網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與設(shè)備課件(共44頁).ppt

1、第6章 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與設(shè)備6.1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的根本概念6.2 局域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備和應(yīng)用6.3 路由器與網(wǎng)關(guān)6.4 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)6.5 擴(kuò)展讀物本章要點(diǎn)本章講述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的根底知識。主要涉及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的根本概念，局域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備、路由器、網(wǎng)關(guān)等根底知識和一般應(yīng)用，常用的網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)。具體內(nèi)容概括如下。1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的根本概念。主要介紹網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)根本概念；網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的4種主要類型；網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的3個層次數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)和高層互聯(lián)。2局域網(wǎng)連接設(shè)備和應(yīng)用。主要介紹網(wǎng)絡(luò)適配器、中繼器、集線器、網(wǎng)關(guān)和以太網(wǎng)交換機(jī)等局域網(wǎng)連接設(shè)備的主要工作原理和特點(diǎn)，以及這些設(shè)備的根本使用。3網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備與應(yīng)用。主要介紹路由器和網(wǎng)關(guān)的特點(diǎn)

2、、主要工作原理、以及根本使用。4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)。主要介紹光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN、公共分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)X.25、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN、幀中繼Frame Relay、ADSL和ATM技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)采用的技術(shù)的根本特征、適用范圍和根本用途。學(xué)習(xí)目標(biāo)理解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、互通和互操作等根本概念熟悉網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型、層次的區(qū)分方法和主要特征了解網(wǎng)絡(luò)適配器、中繼器、集線器和交換機(jī)在局域網(wǎng)互聯(lián)中的作用、特點(diǎn)和工作方式理解以太網(wǎng)交換機(jī)中二層交換機(jī)和三層交換機(jī)的相同和不同之處理解交換機(jī)信道的工作特點(diǎn)能區(qū)別網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的技術(shù)特征、應(yīng)用環(huán)境和工作方式了解光纖分布式數(shù)據(jù)接口、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)

3、、公共分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)、幀中繼、ADSL和ATM技術(shù)等根本特點(diǎn)和應(yīng)用重要術(shù)語 光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI：Fiber Distributed Data Interface綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN：Integrated Services Digital Network非對稱數(shù)字用戶線路ADSL：Asymmetric Digital Subscriber Line模擬傳輸：Analog Transmission 互聯(lián)：Interconnection互通：Intercommunication互操作：Interoperability網(wǎng)關(guān)：Gateway應(yīng)用網(wǎng)關(guān)：Application Gate

4、way路由器：Router網(wǎng)橋：Bridge透明網(wǎng)橋：Transparent Bridge中繼器：Repeat集線器：Hub交換機(jī)：Switch直通交換：Cut Through存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換：Store Forward無碎片交換：Fragment Free網(wǎng)絡(luò)適配器NIC：Network Interface Card數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN：Digital Data Network幀中繼FR：Frame Relay異步傳輸模式ATM：Asynchronous Transfer Mode 6.1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的根本概念6.1.1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的概述6.1.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次6.1.1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的概述1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的要

5、點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指把網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)連接起來，在用戶之間實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)的通信與操作的技術(shù)。在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，每個網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)資源都應(yīng)成為互聯(lián)網(wǎng)中的資源?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)資源的共享效勞與物理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是別離的?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對于網(wǎng)絡(luò)用戶是透明的，且屏蔽了各子網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、效勞類型與網(wǎng)絡(luò)管理等方面的差異。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的根本要求如下。1在網(wǎng)絡(luò)之間提供一條鏈路，至少需要一條物理和鏈路控制的鏈路。2在不同網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)程間提供路徑選擇和傳遞數(shù)據(jù)。3提供各用戶使用網(wǎng)絡(luò)的記錄和保持狀態(tài)信息。4協(xié)調(diào)各個網(wǎng)絡(luò)的不同特性。6.1.1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的概述2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳輸距離上可以分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)3類，所以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型主要有：局域網(wǎng)

