能的以太网交换机在IDC中的应用如下图2-2所示。
图 2-2：具有内容交换功能的以太网交换机在IDC 中的应用
3、具有内容交接功能的以太网交换机在企业网中的典型应用
具有内容交换功能的以太网交换机在企业网中一般位于网络的出口处，其作用主要是对内部服务器进行负载均衡以及进行Cache重定向。如果企业网内部设置应用服务器或服务器群的情况下，为了提高服务器的利用率和系统的可靠性，并防止单点故障问题，可以在服务器群出口处设置具有内容交换功能的以太网交换机。企业网对外的访问一般是租用的带宽，为了节省租用带宽，并提高本地用户的访问速度，可以设置Cache服务器，通过具有内容交换功能的以太网交换机将本地访问重定向至Cache服务器。具有内容交换功能的以太网交换机在企业网中的应用如下图2-3所示。
图 2-3：具有内容交换功能的以太网交换机在企业网中的应用
另外，具有双栈内容交换功能的以太网交换机，在满足同时支持IPv4和IPv6协议的前提下，同样适用于上述三种的应用。
三、具有内容交换功能的以太网交换机的技术要求
1、具有内容交换功能的以太网交换机
我国通信行业标准YD/T 1691《具有内容交换功能的以太网交换机设备技术要求》规定了具有内容交换功能的以太网交换机的功能、协议、安全、性能指标、管理维护以及环境等方面的技术要求。
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2、具有双栈内容交换功能的以太网交换机
具有双栈内容交换功能的以太网交换机同时具备IPv4和IPv6协议的处理能力，它的主要技术特征详见下表3-2。我国通信行业标准YD/T 2957《具有双栈内容交换功能的以太网交换机技术要求》规定了具有双栈内容交换功能的以太网交换机支持IPv4和IPv6双协议栈的技术要求，包括具有双栈内容交换功能的以太网设备在功能、协议、性能、安全性、管理维护以及环境方面的技术要求。
表 3-2：具有双栈内容交换功能的以太网交换机的主要技术特征
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