计算机网络第07章网络互连技术第4版

1、1第第7章章 网络互连技术网络互连技术2本章讨论以下问题：本章讨论以下问题：n为什么要实现网络互连？为什么要实现网络互连？n如何互联？如何互联？n网桥能互联什么样的网络？网桥能互联什么样的网络？n路由器能互联什么样的网络？路由器能互联什么样的网络？3问题：问题：n为什么要实现网络互连？为什么要实现网络互连？47.1 网络互连的基本概念网络互连的基本概念 n目的：目的：更大规模的互连网络系统，实现大更大规模的互连网络系统，实现大范围的资源共享。范围的资源共享。 网网a 网网b中继系统中继系统中继系统的作用中继系统的作用不同网络之间的存在差异，如何实现互联？不同网络之间的存在差异，如何实现互联？5

2、问题：问题：n如何互联？如何互联？67.2 网络互连的类型与层次网络互连的类型与层次 7.2.1 网络互连的类型网络互连的类型 n局域网局域网-局域网互连局域网互连n异型异型n同种同种n局域网局域网-广域网互连广域网互连n局域网局域网-广域网广域网-局域网互连局域网互连n广域网广域网-广域网互连广域网互连n异型异型n同种同种77.2.2 网络互连的层次网络互连的层次 n数据链路层互连数据链路层互连 数据链路层互连的设备是网桥（数据链路层互连的设备是网桥（bridge）；）； n网络层互连网络层互连 网络层互连的设备是路由器（网络层互连的设备是路由器（router）；）； n高层互连高层互连 传

3、输层及以上各层协议不同的网络之间的互连传输层及以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连，高层互连的设备是网关属于高层互连，高层互连的设备是网关（gateway）。）。 8数据链路层互连的结构 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层局域网局域网应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层局域网局域网网桥数据链路层互连数据链路层互连传输介质9网络层互连的结构 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层局域网局域网应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层局域网局域网路由器网络层互连网络层互连传输介质10高层互连的结构 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层局域网局域网

4、应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层局域网局域网高层互连高层互连网关传输介质11路由器的作用路由器的作用路由器的作用局域网局域网广域网广域网局域网局域网路由器路由器12互连、互联、互操作互连、互联、互操作n理解：理解：n互连（互连（interconnection）n互通互通 （intercommunication）n互操作（互操作（interoperability）n结论：结论：互连是网络互连的基础，互通是网络互连互连是网络互连的基础，互通是网络互连的手段，互操作是网络互连的目的。的手段，互操作是网络互连的目的。13问题：问题：n网桥能互联什么样的网络？网桥能互联什么样的网络？147

5、.3 网络互连设备的工作原理网络互连设备的工作原理 7.3.1 网桥网桥 n数据链路层扩展局域网的经典方法是借助所谓数据链路层扩展局域网的经典方法是借助所谓网桥网桥。n网桥网桥（bridge），实质上就是一种），实质上就是一种存储存储转发转发设备，用来实现设备，用来实现mac层的层的lan互连互连。15网桥的工作原理网桥的工作原理 16网桥的工作原理网桥的工作原理n不断不断监听监听各端口是否有信号；各端口是否有信号；n收到无差错的帧则收到无差错的帧则缓存缓存，反之将差错帧丢弃，反之将差错帧丢弃;n若所收帧的目的若所收帧的目的mac地址属另一网段，则通过地址属另一网段，则通过站站表决定表决定向何

6、端口转发；向何端口转发；n网桥网桥不转发不转发同一网段内通信的帧；同一网段内通信的帧；n网桥网桥不修改不修改所转发的帧的源地址。所转发的帧的源地址。17网桥的主要特点：网桥的主要特点：n过滤通信量。过滤通信量。 n扩大了物理范围。扩大了物理范围。n提高了可靠性。提高了可靠性。n可互连不同物理层、不同可互连不同物理层、不同 mac 子层和不子层和不同速率（如同速率（如10 mb/s 和和 100 mb/s 以太以太网）的局域网。实现不同类型的局域网的网）的局域网。实现不同类型的局域网的互联。互联。18网桥的应用和分类网桥的应用和分类n网桥的网桥的应用应用n不同、同种类型的局域网不同、同种类型的局

7、域网n应用环镜应用环镜n分类分类n透明网桥透明网桥n源路由网桥源路由网桥19网桥的分类方法：网桥的分类方法： n透明网桥透明网桥 透明网桥由各网桥自己来决定路由选择，局域网透明网桥由各网桥自己来决定路由选择，局域网上的各结点不负责路由选择；上的各结点不负责路由选择；n源路选网桥源路选网桥 源路选网桥由发送帧的源结点负责路由选择。源路选网桥由发送帧的源结点负责路由选择。 20网桥存在的不足网桥存在的不足n存储转发增加了时延，存储转发增加了时延，帧转发速率低帧转发速率低。n广播风暴广播风暴。局域网 2局域网 1网桥 2网桥 1 aff2f1不停地兜圈子a 发出的帧网桥 2 转发的帧网络资源白白消耗

