網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)第7章網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)

第7章連接設(shè)備介質(zhì)接頭網(wǎng)卡調(diào)制解調(diào)器中繼器集線器網(wǎng)橋路由器網(wǎng)關(guān)1可編輯版介質(zhì)接頭4.1介質(zhì)接頭（每種傳輸介質(zhì)都要和一個(gè)或多個(gè)物理接頭連接，以實(shí)現(xiàn)相互間的連接）1．RJ-45：非屏蔽雙絞線的接頭，一端連網(wǎng)卡，一端連集線器2．

BNC：用于連接細(xì)纜3.DIX：用于粗纜連接2可編輯版網(wǎng)卡作用：將計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)從物理上及邏輯上連接起來(lái)。網(wǎng)卡包含了保證計(jì)算機(jī)與網(wǎng)上其它資源間可靠通信所需的電路，它將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信號(hào)格式和網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男盘?hào)格式相互轉(zhuǎn)化。網(wǎng)卡一端有與計(jì)算機(jī)總線結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的插口，另一端則提供可直接插入介質(zhì)接頭的插口。3可編輯版四種標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)卡（1）以太網(wǎng)卡(Ethernet)①

細(xì)以太網(wǎng)卡使用BNC接頭與細(xì)纜連接；包含內(nèi)部收發(fā) 器來(lái)處理網(wǎng)絡(luò)通信。②

粗以太網(wǎng)卡使用DIX接頭與粗纜連接；使用外部收發(fā) 器來(lái)獲得更大地傳輸距離。③

10Base-T網(wǎng)卡使用RJ-45接頭與雙絞線連接；（2）令牌環(huán)卡（TokenRing）（3）ARCnet卡

（4）FDDI卡

4可編輯版調(diào)制解調(diào)器1作用：將計(jì)算機(jī)上的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成適合于電話網(wǎng)上的傳輸?shù)哪M信號(hào)傳送出去，在接收端又將這樣的模擬信號(hào)重新轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)使用的數(shù)字信號(hào)。2分類（1）內(nèi)置式（2）外置式5可編輯版調(diào)制解調(diào)器工作原理計(jì)算機(jī)Modem公共電話網(wǎng)Modem計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)6可編輯版影響Modem速度的幾個(gè)因素（1）撥號(hào)使用的電話線路（2）電話交換機(jī)的質(zhì)量（3）與ISP所用的Modem有關(guān)（4）與ISP主機(jī)響應(yīng)速度（5）與用戶計(jì)算機(jī)上安裝的系統(tǒng)有關(guān)7可編輯版中繼器用途：是網(wǎng)絡(luò)物理層的一種連接設(shè)備。由于信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中有衰減和噪聲，使有效的數(shù)據(jù)信號(hào)變得越來(lái)越弱。為了保證有用數(shù)據(jù)的完整性，并在一定范圍內(nèi)傳送，中繼器把它接收到的弱信號(hào)提出，再生放大保持與原數(shù)據(jù)相同。8可編輯版中繼器分類（1）直接放大式（簡(jiǎn)單的放大器）（2）信號(hào)再生式（不但有放大功能而且信號(hào)再生功能）

9可編輯版集線器（多口中繼器）作用：將網(wǎng)段上的各個(gè)介質(zhì)段連接在一起。以集線器為中心的優(yōu)點(diǎn)是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某條線路或某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，它不會(huì)影響網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)的正常工作。

10可編輯版集線器分類（1）無(wú)源集線器：只負(fù)責(zé)把多段介質(zhì)連在一起，不對(duì)信號(hào)做任何處理。（2）有源集線器：在無(wú)源集線器基礎(chǔ)上增加了信號(hào)再生和放大功能，擴(kuò)展介質(zhì)傳輸?shù)拈L(zhǎng)度。（3）智能集線器：除了具有有源集線器的功能外，還將網(wǎng)絡(luò)的部分功能也集中成到集線器中，如網(wǎng)絡(luò)管理、選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸線路等。11可編輯版集線器連接方式12可編輯版網(wǎng)橋網(wǎng)橋原理網(wǎng)橋是一種工作在數(shù)據(jù)鏈路層的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。它通過(guò)連接相互獨(dú)立的網(wǎng)段而擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸距離。

13可編輯版網(wǎng)橋工作方式網(wǎng)段A網(wǎng)段B網(wǎng)橋101102201202數(shù)據(jù)102數(shù)據(jù)102101和102在同一網(wǎng)段，不許通過(guò)14可編輯版網(wǎng)橋分類（1）透明網(wǎng)橋(TransparentBridge)：在其內(nèi)部有一個(gè)記錄了網(wǎng)橋各端口所連接網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)地址的數(shù)據(jù)庫(kù)。網(wǎng)橋根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的信息決定是將數(shù)據(jù)包過(guò)濾掉還是向前發(fā)送。有自學(xué)習(xí)功能，安裝和管理十分方便，缺點(diǎn)是功能較簡(jiǎn)單，只能決定數(shù)據(jù)是否向前發(fā)送，而不能選擇最佳路徑。（2）源路由網(wǎng)橋(SourceRoutingBridge)：沒(méi)有所連接網(wǎng)段上站點(diǎn)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，它是根據(jù)信息包里包含的路由信息來(lái)傳送信息的。通常應(yīng)用于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)。15可編輯版網(wǎng)橋作用（1）增加傳輸距離和平衡負(fù)載（2）實(shí)現(xiàn)不同類型的局域網(wǎng)互聯(lián)。（3）可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的局域網(wǎng)互聯(lián)。（4）提高網(wǎng)絡(luò)安全性。16可編輯版路由器目錄路由器是什么路由器的作用17可編輯版一、路由器是什么所謂路由就是指通過(guò)相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)的活動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，在路由過(guò)程中，信息至少會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。