6、LAN局域網(wǎng)LAN局域網(wǎng)LAN廣域網(wǎng)WAN局域網(wǎng)LAN廣域網(wǎng)WAN局域網(wǎng)LAN廣域網(wǎng)WAN廣域網(wǎng)WAN 6.1.1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的概述802.5LAN網(wǎng)關(guān)WAN-WAN網(wǎng)關(guān)WAN802.3 LANX.25WANLAN-WAN網(wǎng)橋LAN-WAN802.3 LAN網(wǎng)關(guān)LAN-WAN-LAN802.4 LAN6.1.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次1數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)的設(shè)備是網(wǎng)橋Bridge。網(wǎng)橋可用于局域網(wǎng)之間的連接，也能支持局域網(wǎng)的遠(yuǎn)程連接，它在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中起到了數(shù)據(jù)接收、地址過濾與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的作用。用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)時，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層的協(xié)議可以相同，也可以不同。2網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)主

7、要是解決路由選擇、擁塞控制、過失處理與分段技術(shù)等問題。網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)的設(shè)備是路由器Router。路由器提供了各種速率的鏈路或子網(wǎng)接口，參加管理網(wǎng)絡(luò)。用路由器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)時，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層與以下各層的協(xié)議可以相同，也可以不同。3高層互聯(lián)高層互聯(lián)的設(shè)備是網(wǎng)關(guān)Gateway。傳輸層及以上各層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)屬于高層互聯(lián)。高層互聯(lián)使用的網(wǎng)關(guān)大多是應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)，簡稱應(yīng)用網(wǎng)關(guān)Application Gateway。用應(yīng)用網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)高層互聯(lián)時，允許兩個網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層及以下各層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是不同的。 6.2 局域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備和應(yīng)用6.2.1 網(wǎng)絡(luò)適配器6.2.2 中繼器6.2.3 集線器6.2.4 網(wǎng)橋6.2.5

8、 以太網(wǎng)交換機(jī)6.2.1 網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器Network Interface Card，NIC簡稱網(wǎng)卡，是計算機(jī)與傳輸介質(zhì)的接口。目前常用的網(wǎng)卡是PCI總線接口網(wǎng)卡Peripheral Component Interconnect，外圍設(shè)備互連。網(wǎng)卡是工作在OSI模型物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的接口設(shè)備。網(wǎng)卡通常包括RAM、EPROM、DSP芯片也稱數(shù)字信號處理器、主機(jī)總線接口和物理鏈路接口、收發(fā)器用于接收和發(fā)送物理層傳輸?shù)男盘柕炔考?。?shù)據(jù)鏈路控制器EDLC曼徹斯特編碼/譯碼器MCC內(nèi)部接收器RJ-45BOOTROM主機(jī)接口控制ASIC站地址EPROM緩沖區(qū)RAM主機(jī)系統(tǒng)總線6.2.1 網(wǎng)絡(luò)適配器

9、網(wǎng)卡的存儲器EPROM中保存了一個全球唯一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址，這個地址被稱為介質(zhì)訪問控制Media Access Control，MAC，又叫硬件地址或網(wǎng)卡地址，由網(wǎng)卡生產(chǎn)廠商在生產(chǎn)網(wǎng)卡時寫入網(wǎng)卡的EPROM芯片中。以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD是在網(wǎng)卡內(nèi)部實現(xiàn)的。具體步驟如下。1在發(fā)送數(shù)據(jù)時，網(wǎng)卡首先偵聽傳輸介質(zhì)上是否有載波信號，一直到偵聽到傳輸介質(zhì)內(nèi)沒有載波信號了，那么開始傳輸數(shù)據(jù)。2網(wǎng)卡在數(shù)據(jù)傳輸中繼續(xù)偵聽傳輸介質(zhì)，如果檢測到信號沖突，那么立即停止該次的信號發(fā)送，并等待一段時間后，再重新發(fā)送數(shù)據(jù)信號。如果數(shù)據(jù)經(jīng)過屢次重傳后仍然發(fā)生沖突，就放棄發(fā)送。3在接收數(shù)據(jù)時，網(wǎng)卡查看傳輸介質(zhì)上的

