第4章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)

1、2022-5-1014.1 網(wǎng)絡(luò)互連的基本概念第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)網(wǎng)絡(luò)互連網(wǎng)絡(luò)互連將分布在不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備相連接，以構(gòu)成更大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的資源共享?；ミB的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備可以是同種類型的網(wǎng)絡(luò)、不同類型的網(wǎng)絡(luò)，以及運(yùn)行不同低層（網(wǎng)絡(luò)層以下）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)備和系統(tǒng)。2022-5-102為什么需要網(wǎng)絡(luò)互連全球范圍的應(yīng)用需求通信：電子郵件、IP電話、視頻會(huì)議信息服務(wù)：信息和資源共享網(wǎng)絡(luò)社會(huì)化：電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療大大小小、相互獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)存在的必然性已有的異種網(wǎng)絡(luò)的客觀存在一個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)按層次劃分子網(wǎng)的必要性要求屏蔽異種網(wǎng)絡(luò)的差異，為上層的各種應(yīng)用提供數(shù)據(jù)傳輸和交換平臺(tái)。第四

2、章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-103網(wǎng)絡(luò)互連提出的問(wèn)題如何屏蔽異種網(wǎng)絡(luò)的差異統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)地址如何實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸和交換建立跨網(wǎng)絡(luò)的虛電路網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)包尋徑、轉(zhuǎn)發(fā)第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-104網(wǎng)絡(luò)互連的要求網(wǎng)絡(luò)的不同特點(diǎn)不同的編址方案不同的分段不同的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)機(jī)制不同的超時(shí)差錯(cuò)恢復(fù)狀態(tài)報(bào)告路由選擇技術(shù)用戶訪問(wèn)控制連接和無(wú)連接服務(wù)第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-105網(wǎng)絡(luò)互連的功能基本功能 指網(wǎng)絡(luò)互連所必需的功能，它包括不同網(wǎng)絡(luò)之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)的尋址與路由功能選擇等功能。擴(kuò)展功能 指當(dāng)各種互連的網(wǎng)絡(luò)提供不同的服務(wù)類型時(shí)所需的功能，它包括協(xié)議轉(zhuǎn)換、分組長(zhǎng)度變換、分組重新排序及差錯(cuò)

3、檢測(cè)等功能。第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-106LANLANLANWANLANWANLANWANWAN？網(wǎng)絡(luò)互連的類型第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-107網(wǎng)絡(luò)互連層次及設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層應(yīng)用層應(yīng)用層OSI層層路由器、第三層交換機(jī)路由器、第三層交換機(jī)網(wǎng)橋、第二層交換機(jī)網(wǎng)橋、第二層交換機(jī)中繼器、集線器中繼器、集線器網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)互連設(shè)備互連設(shè)備在不同網(wǎng)間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組在不同網(wǎng)間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組在在LAN之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)幀之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)幀在電纜段間復(fù)制比特流在電纜段間復(fù)制比特流提供不同體系間互連接口提供不同體系間互連接口用用 途途使用互連設(shè)備實(shí)

4、現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)，該層及以下各層協(xié)議使用互連設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)，該層及以下各層協(xié)議可以不同?？梢圆煌?。第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-108中繼器（中繼器（Repeater):):簡(jiǎn)單解決網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)太多或電纜不夠長(zhǎng)問(wèn)題。如5類雙絞線以太網(wǎng)技術(shù)規(guī)范中最大距離100m，若信號(hào)傳輸距離超過(guò)這一長(zhǎng)度，不能保證網(wǎng)絡(luò)接口卡識(shí)別它。集線器（集線器（Hub）: : 也稱為多口Repeater。一般，每個(gè)文件服務(wù)器 只有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口卡，不可能把每個(gè)工作站直 接連上。集線器解決此問(wèn)題。信號(hào)去噪、放大信號(hào)去噪、放大信號(hào)放大信號(hào)放大無(wú)過(guò)濾無(wú)過(guò)濾無(wú)路徑檢測(cè)或交換無(wú)路徑檢測(cè)或交換網(wǎng)絡(luò)集中點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)集中點(diǎn)4.2 典型網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備第

