第5章 网络互连.ppt

1、第五章网络互连、广泛的资源孔刘和信息交换需要两个或更多的计算机网络互连。网络互连的核心是网络之间的硬件连接和网络之间的互连协议。网络互连的目的是扩大网络复盖范围，以便更多的网络用户共享资源和数据通信，从而提高网络应用节目和管理效率。“牙齿”一章中的学习内容：网络互连的基本概念局域网-局域网互连局域网-广域网互连广域网-广域网互连，3/52，5 . 1 Internetworking互连概述网络互连意味着连接地理上分散的网络、设备以构成更大的互连网络系统。Internetworking互连的目的：一个Internetworking用户连接到另一个internet用户扩大网络复盖范围，使更多的网络

2、用户共享资源和数据通信，提高网络应用节目和管理效率。以太网的发明者鲍勃马特卡尔夫表示，网络价值与网络用户数量的平方成正比。(即N个连接可以产生N2的效果。)，4/52，5.1网络互连概述网络互连方法：通过网络间连接器的网络互连：主要用于局域网和局域网互连。通过internet进行网络互连：主要用于局域网和广域网互连、广域网和广域网互连。两种茄子方法在实现互连时必须通过网络中间连接设备进行连接，如下表5-1所示。5/52，表5-1 OSI层和网络互连设备比较表，6/52，通常，互连层越高，互连设备越复杂，参与互连的网络之间的差异就越大。中继器是最简单的网关连接设备，互联网是最复杂的设备。现有的一

3、些文献将桥梁、路由器、网关等统称为网关。因此，在描述网络互连时，需要确定将对网络互连设备执行网络互连的层。7/52，名词网络和网络，以小写I开头的网络(计算机网络或网络)是通用的名词，指由多个互连组成的整个虚拟网络。以大写I开头的网络(网络)现在采用了世界上最大、开放、众多网络互连的特定计算机网络、TCP/IP协议族，其前身是美国ARPANET。8/52，物理层设备的主要设备是中继器和集线器。物理层互连设备的主要功能：徐璐复制、整形、重新生成和传递其他电缆段之间的信号。使用物理层互连设备连接的网络将成为物理网络。复盖范围：局域网扩展和扩展、多个局域网连接、更大范围的局域网配置。9/52，数据链

4、路层互连设备主要设备是网桥和现有交换机。功能：存储、接收数据、基于物理地址的筛选和目标转发数据帧。网桥可以通过实施相同类型的局域网和不同类型的局域网两个或多个互连来配置internet。10/52，网络层互连设备主要设备是路由器。功能：路径选择、拥塞控制和控制广播信息主要用于网络之间的互连。例如，一台局域网通过广域网连接到远程局域网时，需要使用牙齿设备。11/52，交换机主要用于网络连接和转发设备，以增加网络带宽(提高网络速度)。可以将多个网络站点和不同的网络段连接起来，以在其中心配置交换机网络。第2层交换机在数据链路层中工作，具有信息流通过和错误控制功能。第3层交换机的网络层、路由功能、新的

5、交换机和路由器功能相互渗透，并且技术兼容。同时具有二、三层交换功能，在大型校园网络的核心层代替传统路由器被广泛使用。完成网络内寻址和路由功能以及第2层高速转发功能。具备优异的扩充能力、流量管理、高转送效能等优点。，12/52，第三层(网络层)交换基于OSI网络参考模型的第二层(数据链路层)更换概念。第3层交换技术是在网络模型的第3层高速传递数据包的技术。简单地说，三层交换技术是二层交换技术三层转发技术，三层交换机是“基于二层交换机硬件的路由器”。具有13/52、“路由器功能、交换机性能”的三层交换机同时具有两层交换和三层路由功能，但三层交换机在路由器和结构和性能方面大区。结构中的第3层交换机更

6、接近第2层交换机，但实现了部分路由器的功能。14/52，高级互连设备主要设备：网关。网络也称为网关到网络协议转换器，提供上层协议的转换功能。徐璐用于两个异构网络互连，这两个互连可以使用不同的格式、网络协议或结构。通过协议转换、网络操作系统转换、数据格式转换等功能，实现多个协议差异较大的网络互连。目前最常用的是应用层网关。高层互连设备主要是网关。网关不能完全归类为一个网络硬件。它是徐璐连接其他网络的硬件和软件相结合的产品。15/52，网络互连类型，(1)网络互连的应用节目类型局域网之间的互连局域网和广域网之间的互连局域网广域网，以及通过internet之间互连的多个远程局域网之间的互连是wan，

7、16/52，(2)互连局域网的类型同构网络是指具有相同特性的网络，异构internet所谓的异构internet是完全相同的，17/52，5.2局域网-局域网互连分为相同的局域网互连和异构局域网互连，常用设备包括中继器和网桥。18/52，5.2.1中继器、图5-1中继器的应用节目、19/52，中继器的功能用于连接两个网络电缆段，并且用于延长网络长度。可以向电缆的数字信号放大、整形、再生和原始方向发送再生信号。中继器使用规则是以太网中中继器的使用5-4-3-2-l原则，即4个中继器连接5个段中只有3个段可以连接到主机，另外2个段是连接段，共1个广播域。对于10BASE-5网络，局域网段的最大长度