把路由和交換進(jìn)行對(duì)比，在普通用戶看來(lái)兩者所實(shí)現(xiàn)的功能是完全一樣的。其實(shí)，路由和交換之間的主要區(qū)別就是交換發(fā)生在OSI參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別決定了路由和交換在移動(dòng)信息的過(guò)程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實(shí)現(xiàn)各自功能的方式是不同的。18可編輯版早在40多年前就已經(jīng)出現(xiàn)了對(duì)路由技術(shù)的討論，但是直到80年代路由技術(shù)才逐漸進(jìn)入商業(yè)化的應(yīng)用。路由技術(shù)之所以在問(wèn)世之初沒(méi)有被廣泛使用主要是因?yàn)?0年代之前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都非常簡(jiǎn)單，路由技術(shù)沒(méi)有用武之地。直到最近十幾年，大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet才逐漸流行起來(lái)，為路由技術(shù)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)和平臺(tái)。

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路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備。路由器通過(guò)路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇（routing），這也是路由器名稱的由來(lái)（router，轉(zhuǎn)發(fā)者）。作為不同網(wǎng)絡(luò)之間互相連接的樞紐，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于TCP/IP的國(guó)際互連網(wǎng)絡(luò)Internet的主體脈絡(luò)，也可以說(shuō)，路由器構(gòu)成了Internet的骨架。它的處理速度是網(wǎng)絡(luò)通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網(wǎng)絡(luò)互連的質(zhì)量。20可編輯版因此，在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、乃至整個(gè)Internet研究領(lǐng)域中，路由器技術(shù)始終處于核心地位，其發(fā)展歷程和方向，成為整個(gè)Internet研究的一個(gè)縮影。在當(dāng)前我國(guó)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)和信息建設(shè)方興未艾之際，探討路由器在互連網(wǎng)絡(luò)中的作用、地位及其發(fā)展方向，對(duì)于國(guó)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以及明確網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)上對(duì)于路由器和網(wǎng)絡(luò)互連的各種似是而非的概念，都具有重要的意義。返回目錄21可編輯版二、路由器的作用

路由器(Router)的一個(gè)作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來(lái)。22可編輯版從過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)流量的角度來(lái)看，路由器的作用與交換機(jī)和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在網(wǎng)絡(luò)物理層，從物理上劃分網(wǎng)段的交換機(jī)不同，路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分。例如，一臺(tái)支持IP協(xié)議的路由器可以把網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)子網(wǎng)段，只有指向特殊IP地址的網(wǎng)絡(luò)流量才可以通過(guò)路由器。對(duì)于每一個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包，路由器都會(huì)重新計(jì)算其校驗(yàn)值，并寫入新的物理地址。23可編輯版因此，使用路由器轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾數(shù)據(jù)的速度往往要比只查看數(shù)據(jù)包物理地址的交換機(jī)慢。但是，對(duì)于那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，使用路由器可以提高網(wǎng)絡(luò)的整體效率。路由器的另外一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)就是可以自動(dòng)過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)廣播。從總體上說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)中添加路由器的整個(gè)安裝過(guò)程要比即插即用的交換機(jī)復(fù)雜很多。24可編輯版

一般說(shuō)來(lái)，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)都應(yīng)采用路由器來(lái)完成。

路由器的主要工作就是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。由此可見(jiàn)，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。25可編輯版為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)——路徑表（RoutingTable），供路由選擇時(shí)使用。路徑表中保存著子網(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。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，可以由路由器自動(dòng)調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。26可編輯版1．靜態(tài)路徑表

由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)（static）路徑表，一般是在系統(tǒng)安裝時(shí)就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會(huì)隨未來(lái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。27可編輯版2．動(dòng)態(tài)路徑表

動(dòng)態(tài)（Dynamic）路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況而自動(dòng)調(diào)整的路徑表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（RoutingProtocol）提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，在需要時(shí)自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健７祷啬夸?8可編輯版路由探測(cè)概念：決定數(shù)據(jù)包按照什么樣的途徑通向目的主機(jī)的過(guò)程。路由器要收集網(wǎng)絡(luò)信息并從收集到的信息中按照某種算法或某種標(biāo)準(zhǔn)選擇出一條最佳的路徑。把路由器收集網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)而推斷可能的路徑的工作就稱為路由探測(cè)。29可編輯版路由選擇（1）路由選擇：從經(jīng)過(guò)路由探測(cè)后得到的多條路徑中選擇一條最佳路徑的工作稱為路由選擇。（2）路由選擇的標(biāo)準(zhǔn)：①Hop數(shù)