5、四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-109網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器：網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器： 網(wǎng)橋（網(wǎng)橋（Bridge） ：工作在OSI參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），基 于MAC地址（物理地址）過(guò)濾流量。 交換機(jī)（交換機(jī)（Switch）：也稱為多口網(wǎng)橋, 第二層設(shè)備。外觀與Hub類似， 但內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。 路由器（路由器（Router）: 工作在OSI參考模型的第三層（網(wǎng)絡(luò)層）基于IP地 址過(guò)濾流量。過(guò)量廣播信息的流量控制問(wèn)題可用 路由器解決。典型網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1010網(wǎng)橋的基本特征 網(wǎng)橋是工作在數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備，它具有以下幾個(gè)基本特征：能夠連接兩個(gè)采用不同

6、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)與不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)。以接收、存儲(chǔ)、地址過(guò)濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式，實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)絡(luò)之間的通信。要求互連的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議?？梢苑指魞蓚€(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的廣播通信量，有利于改善互聯(lián)網(wǎng)的性能與安全性。第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1011網(wǎng)橋的工作原理第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)網(wǎng)橋網(wǎng)橋201202103104局域網(wǎng)局域網(wǎng)1局域網(wǎng)局域網(wǎng)22022-5-1012網(wǎng)橋的分類透明網(wǎng)橋 透明網(wǎng)橋由各網(wǎng)橋自己來(lái)決定路由選擇，而局域網(wǎng)上的各站不負(fù)責(zé)路由選擇。透明網(wǎng)橋的最大優(yōu)點(diǎn)是容易安裝。源路選網(wǎng)橋 源路選網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)路由選擇。即網(wǎng)橋假定了每個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送幀時(shí)都已經(jīng)清楚地知道發(fā)

7、往各個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的路由，源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送幀時(shí)需要將詳細(xì)的路由信息放在幀的首部。第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1013網(wǎng)橋網(wǎng)橋N.1N.3N.2N.4101205803504(剛加入剛加入)網(wǎng)橋連網(wǎng)與“廣播風(fēng)暴”第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1014交換技術(shù)的定義 在網(wǎng)絡(luò)上從一個(gè)站點(diǎn)到另一個(gè)站點(diǎn)之間為數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)態(tài)建立一條直接連接的路徑。網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)3網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)4第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1015幀交換（Frame Switch） 多端口的網(wǎng)橋，兩種工作方式： Cut-Through：讀到幀的目的地址即轉(zhuǎn)發(fā)，速度快，延遲小，不檢查包的完整性，壞包也轉(zhuǎn)發(fā) Store-and-

8、Forward：收完整幀再轉(zhuǎn)發(fā)，延遲大，檢查包的完整性，屬于可靠傳輸，支持異種網(wǎng)絡(luò)互連 10M Ethernet Switch、 100M Ethernet Switch、 10/100M Ethernet Switch 4M Token - Ring Switch、16M Token - Ring Switch第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)交換機(jī)2022-5-1016交換機(jī)交換機(jī)的每一個(gè)端口都扮演一個(gè)網(wǎng)橋的角色，而且每一個(gè)連接到交換機(jī)上的設(shè)備都可以享有它們自己的專用信道。 隨著交換技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)出運(yùn)行在第三層的交換機(jī)，稱作第三層交換機(jī)。 第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1017交換機(jī)與網(wǎng)橋的比較用