10、數(shù)據(jù)信號，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀中的目的地址與本網(wǎng)卡地址相同，并對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過失檢測。檢驗正確的數(shù)據(jù)幀，網(wǎng)卡才會接收。6.2.2 中繼器中繼器是工作在OSI模型物理層的互聯(lián)設(shè)備，實現(xiàn)兩個網(wǎng)絡(luò)之間的電氣連接。因此，中繼器只能用于連接兩個相同的局域網(wǎng)，其作用是把一個局域網(wǎng)中傳輸?shù)碾娦盘栐鰪?qiáng)后再傳送到另一個局域網(wǎng)上。中繼器要求網(wǎng)絡(luò)是同類型的，而且采用相同的協(xié)議和速率，且起到了維持通過局域網(wǎng)的信號電平，從而擴(kuò)展了局域網(wǎng)段的長度。如下圖顯示了一個中繼器連接兩個相同類型的局域網(wǎng)。 6.2.3 集線器集線器Hub一般認(rèn)為工作在OSI模型的物理層，是將局域網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的線纜集中在一起的設(shè)備，主要作為網(wǎng)絡(luò)連接的中心點(diǎn)，通常

11、聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)通過非屏蔽雙絞線與集線器連接。使用集線器連接網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某條線路或某個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，不會影響網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)的正常工作。6.2.4 網(wǎng)橋網(wǎng)橋Bridge是工作在OSI模型數(shù)據(jù)鏈路層的互聯(lián)設(shè)備。數(shù)據(jù)鏈路層包括MAC子層及LLC子層，因此網(wǎng)橋也分為MAC子層網(wǎng)橋和LLC子層網(wǎng)橋。MAC網(wǎng)橋只能連接相同的局域網(wǎng)，而LLC網(wǎng)橋能連接不同的局域網(wǎng)。 網(wǎng)橋可分為透明網(wǎng)橋Transparent Bridge和源路由選擇網(wǎng)橋。1透明網(wǎng)橋可以連接以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)，但主要應(yīng)用在以太網(wǎng)中。透明網(wǎng)橋的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)幀在傳輸時，路徑的選擇由網(wǎng)橋決定。2源路由選擇網(wǎng)橋也可以連接以太網(wǎng)、令牌環(huán)

12、網(wǎng)和FDDI網(wǎng)，但主要用于連接令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)。源路由網(wǎng)橋的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)中的源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，道目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最正確路徑。網(wǎng)橋中不存放地址數(shù)據(jù)表，源節(jié)點(diǎn)將到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最正確路徑插入到數(shù)據(jù)幀的頭部。網(wǎng)橋根據(jù)幀頭中的地址信息轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。 6.2.4 網(wǎng)橋1透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋有3個主要功能：地址學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)幀過濾和轉(zhuǎn)發(fā)。在網(wǎng)橋中保存著一個地址數(shù)據(jù)表，用于存放網(wǎng)橋端口和MAC地址相連網(wǎng)段中計算機(jī)的MAC地址。該表是自動地、動態(tài)地和自主地建立的。即通過自學(xué)習(xí)的方式，不需要網(wǎng)絡(luò)管理員與配置協(xié)議的干預(yù)。自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)過程如下。1地址數(shù)據(jù)表初始為空。2當(dāng)一個數(shù)據(jù)幀到達(dá)網(wǎng)橋的一個端口時，網(wǎng)橋檢索地址數(shù)據(jù)表，如果發(fā)

13、現(xiàn)該幀的目的地址不在表中，那么網(wǎng)橋?qū)⒃摂?shù)據(jù)幀復(fù)制到所有其他端口除了進(jìn)入端口的緩沖區(qū)中，該幀被播送到與該端口相連的網(wǎng)段中。3當(dāng)一個數(shù)據(jù)幀到達(dá)網(wǎng)橋的一個端口時，并且該幀的目的地址在表中，網(wǎng)橋?qū)⒃搸D(zhuǎn)發(fā)到適宜的端口。如果在一段時間后，沒有接收到以表中某一個地址作為源地址的數(shù)據(jù)幀，網(wǎng)橋?qū)⒈碇羞@個地址刪除。6.2.4 網(wǎng)橋6.2.4 網(wǎng)橋2源路由選擇網(wǎng)橋源路由選擇網(wǎng)橋主要用于連接令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)。源路由選擇網(wǎng)橋可用于將大型的令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)分成多個網(wǎng)段，以提高網(wǎng)絡(luò)的性能。與透明網(wǎng)橋?qū)⒙酚尚畔⒎胖迷诰W(wǎng)橋中相反，源路由選擇網(wǎng)橋?qū)⒙酚尚畔⒔唤o源節(jié)點(diǎn)處理。源路由選擇網(wǎng)橋要求信息源不是網(wǎng)橋本身提供傳遞幀到

