计算机网络第07章-网络互连ppt课件

1、第第7章章 网络互连技术网络互连技术本章讨论以下问题：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？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？7.1 网络互连的基本概念网络互连的基本概念 n目的：更大规模的互连网络系统，实现大目的：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。n互连的网络和设备可以是：互连的网络和设备可以是：n同种类型同种类型n不同类型不同类型n运行不同网络协议运行不同网络协议n运行相同网络协议运行相同

2、网络协议不同网络之间的差异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？问题：问题：n如何互联？如何互联？7.2 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 局域网局域网-局域网互连局域网互连异型异型同种同种局域网局域网-广域网互连广域网互连局域网局域网-广域网广域网-局域网互连局域网互连广域网广域网-广域网互连广域网互连异型异型同种同种7.2.2 网络互连的层次网络互连的层次 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）；）； 网络层互连网络层

3、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）；）； 高层互连高层互连 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网关Gateway）。）。 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

4、互连传输介质高层互连的结构 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互连、互联、互操作互连、互联、互操作n了解：了解：n互连互连Interconnection）n互通互通 （Intercommunication）n互操作互操作Interoperability）n结论：互连是网络互连的基础，互通是网络互连结论：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。问

5、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？7.3 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 数据链路层扩展局域网的经典方法是借助数据链路层扩展局域网的经典方法是借助所谓网桥。所谓网桥。网桥网桥Bridge），实质上就是一种存储），实质上就是一种存储转发设备，用来实现转发设备，用来实现MAC层的层的LAN互连。互连。网桥的工作原理网桥的工作原理 网桥的工作原理网桥的工作原理n不断监听各端口是否有信号；不断监听各端口是否有信号；n收到无差错的帧则缓存，反之将差错帧丢弃收到无差错的帧则缓存，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

6、段，则通过站地址属另一网段，则通过站表决定向何端口转发；表决定向何端口转发；n网桥不转发同一网段内通信的帧；网桥不转发同一网段内通信的帧；n网桥不修改所转发的帧的源地址。网桥不修改所转发的帧的源地址。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。网桥的应用和分类网桥的应用和分类n网桥的应用网桥的应用n不同

7、、同种类型的局域网不同、同种类型的局域网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网桥的分类方法：网桥的分类方法： n透明网桥透明网桥 n 透明网桥由各网桥自己来决定路由选择，局域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；网上的各结点不负责路由选择；n源路选网桥源路选网桥 n 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。 网桥存在的不足网桥存在的不足n存储转发增加了时延，帧转发速率低。存储转发增加了时延，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

8、出的帧网桥 2 转发的帧网络资源白白消耗了 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？Router ARouter B7.3.2 路由器路由器 路由器是一种连接多个网络或网段的路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，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”，以使它们能够相互，以使它们能够相互“读懂对方的数据，从而构成一个更大的读懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。网络。简单网络扩展后出现的问题简单网络扩展后出现的问题（1 1带宽资

9、源耗尽。带宽资源耗尽。 （2 2每台计算机都浪费许多时间处理无关的广播每台计算机都浪费许多时间处理无关的广播数据。数据。 （3 3网络变得无法管理，任何错误都可能导致整网络变得无法管理，任何错误都可能导致整个网络瘫痪。个网络瘫痪。 （4 4每台计算机都可以监听到其他计算机的通信。每台计算机都可以监听到其他计算机的通信。使用路由器的原因使用路由器的原因n集成集成网络B网络CCISCOSYSTEMSCISCOSYSTEMS网络ACISCOSYSTEMS使用路由器的原因使用路由器的原因n集成集成网络B网络CCISCOSYSTEMSCISCOSYSTEMS网络ACISCOSYSTEMS使用路由器的原因

10、使用路由器的原因n隔离隔离n隔绝隔绝“广播风暴广播风暴”使用路由器的原因使用路由器的原因n提供提供“防火墙技术增强安全性防火墙技术增强安全性 TCP/IPXNSSPX/IPXTCP/IP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R2R3R1010011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

11、2主机B(Netware)多协议路由器路由器的分类方法：路由器的分类方法：n按路由器的性能指标，可以分为三类：高按路由器的性能指标，可以分为三类：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按路由器的端口结构，可以分为两类：固按路由器的端口结构，可以分为两类：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按路由器应用的网络规模，可以分为三类：按路由器应用的网络规模，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按路由器应用的网络位置，可以分为两类：按路由器应用的网络位置，可以分为两类：边界路由器、

12、中间节点路由器。边界路由器、中间节点路由器。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IGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPH1H1H2H2R1R1R2R2R3R3中间结点路由器中间结点路由器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系列系列典型企业网结构典型企业网结构 局域网局域

13、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系列路由器广域网广域网7.3.3 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网关可以由两个半网关网关可以由两个半网关Half Gateway构成。通过选

14、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。 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SNA主机网关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7.4 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 增加网络带宽与提高网络服务质量的解决途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：径可以有两个：一是采用光纤作为传输介质，增加传输通道一是采用光纤作为传输介质，增加传输通道的带宽；的带宽；二是研究出性能更优越的路由器产品，提高二是研究出性能更优越的路由器产品，提高网络数据交换能力。网络数据交换能力。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：将交换机制引入路由器的设计中，大幅度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，提高缩短路由器对数据包的处理时间，提高网络数据交换能力，由此产生了第三层网络数据交换能力，由此产生了第三层交换的概念。交换的概念。典型的第三层交换产品： nCabletron公司的公司的Smart Swit