9、硬件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)橋的大部分功能隔離沖突域向不同網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)散/轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀通過(guò)對(duì)源地址的學(xué)習(xí)建立MAC地址表具有8個(gè)以上端口 適應(yīng)100M以太網(wǎng)的市場(chǎng)需求第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1018交換機(jī)和集線器的比較 增加轉(zhuǎn)發(fā)效率交換機(jī)內(nèi)保存有每一個(gè)網(wǎng)段上所有節(jié)點(diǎn)的物理地址，只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)。通過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效避免網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)。 分割網(wǎng)絡(luò)流量使用交換機(jī)連接的交換網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)網(wǎng)段都是一個(gè)單獨(dú)的沖突域，而使用hub連接的共享網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)則只能共同使用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的沖突域。 第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1019路由問(wèn)題：路徑選擇路由問(wèn)題：路徑選擇如何把這

10、封信如何把這封信發(fā)往舊金山？發(fā)往舊金山？北京北京上海上海東京東京舊金山舊金山可選路徑可選路徑北京北京舊金山舊金山北京北京東京東京舊金山舊金山北京北京上海上海東京東京舊金山舊金山香港香港舊金山舊金山第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1020 誰(shuí)來(lái)完成路徑選擇工作上海郵局上海郵局東京郵局東京郵局舊金山舊金山香港？香港？舊金山舊金山由郵局組成的郵政系統(tǒng)完成路徑選擇的全過(guò)程由郵局組成的郵政系統(tǒng)完成路徑選擇的全過(guò)程由每個(gè)郵局進(jìn)行具體的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)工作由每個(gè)郵局進(jìn)行具體的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)工作東京？東京？第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1021路徑選擇依據(jù)路徑選擇依據(jù)根據(jù)信宿地址確定下一個(gè)站點(diǎn)是誰(shuí)根據(jù)信宿地址確定下一

11、個(gè)站點(diǎn)是誰(shuí)路徑選擇方法路徑選擇方法查看郵局各自去往信宿的路由表查看郵局各自去往信宿的路由表 如何進(jìn)行路徑選擇站站點(diǎn)點(diǎn)下下一一站站北北京京上上海海香香港港東東京京上上海海 香香港港 東東京京 舊舊金金山山 去往舊金山去往舊金山第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1022路由器(Router)路由器是在網(wǎng)絡(luò)層上實(shí)現(xiàn)多個(gè)物理互連的設(shè)備。利用IP確定信息包發(fā)往哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在最佳路徑上發(fā)送數(shù)據(jù)。路徑表(Routing Table)保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容.靜態(tài)路徑表(static)動(dòng)態(tài)路徑表(Dynamic)與網(wǎng)橋的區(qū)別：第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1023路由

12、器的工作原理 2022-5-1024對(duì)網(wǎng)關(guān)概念的理解網(wǎng)關(guān)的確切定義將兩個(gè)采用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互連起來(lái)，在應(yīng)用層用軟件實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)。例如：TCP/IP ISO/OSITCP/IP Novell第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1025網(wǎng)關(guān)連接兩種類型不同的網(wǎng)絡(luò)的一種軟硬件結(jié)合體。可以使用不同的格式、通信協(xié)議或結(jié)構(gòu)連接起兩個(gè)系統(tǒng)。實(shí)際上通過(guò)重新封裝信息以使它們能被另一個(gè)系統(tǒng)讀取。常見(jiàn)的網(wǎng)關(guān)：電子郵件網(wǎng)關(guān)IBM主機(jī)網(wǎng)關(guān) 因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 第四章 網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)2022-5-1026總結(jié)網(wǎng)絡(luò)互連是將分布在不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，以構(gòu)成更大規(guī)模的互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在更大范圍內(nèi)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)資源的共享。網(wǎng)絡(luò)互連類型主要有：局域網(wǎng)局域網(wǎng)互連、局域網(wǎng)廣域網(wǎng)互連、局域網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)互連、廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)互連。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層次的結(jié)構(gòu)模型，網(wǎng)絡(luò)互連的層次可分為：在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)互連，在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)互連，以及在傳輸層及以上的各層實(shí)現(xiàn)互連。網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)