14、終點(diǎn)所需的路由信息，網(wǎng)橋?qū)瑢嵤┺D(zhuǎn)發(fā)和過濾的依據(jù)是幀頭部包含的路由信息。 6.2.4 網(wǎng)橋3網(wǎng)橋的主要性能1網(wǎng)橋可以連接兩個采用不同數(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)。2網(wǎng)橋接收從兩個局域網(wǎng)介質(zhì)傳來的各幀，然后根據(jù)幀的目的地址，有選擇地把從一個網(wǎng)絡(luò)來的鏈路幀重新發(fā)送到另一個網(wǎng)絡(luò)上去，實現(xiàn)通信。3網(wǎng)橋互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議。4網(wǎng)橋可以分隔兩個網(wǎng)絡(luò)之間的播送通信量，有利于改善互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性能與平安性。5網(wǎng)橋?qū)Ω邔哟蔚膮f(xié)議是透明的，即用戶看不到它們的存在，這樣互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)看起來就像一個單一的邏輯網(wǎng)絡(luò)。用網(wǎng)橋連接局域網(wǎng)時，當(dāng)網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)傳輸量較大時，網(wǎng)橋可能成為網(wǎng)絡(luò)的數(shù)

15、據(jù)傳輸瓶頸，從而降低網(wǎng)段之間的通信速度。 6.2.5 以太網(wǎng)交換機(jī)交換機(jī)Switch是交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備，屬于OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，由多端口的網(wǎng)橋開展而來。用交換機(jī)互聯(lián)可以帶來以下好處。1交換機(jī)允許各個網(wǎng)段之間的通信，同時每個網(wǎng)段是獨(dú)立的播送域。2可以互聯(lián)不同速度和類型的網(wǎng)段，且對網(wǎng)絡(luò)的大小沒有限制。3交換機(jī)各端口獨(dú)享交換機(jī)的帶寬，可實現(xiàn)全雙工通信，例如，1臺100Mb/s的24口交換機(jī)，其每個端口理論上均可同時到達(dá)100Mb/s的速率。6.2.5 以太網(wǎng)交換機(jī)1交換機(jī)性能指標(biāo)影響交換機(jī)性能的指標(biāo)主要是MPPS和背板帶寬。MPPS是Million Packet Per Second

16、的縮寫，即每秒可轉(zhuǎn)發(fā)多少個百萬數(shù)據(jù)包。2交換機(jī)分類以太網(wǎng)交換機(jī)有多種分類方法。從外觀形態(tài)和功能上可分為模塊式交換機(jī)和固定端口交換機(jī)。從應(yīng)用規(guī)模上可分為企業(yè)級交換機(jī)、部門級交換機(jī)、工作組級交換機(jī)等。從實用角度上可分為低端固定交換機(jī)、低端可變端口交換機(jī)、中型交換機(jī)和高端交換機(jī)等。3交換機(jī)工作方式交換機(jī)的工作方式是存儲轉(zhuǎn)發(fā)，它將某個端口發(fā)送的數(shù)據(jù)幀先存儲在該端口的緩沖區(qū)，通過解析數(shù)據(jù)幀，獲得目的MAC地址，然后在交換機(jī)的MAC地址與端口對應(yīng)地址表中，檢索該目的主機(jī)所連接到的交換機(jī)端口，找到后就將數(shù)據(jù)幀從源端口直接復(fù)制到目的端口緩沖區(qū)中，轉(zhuǎn)發(fā)到該網(wǎng)段或主機(jī)。6.2.5 以太網(wǎng)交換機(jī)4“端口號/MAC地

