如何舒緩我們日益緊張的網絡交換？如何釋放我們的網絡空間呢？負載均衡概念為這些問題注入了新的概念。隨著這項技術的不斷發(fā)展，很多方面都是用了這個技術，來改善相關的性能和環(huán)境狀況。那么，我們將從兩個角度為大家進行介紹，分別是網絡接入協議交換和傳輸鏈路聚合。

網絡接入協議交換

大型的網絡一般都是由大量專用技術設備組成的，如包括防火墻、路由器、第3、4層交換機、負載均衡設備、緩沖服務器和Web服務器等。如何將這些技術設備有機地組合在一起，是一個直接影響到網絡性能的關鍵性問題。現在許多交換機提供第四層交換功能，對外提供一個一致的IP地址，并映射為多個內部IP地址，對每次TCP和UDP連接請求，根據其端口號，按照即定的策略動態(tài)選擇一個內部地址，將數據包轉發(fā)到該地址上，達到負載均衡的目的。很多硬件廠商將這種技術集成在他們的交換機中，作為他們第四層交換的一種功能來實現，一般采用隨機選擇、根據服務器的連接數量或者響應時間進行選擇的負載均衡策略來分配負載。由于地址轉換相對來講比較接近網絡的低層，因此就有可能將它集成在硬件設備中，通常這樣的硬件設備是局域網交換機。

當前局域網交換機所謂的第四層交換技術，就是按照IP地址和TCP端口進行虛擬連接的交換，直接將數據包發(fā)送到目的計算機的相應端口。通過交換機將來自外部的初始連接請求，分別與內部的多個地址相聯系，此后就能對這些已經建立的虛擬連接進行交換。因此，一些具備第四層交換能力的局域網交換機，就能作為一個硬件負載均衡器，完成服務器的負載均衡。

由于第四層交換基于硬件芯片，因此其性能非常優(yōu)秀，尤其是對于網絡傳輸速度和交換速度遠遠超過普通的數據包轉發(fā)。然而，正因為它是使用硬件實現的，因此也不夠靈活，僅僅能夠處理幾種最標準的應用協議的負載均衡，如HTTP 。當前負載均衡主要用于解決服務器的處理能力不足的問題，因此并不能充分發(fā)揮交換機帶來的高網絡帶寬的優(yōu)點。

使用基于操作系統的第四層交換技術因此孕育而生。通過開放源碼的Linux，將第四層交換的核心功能做在系統的核心層，能夠在相對高效穩(wěn)定的核心空間進行IP包的數據處理工作，其效率不比采用專有OS的硬件交換機差多少。同時又可以在核心層或者用戶層增加基于交換核心的負載均衡策略支持，因此在靈活性上遠遠高于硬件系統，而且造價方面有更好的優(yōu)勢。

傳輸鏈路聚合

為了支持與日俱增的高帶寬應用，越來越多的PC機使用更加快速的鏈路連入網絡。而網絡中的業(yè)務量分布是不平衡的，核心高、邊緣低，關鍵部門高、一般部門低。伴隨計算機處理能力的大幅度提高，人們對多工作組局域網的處理能力有了更高的要求。當企業(yè)內部對高帶寬應用需求不斷增大時（例如Web訪問、文檔傳輸及內部網連接），局域網核心部位的數據接口將產生瓶頸問題，瓶頸延長了客戶應用請求的響應時間。并且局域網具有分散特性，網絡本身并沒有針對服務器的保護措施，一個無意的動作（像一腳踢掉網線的插頭）就會讓服務器與網絡斷開。

通常，解決瓶頸問題采用的對策是提高服務器鏈路的容量，使其超出目前的需求。例如可以由快速以太網升級到千兆以太網。對于大型企業(yè)來說，采用升級技術是一種長遠的、有前景的解決方案。然而對于許多企業(yè)，當需求還沒有大到非得花費大量的金錢和時間進行升級時，使用升級技術就顯得大材小用了。在這種情況下，鏈路聚合技術為消除傳輸鏈路上的瓶頸與不安全因素提供了成本低廉的解決方案。

鏈路聚合技術，將多個線路的傳輸容量融合成一個單一的邏輯連接。當原有的線路滿足不了需求，而單一線路的升級又太昂貴或難以實現時，就要采用多線路的解決方案了。目前有5種鏈路聚合技術可以將多條線路“捆綁”起來。

同步IMUX系統工作在T1/E1的比特層，利用多個同步的DS1信道傳輸數據，來實現負載均衡。

IMA是另外一種多線路的反向多路復用技術，工作在信元級，能夠運行在使用ATM路由器的平臺上。

用路由器來實現多線路是一種流行的鏈路聚合技術，路由器可以根據已知的目的地址的緩沖（cache）大小，將分組分配給各個平行的鏈路，也可以采用循環(huán)分配的方法來向線路分發(fā)分組。

多重鏈路PPP，又稱MP或MLP，是應用于使用PPP封裝數據鏈路的路由器負載平衡技術。MP可以將大的PPP數據包分解成小的數據段，再將其分發(fā)給平行的多個線路，還可以根據當前的鏈路利用率來動態(tài)地分配撥號線路。這樣做盡管速度很慢，因為數據包分段和附加的緩沖都增加時延，但可以在低速的線路上運行得很好。

還有一種鏈路聚合發(fā)生在服務器或者網橋的接口卡上，通過同一塊接口卡的多個端口映射到相同的IP地址，均衡本地的以太網流量以實現在服務器上經過的流量成倍增加。目前市面上的產品有intel和dlink的多端口網卡，，一般在一塊網卡上綁定4個100M以太端口，大大提高了服務器的網絡吞吐量。不過這項技術由于需要操作系統驅動層的支持，只能在win2000和linux下實現。

鏈路聚合系統增加了網絡的復雜性，但也提高了網絡的可靠性，使人們可以在服務器等關鍵LAN段的線路上采用冗余路由。對于IP系統，可以考慮采用VRRP（虛擬路由冗余協議）。VRRP可以生成一個虛擬缺省的網關地址，當主路由器無法接通時，備用路由器就會采用這個地址，使LAN通信得以繼續(xù)。總之，當主要線路的性能必需提高而單條線路的升級又不可行時，可以采用鏈路聚合技術。