8、了 用两个透明网桥将两个局域网连接成一个环型用两个透明网桥将两个局域网连接成一个环型21问题：问题：n路由器能互联什么样的网路由器能互联什么样的网络？络？22router arouter b237.3.2 路由器路由器 路由器路由器是一种是一种连接连接多个网络多个网络或或网段网段的的网络设备，它能将不同网络或网段之间的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行数据信息进行“翻译翻译”，以使它们能够相，以使它们能够相互互“读读”懂对方的数据，从而构成一个更懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。大的网络。24路由器的工作原理 网 1 网 4 网 3 网 2目的主机所在的网络下一跳地址网2网3

9、网1网4r1接口1r3接口0直接交付，r2接口 1直接交付，r2接口 0路由器 r2 的路由表r2r3r101001125局域网局域网1 1主机a局域网局域网2 2主机b局域网局域网3 3主机c局域网局域网4 4主机d路由器分组分组26多协议路由器的工作原理多协议路由器的工作原理 局域网局域网1 1主机a(tcp/ip)局域网局域网2 2主机b(netware)多协议路由器27路由器的分类方法：路由器的分类方法：n按路由器的按路由器的性能性能指标，可以分为三类：指标，可以分为三类：高高档路由器、中档路由器与低档路由器档路由器、中档路由器与低档路由器； n按路由器的按路由器的端口端口结构，可以分

10、为两类：结构，可以分为两类：固固定端口路由器、模块化路由器定端口路由器、模块化路由器 ；n按路由器应用的按路由器应用的网络规模网络规模，可以分为三类：，可以分为三类：骨干级路由器、企业级路由器与接入级路骨干级路由器、企业级路由器与接入级路由器由器；n按路由器应用的按路由器应用的网络位置网络位置，可以分为两类：，可以分为两类：边界路由器、中间节点路由器边界路由器、中间节点路由器。2829城市城市c c城市城市b b城市城市a aigpigpigpigpigpigp边界路由器边界路由器igpigpigpigpigpigpigpigpigpigpigpigpigpigpigpigpigpigpigp

11、igph h1 1h h2 2r r1 1r r2 2r r3 3中间结点路由器中间结点路由器30典型的路由器产品典型的路由器产品 ncisco公司的系列公司的系列n华为华为3com公司的公司的quidway系列系列nd-link公司的公司的di系列系列njuniper公司的系列公司的系列ntp-link公司的公司的r系列系列31典型企业网结构典型企业网结构 局域网局域网公司总部公司总部cisco 7500系列路由器局域网局域网生产部门生产部门1 1cisco 3600系列路由器局域网局域网生产部门生产部门2 2cisco 3600系列路由器局域网局域网分支结构分支结构cisco 1800系列

12、路由器广域网广域网327.3.3 网关网关 n网关（网关（gateway）通过使用适当的硬件与）通过使用适当的硬件与软件实现不同网络协议之间的转换功能；软件实现不同网络协议之间的转换功能；n硬件提供不同网络的接口，软件实现不同互硬件提供不同网络的接口，软件实现不同互连网协议之间的转换。连网协议之间的转换。n网关可以由网关可以由两个半网关两个半网关（half gateway）构成。通过选择两种不同的半网关组合，可构成。通过选择两种不同的半网关组合，可以灵活地互连两种不同的网络。以灵活地互连两种不同的网络。 33网关的工作原理网关的工作原理 局域网局域网主机(netware)snasna网络网络s

13、na主机网关34网间格式的网关结构 网络1网间网络2网关网关网间网络网络1 1网络网络2 2主机主机主机主机357.4 第三层交换技术与应用第三层交换技术与应用 第三层交换产生的背景第三层交换产生的背景 n增加网络带宽与提高网络服务质量的解决途径可增加网络带宽与提高网络服务质量的解决途径可以有两个：以有两个：n一是一是采用光纤作为传输介质采用光纤作为传输介质，增加传输通道的增加传输通道的带宽带宽；n二是二是研究出性能更优越的路由器产品，提高网研究出性能更优越的路由器产品，提高网络数据交换能力络数据交换能力。36第三层交换技术与产品第三层交换技术与产品 第三层交换技术：第三层交换技术：n将交换机制引入路由器的设计中，大幅度缩短将交换机制引入路由器的设计中，大幅度缩短路由器对数据包的处理时间，提高网络数据交路由器对数据包的处理时间，提高网络数据交换能力，由此产生了第三层交换的概念。换能力，由此产生了第三层交换的概念。37典型的第三层交换产品： ncabletron公司的公司的smart switch系列路由系列路由器器nfoundry公司的公司的big iron系列与系列与sere