17、址映射表的建立與維護(hù)以太交換機(jī)是利用“端口號/MAC地址映射表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的，因此該表的建立和維護(hù)十分重要。交換機(jī)利用“地址學(xué)習(xí)方法來動態(tài)建立和維護(hù)地址表。5交換機(jī)的交換方式1直接交換交換機(jī)的直接交換Cut Through方式是指交換機(jī)一旦接收到數(shù)據(jù)幀頭，立刻檢查和讀出幀中的目的地址信息，查詢端口的地址表，如果有該地址項，就把該幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)端口，交換控制器不作任何處理。直接交換的優(yōu)點(diǎn)是延遲較??；缺點(diǎn)是壞幀也會轉(zhuǎn)發(fā)出去。2存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換Store Forward與直接交換不同的是增加了一個高速緩沖存儲器。3無碎片交換無碎片交換Fragment Free綜合了直接交換和存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換的優(yōu)點(diǎn)

18、，也稱為改進(jìn)的直接交換。6.3 路由器與網(wǎng)關(guān)6.3.1 路由器6.3.2 網(wǎng)關(guān)6.3.1 路由器路由器Router是一種能連通不同的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的互聯(lián)設(shè)備，工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層，是目前用來構(gòu)建Internet骨干網(wǎng)的核心互聯(lián)設(shè)備。1路由器的結(jié)構(gòu)從體系結(jié)構(gòu)上看，路由器可以分為：第一代單總線單CPU結(jié)構(gòu)路由器；第二代單總線主從CPU結(jié)構(gòu)路由器；第三代單總線對稱式多CPU結(jié)構(gòu)路由器；第四代多總線多CPU結(jié)構(gòu)路由器；第五代共享內(nèi)存式結(jié)構(gòu)路由器；第六代交叉開關(guān)體系結(jié)構(gòu)路由器和基于機(jī)群系統(tǒng)的路由器。 2路由器的組成一個通用的路由器由4局部組成：輸入端口、交換結(jié)構(gòu)、選路處理器和輸出端口。6.3.1 路由器

19、3路由器的特點(diǎn) 1尋址能力。2路由選擇。3分段和重組。4存儲轉(zhuǎn)發(fā)。5數(shù)據(jù)包過濾。4路由器的功能1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。路由器支持各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口，主要用于互聯(lián)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，實現(xiàn)不同類型網(wǎng)絡(luò)互相通信。 2數(shù)據(jù)處理。提供數(shù)據(jù)包的過濾、數(shù)據(jù)包的尋址和轉(zhuǎn)發(fā)、優(yōu)先級、復(fù)用、加密、壓縮和防火墻等功能。 3網(wǎng)絡(luò)管理。路由器提供包括配置管理、性能管理、容錯管理和流量控制等功能。6.3.1 路由器5數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)過程為了完成數(shù)據(jù)包的路由，路由器中保存著一張路由表Routing Table，主要包含每個目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的IP地址、下一個路由器以及跳步數(shù)等信息，供路由選擇時使用。路由表分為靜態(tài)路由表和動態(tài)路由表。由系統(tǒng)管理

20、員預(yù)先設(shè)置好固定的路由表稱之為靜態(tài)Static路由表，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)置的，它不會隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。動態(tài)Dynamic路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況而自動調(diào)整的路由表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議Routing Protocol提供的功能，自動學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钫_路徑，更新路由表。 6.3.1 路由器6.3.2 網(wǎng)關(guān)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)層以上高層協(xié)議的轉(zhuǎn)換，或者實現(xiàn)不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換的互聯(lián)部件稱為網(wǎng)關(guān)Gate way，網(wǎng)關(guān)是傳輸層及其以上層次的互聯(lián)設(shè)備，主要用于不同體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。 用網(wǎng)關(guān)互聯(lián)的兩個網(wǎng)絡(luò)，在物理上也可以是

