网络设备互连

网络设备及互连

本章主要内容网络互连的概述

网络互连设备

网络互连实例

§1网络互连的概述

1互联网的概念

计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连而成，即从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，称为互连网络（internetwork），也简称为互联网。将网络互相连接起来要使用一些互连设备（中间设备），常用的网络互连设备有中继器、网桥、路由器、交换机和网关等。

网络互连的概述2网络互连的方式

LAN-LAN

互连层次

LAN-LAN网络互连发生在OSI/RM的数据链路层。

互连设备

LAN-LAN网络的互连设备是网桥、中继器或路由器。

LAN-WAN

互连层次

LAN-WAN的互连发生在网络层。

互连设备

LAN-WAN的互连设备是路由器。

网络互连的概述WAN-WAN

互连层次

WAN-WAN互连发生在OSI/RM的传输层及其上层。互连设备

WAN-WAN的互连设备是网关。网络互连的层次关系见下图。§2网络互连设备

网络互连设备根据它工作的网络层次和所支持的协议可分为四种类型：中继器/集线器网桥/第二层交换机/网卡路由器/第三层交换机网关§2网络互连设备集线器中继器网卡网桥交换机路由器网关中继器和集线器中继器又称转发器，它是扩展局域网的硬件设备，属于物理层的中继系统。中继器的功能是在物理层内实现透明的二进制比特复制，补偿信号衰减。中继器和集线器中继器的主要功能包括：信号恢复隔离（隔离有故障的媒体）不同传输媒体连接接口管理中继器和集线器集线器是一种网内连接设备，它执行信号再生、信息包转发及其他相应功能。集线器被连接在网络的各个节点上，当网络上的某个节点发生故障时，能马上显示出来，并采取有效措施保证网络正常工作。集线器具有公共的机座/公共的电源特性，能够减少电缆接线，操作接口一致，便于扩展等特点。有些集线器具有智能化，集成了网络管理功能，可进行叠堆。中继器和集线器中继器的选择

根据不同的用户需求和用途，市场上的中继器产品有多种类型：双口中继器、多口中继器、集线器（HUB）和多路复用器等。双口中继器是最常用的中继器，可用于扩展两个10BASE-2或10BASE-5网段的同轴电缆长度。集线器是一种多口中继器，主要用于10BASE-T网络中双绞线的连接。多路复用器主要用来提高物理介质的利用率。中继器的使用限制

事实上，并不能利用任意多个中继器将任意多个网段互连起来。IEEE802.3规定，最多只能用4个中继器来连接5段同轴电缆的网段，以保证信号质量和传输速率。

ABCD物理层所有设备在同一冲突域所有设备在同一广播域所有设备共享相同的带宽集线器运行在物理层集线器：同一个冲突域接入设备越多冲突机率越大用CSMA/CD技术网卡的功能数据的接受和发送及处理系统的物理地址数据源地址FCS长度目标地址可变长26640000.0Cxx.xxxx厂商自己分配IEEE分配MAC子层-802.3前导符EthernetII在这里用“Type”指明上层协议，所以不用802.2.MAC地址8#字节网卡属于数据链路层网桥网桥也称桥接器，这是数据链路层上局域网之间的互连设备。网桥网桥以帧为单位实现接收和转发。主要解决以下问题：对不同格式的帧进行分组；利用缓冲区存储来处理的来自不同数据速率的帧，防止阻塞和帧丢失；区分不同的超时控制，正确确认帧传输的有效性。网桥网络还能进行对错误的帧进行检测和过滤。网桥分为：内桥、外桥和远程桥等三类。内桥由文件服务器充当网桥外桥由工作站充当网桥远程桥通过调制解调器及通信媒体每段有自己的冲突域所有的段都在同一广播域数据链路层或123124交换机和桥运行在链路层交换机每段有自己的冲突域广播信息向所有段转发缓冲区交换交换机的三大主要功能地址学习数据包（帧）的接收、存储和转发避免网络回环路由器路由器是网络层的中继系统。具有很强的异种网互连能力。路由器的功能包括过滤、存储转发、路径选择、流量管理、媒体转换等，即在不同的多个网络之间存储和转发分组，实现网络层上的协议转换。直接交付和间接交付

间接交付间接交付间接交付ABC直接交付直接交付直接交付不需要使用路由器但间接交付就必须使用路由器典型的路由器的结构

路由选择路由选择处理机路由选择协议路由表3输入端口3交换结构输入端口输出端口分组转发转发表分组处理输出端口……11133122223——网络层2——数据链路层1——物理层“转发”和“路由选择”的区别

“转发”(forwarding)就是路由器根据转发表将用户的IP数据报从合适的端口转发出去。“路由选择”(routing)则是按照分布式算法，根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况，动态地改变所选择的路由。路由表是根据路由选择算法得出的。而转发表是从路由表得出的。在讨论路由选择的原理时，往往不去区分转发表和路由表的区别.

路由器一个路由器要保证其连接任务就必须具有如下功能：路由算法连接：利用路由器连接地理范围比较大的网络传输控制管理：具有一定的网络管理功能。路由器提供远程访问服务因特网家庭办公用户分部调制解调器或ISDN适配卡移动用户公司总部网关网关也称信关，这是建立在高层之上