8、为500米，最多可以延长4个中继器，最大值为2500米，20/52，中继器的特性(1)中继器用于将信息传输长度增加到第一层(物理层设备)(即，中间放大信号)。(2)中继器可以连接到同一传输介质的相似局域网或不同传输介质的相似局域网连接。(3)在物理层互连中，对物理层以上的每个层协议透明。21/52，使用图5-2中继器连接两个10Base-5电缆段，22/52，集线器，使用图5-3中继器连接徐璐其他传输介质系统的以太网，23/52，5.2网桥上的每个端口一个局域网，带宽网桥的主要功能是徐璐隔离不同网络段之间的数据流量。24/52，图5-4桥连接，25/52，1，桥的基本工作方式，桥不是复杂的设备

9、。桥接受整个帧，然后分析传入帧，根据帧中的信息根据帧的目标地址段工作，如果目标站点和发送站点位于同一局域网(即桥的同一侧)，则桥会删除帧。否则，选择路径并将帧沿指定路径传递到目标局域网。这是因为桥在传递数据帧时可以根据MAC地址过滤数据帧，还可以进行其他网络连接。26/52，网桥的内部结构，27/52，网桥的主要作用是将两个或多个局域网互连连接到一个逻辑网络，从而减少局域网流量并提高整个网络系统的性能。网桥的另一个作用是扩大网络物理范围。网桥还可以隔离物理故障段的网络，从而提高网络可靠性。28/52，图5-5桥工作原理图表，29/52，2，桥类型，(1)透明桥：目前最常用的桥是透明桥所有路由判

10、决都是由桥本身决定的。网桥连接到网络后，会自动初始化和配置。(2)源路由桥：源路由桥必须提供信息来源传递帧到端点所需的路由信息，而不是桥本身。每个节点都清楚地知道发送到每个目标节点的路径。发送帧时，源节点必须将详细的路由信息置于帧的开头。30/52，3，桥的特征，1。网桥在数据链路层上工作，不影响上层协议，可以传送任何网络层协议数据流。2.网桥在第2层工作，不检查网络层数据分组和网络地址，没有网络层相关，广播信息根据网络地址传播。网桥传送所有广播帧，不能隔离广播信息。3.桥徐璐在其他网络之间相互连接，提供局域网之间的转换功能。31/52，图5-6徐璐连接其他局域网时网桥的工作流程，32/52，

11、图5-7网桥应用程序实例，33/52，图5-8网桥使用异构网络，34/52，5.3局域网，35/55路由器具有多个端口，每个端口可以连接到不同的网络段或连接到不同的路由器。路由器存储一个可路由的路由表，路由器使用发送包的逻辑地址和路由表地址信息确定数据传输的最佳路径。36/52，常用路由器结构，路由，路由处理器，路由协议，路由表，3，在将数据从一个子网传输到另一个子网时，必须通过路由器完成数据转发功能。因此，路由器提供网络地址和路径选择功能，以便在多网络互连环境中建立灵活的连接。路由器的主要任务是找到通过路由器的每个包的最佳传输路径，并将该数据有效地传输到目标站点。因此，选择最佳路径的策略表明

12、算法路由是路由器的核心。，38/52，网络1 10.0.0.0，网络4 40.0.0.0，网络3 30.0.0.0，网络2 20 . 0 . 0 . 0 30 . 0 . 0 . 0，10.0.0.0，40路由器可以互连徐璐不同的MAC协议、不同的传输介质、拓扑结构和不同的传输速率的异构网络，并具有强大的异构网络互连功能。2.路由器支持网络层、网络协议相关和多协议路由器上的多种网络层协议3。对大型网络进行细粒度分段，将分段的网络段连接到路由器，以提高网络性能、提高网络带宽、网络管理和维护。42/52，多协议路由器的工作方式如果互连的局域网高层采用不同的协议，则需要多协议路由器(多协议路由器)。

13、牙齿结构的缺点是网络主机之间的通信受路由器协议的限制。在局域网网络中，徐璐可以使用多协议路由器互连结构来解决其他类型主机之间的通信问题。多协议路由器具有处理多种协议分组的能力，可以徐璐处理其他分组的路由和组转发问题。多协议路由器徐璐对其他类型的协议执行其他路由表设置和维护。43/52，图5-12多协议路由器网络互连意图，44/52，图5-13路由器实现局域网到局域网互连示例，45/52，5.3.2网关网关(也称为协议)网关是高层的多个网络网关徐璐允许您完成其他协议之间的转换。网关是一种专用计算机，通常由实现网关功能的软件(网络协议转换、数据格式转换等)组成。46/52，47/52，网关协议转换

14、方法：首先开发标准网络数据包格式，在网关输入端将输入网络数据包格式转换为标准网络数据包格式，在输出端将标准internet数据包格式转换为输出internet数据包格式。(AB BC)，48/52，图5-14网关工作原理图表，49/52，2，网关基本类型网关使用合适的硬件和软件实现徐璐其他网络协议之间的转换功能硬件提供了不同internet的接口，软件实现了不同internet协议之间的转换。(1)协议网关。徐璐在使用不同协议的网络区域之间进行协议转换是公认的网关功能。协议转换是软件密集型的过程，功能相当复杂。(2)应用节目网关。徐璐在不同数据格式之间翻译数据的系统。(3)安全网关。安全网关防火墙。50/52，5.4广域网-广域网互连广域网和广域网互连时，由于每个网络结构可能不同，因此网络互连经常在网络层或更高层次上进行。连接设备主要是路由器和网关。，51/52，摘要，网络互连通过地理上分散的网络连接，可以配置更大规模的互连网络系统，以共享更大范围的互连网络资源。网络互连类型主要是局域网-局域网互连、局域网-广域网互连和广域网-广域网互连。根据网络层的结构模型，网络互连的层可以分为数据链路层互连、网络层互连和传