21、同一個網(wǎng)絡(luò)。例如，在同一個以太網(wǎng)上某些站運(yùn)行TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，而另一些站卻運(yùn)行Novell網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。此時，可將該以太網(wǎng)看作是兩個邏輯網(wǎng)，一個是TCP/IP網(wǎng)，另一個是Novell網(wǎng)。這兩個邏輯網(wǎng)的站之間交換信息必須通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。 DL2PH1A1DL1PH1體系結(jié)構(gòu)1網(wǎng)關(guān)DL1PH1A2DL2PH2體系結(jié)構(gòu)26.3.2 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換是通過使用適當(dāng)?shù)挠布c軟件。硬件提供不同網(wǎng)絡(luò)的端口，軟件實現(xiàn)不同互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換的方法主要有兩種。1直接將輸入網(wǎng)絡(luò)信息包的格式轉(zhuǎn)換成輸出網(wǎng)絡(luò)信息包的格式兩個網(wǎng)絡(luò)通過一個網(wǎng)關(guān)互聯(lián)，最簡單的方法就是直接將輸入網(wǎng)絡(luò)的

22、信息包格式轉(zhuǎn)換成輸出網(wǎng)絡(luò)信息包的格式。2將輸入網(wǎng)絡(luò)信息包的格式轉(zhuǎn)換成一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)間信息包的格式與前一種方法不同，使用該方法可以制定一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)間信息包格式。6.4 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)6.4.1 光纖分布式數(shù)據(jù)接口6.4.2 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)6.4.3 公共分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)6.4.4 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)6.4.5 幀中繼6.4.6 xDSL技術(shù)6.4.7 ATM技術(shù)6.4.1 光纖分布式數(shù)據(jù)接口光纖分布式數(shù)據(jù)接口，F(xiàn)iber Distributed Data Interface，F(xiàn)DDI是一種采用光纖作為傳輸介質(zhì)、高速且通用的令牌環(huán)網(wǎng)。1FDDI標(biāo)準(zhǔn)1介質(zhì)訪問控制MAC：定義了MAC效勞及協(xié)議兩局部。2物

23、理層協(xié)議PHY：定義了物理層中與介質(zhì)無關(guān)的局部，如MAC間的效勞和傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼局部等。3依賴物理介質(zhì)局部PMD：定義了物理層中依賴于光纖介質(zhì)的局部，如光驅(qū)動器、光接收器的特性以及網(wǎng)站接入部件的細(xì)節(jié)光纜及光連接器等。4層管理LMT：定義網(wǎng)絡(luò)中FDDI各層進(jìn)程管理，以到達(dá)網(wǎng)上各站協(xié)同工作。由于FDDI采用了以光纖作為傳輸介質(zhì)，同時又提供了以雙環(huán)作為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一系列容錯措施，從而使其具有明顯的特點(diǎn)。6.4.1 光纖分布式數(shù)據(jù)接口2FDDI的主要特點(diǎn)1傳輸速率高2吞吐量大3通信距離遠(yuǎn)4可靠性高5平安保密性好6兼容性好7通用性強(qiáng)3FDDI的主要應(yīng)用1用于主機(jī)互聯(lián)的后端網(wǎng)絡(luò)6.4.1 光纖分布式數(shù)據(jù)

24、接口2用于多個低速局域網(wǎng)互聯(lián)的主干網(wǎng)6.4.2 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)Integrated Services Digital Network，ISDN有窄帶與寬帶之分，分別稱為N-ISDNNarrowband-ISDN和B-ISDNBroadband-ISD N，無特殊說明，ISDN指N-ISDN。1B-ISDN與N-ISDN的主要區(qū)別1N-ISDN是以公用 交換網(wǎng)為根底，而B-ISDN是以光纖作為主干線和傳輸介質(zhì)。2N-ISDN采用同步時分多路復(fù)用技術(shù)，B-ISDN采用異步傳輸模式ATM技術(shù)。3N-ISDN各通路及其速率是預(yù)定的，B-ISDN使用通路的速率不是預(yù)定的。6.4.2 綜合業(yè)

25、務(wù)數(shù)字網(wǎng)2常用的ISDN網(wǎng)絡(luò)信道14kHz模擬 信道，記作A信道。2用于話音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)?4kb/s數(shù)字PCM信道，記作B信道。B信道是電路交換的根本單位。38kb/s或16kb/s數(shù)字信道，記作C信道。4用于帶外信令傳輸?shù)?6kb/s或64kb/s數(shù)字信道，稱作D信道。當(dāng)沒有信令信息需要傳送時，D信道也可用來傳送分組數(shù)據(jù)或低速的如100 b/s遙控遙測數(shù)據(jù)。5用于1SDN內(nèi)部信令傳輸?shù)?4kb/s數(shù)字信道，記作E信道。6用于傳送高速的用戶信息信道或不用做電路交換時的信令信道，記作H信道。 6.4.2 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)3ISDN的標(biāo)準(zhǔn)1根本速率簡稱基速信道，它由2B1D信道組合而成。目前我國上海

26、、北京等已采用此方法。2一次群簡稱基群信道，它由23B1D適用于美國和日本等或30B1D適用于歐洲等組合而成。3混合信道。它由1A1C組合而成，此即模擬信道和數(shù)字信道的一種混合。4ISDN與Internet的連接ISDN與Internet的連接方法如下圖。 交換機(jī)NT2傳輸線路NT1TE1TE2TAPC6.4.3 公共分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)為了適應(yīng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的開展和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的需要，國際電報 咨詢委員會CCITT制定了一系列的X建議，如X.1，X.2，X.3，X.25等。其中X.25是公用分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。它定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE如計算機(jī)主機(jī)、用戶終端與數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE如Modem等之間的數(shù)據(jù)交換

27、標(biāo)準(zhǔn)。 6.4.4 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)Digital Data Network，DDN是利用數(shù)字信道來傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)通信傳輸網(wǎng)。1DDN的主要作用1向用戶提供專用的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸信道，為用戶建立自己的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)提供條件。2用于計算機(jī)通信?？蓚魉蛿?shù)字化 、數(shù)字話音及其他數(shù)字化信號，即可向用戶提供圖像通信、數(shù)字 通信、數(shù)據(jù)播送通信、計算機(jī)局域網(wǎng)互聯(lián)、計算機(jī)遠(yuǎn)程通信等。3為公用分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)PSPDN提供用戶與網(wǎng)絡(luò)連接使用的信道及數(shù)據(jù)傳輸信道，從而提高分組交換網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信質(zhì)量。2DDN的主要業(yè)務(wù)功能1專用電路業(yè)務(wù)。2虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(wù)。3幀中繼業(yè)務(wù)。4壓縮話音/G3 業(yè)務(wù)。DDN提供8kb/s、16

28、kb/s、32kb/s壓縮話音業(yè)務(wù)和G3 業(yè)務(wù)，用于話機(jī)和PBXPrivate Branch Exchange，專用小交換機(jī)或PBX之間的互聯(lián)。6.4.4 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)NMCNMTNMCNMCNMC：一級干線網(wǎng)節(jié)點(diǎn)：二級干線網(wǎng)節(jié)點(diǎn)：本地網(wǎng)節(jié)點(diǎn)至其他國家或地區(qū)NMC：網(wǎng)管控制中心NMT：網(wǎng)管控制終端6.4.5 幀中繼人們采用光纖作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)的幀中繼Frame Relay技術(shù)，以提高傳輸速率，降低誤碼率，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲。幀中繼是一種能提供低層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層效勞的交換技術(shù)，用來代替X.25。1幀中繼優(yōu)點(diǎn)1高數(shù)據(jù)率。2突發(fā)數(shù)據(jù)用戶在不同時候需要不同的帶寬。3減少開銷。2幀中繼的主要特點(diǎn)1將分組

29、交換網(wǎng)中規(guī)定的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和分組層的3層協(xié)議簡化為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的一局部，也就是說由這兩層來完成交換功能。2傳送的信息長度不受限制，它對各種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)提供了方便。3路由功能是在第二層實現(xiàn)的。4只檢測在節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸交換過程中出現(xiàn)的過失，而不進(jìn)行糾錯，由終端的計算機(jī)去負(fù)責(zé)過失的恢復(fù)和處理。5在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)計復(fù)用。6.4.6 xDSL技術(shù)xDSL是DSLDigital Subscriber Line，數(shù)字用戶線路的統(tǒng)稱，是以 銅線為傳輸介質(zhì)的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸技術(shù)。ADSLAsymmetric Digital Subscriber Line，非對稱數(shù)字用戶線路它以普通 線路作為傳輸介質(zhì)，既在普通雙絞