Chapter 6 网络互连与网络层协议.pptVIP

6.1 网络互连概述（1） 6.1.1 网络互连概述 网络互连：为实现网络之间的连通性和互操作能力，用户可以相互透明地交换信息而将不同的网络进行连接。 网络异构(Heterogeneity)：硬件和软件平台差异 软件平台差异:DOS、Windows、OS/2、Unix、Macintosh 通信介质差异:双绞线、同轴电缆、光纤、微波、无线、卫星 网络范围差异：LAN、MAN、WAN 多平台、多协议的异种网络共存：没有一种平台和网络能够解决所有的应用问题 通用服务(Universal Service)：允许任意两台计算机通信 网络互连的目标：实现异构网络的通用服务 Internet：网间网、互联网 6.1.1 网络互连概述 网络互连的必要性 各种类型的通信子网将长期地共存下去； 实现更大范围的资源共享； 利用交换技术划分虚拟子网 调节负载与性能 有利于网络安全和故障隔离 6.1 网络互连概述（2） 6.1.2 网络的异构与互连 6.1.2 网络的异构与互连 常用的两种流行的互连方式 面向连接的虚电路 无连接的数据报 另外一种连接方式：隧道技术(Tunneling) 应用于以下情况：源与目的网络同构，但两者间的网络不同 利用隧道技术解决组播跨越区域问题 如果组播成员跨越了多个区域，则发送者组播信息时，由本区域的支持组播的路由器将组播包封装成普通IP包 采用点-点的路由将其传送到其他组播区域 接收区域支持组播的边界路由器解包，然后组播给本区域的组成员 隧道技术的细节问题由两端的路由器进行处理 现在比较流行的VPN就是隧道技术的代表 6.1.2 网络的异构与互连 6.1 网络互连概述（3） 6.1.3 网络互连设备 两个网络之间互连时，差异可以表现在OSI 7层的任一层上 OSI系统之间的互连 非OSI系统与OSI系统互连 非OSI系统之间的互连 按照互连针对哪一层，网络互连设备分为4种 中继器(Repeater) 网桥(Bridge) 路由器(Router) 网关(Gateway) 6.1.3 网络互连设备 互连设备的位置与用途 6.1.3 网络互连设备 中继器 中继器的作用是对弱信号再生，并将再生信号发送到网络的其他分支上； 中继器工作在物理层，只能用来连接具有相同物理层协议的LAN； 中继器不能纠正错误信号。它们只是转发信号，但同时它们也转发了信号的噪声； 使用中继器必须遵守MAC协议的定时特性，不能突破总的最大距离； 以太网的5-4-3规则：最多4个中继器，连接5个线缆段，其中只有3个线缆段可以连接计算机 中继器 集线器(Hub)：多端口的中继器 集线器能支持各种不同的传输介质和数据传输速率 集线器分为： 独立式集线器 堆叠式集线器 模块式集线器 智能型集线器 中继器 集线器：多端口的中继器 6.1.3 网络互连设备 网桥 网桥与中继器的不同之处:它能够解析收发的数据。网桥属于OSI 模型的数据链路层 数据链路层能够进行流控制、纠错处理以及地址分析。网桥能够解析它所接受的帧，并能指导如何把数据传送到目的地 它能够读取目标地址信息(MAC)，并决定是否向网络的其他段转发(重发)数据包，而且，如果数据包的目标地址与源地址位于同一段，就可以把它过滤掉 当节点通过网桥传输数据时，网桥就会根据已知的MAC 地址和它们在网络中的位置建立地址表。网桥利用地址表来决定是转发数据包还是把它过滤掉 网桥 网桥不能解析高层数据，如网络层数据，所以它们不能 分辨不同的协议 网桥 几种重要的桥接技术 透明桥接技术(Transparent Bridge)：用于以太网 源路由桥接技术(Source Routing Bridge)：用于令牌环网 翻译桥接技术：连接以太网和令牌环网 源路由透明桥接技术：将透明桥接技术和源路由桥接技术的算法相结合，以适应在以太和令牌环网的混合环境下的通信 网桥 20 世纪80 年代早期，开发网桥是为了转发同类网络间传递的数据包。此后，网桥已经进化到了可以处理不同类型网络间传递的数据包 尽管更高级的路由器和交换机取代了很多网桥，但它们仍然非常适合某些场合 有些网络需要利用网桥过滤传向各种不同节点的数据以提高网络性能。这些节点因此而能用更少的时间和资源侦听数据 网桥还可以检测出并丢弃出现问题的数据包 最重要的是网桥能够突破原来的最大传输距离的限制从而可以方便地扩充网络 6.1.3 网络互连设备 交换机 交换机可以把一个网络从逻辑上划分成几个较小的段 交换机属于OSI 模型的数据链路层，并且，它还能够解析出MAC 地址信息 从这个意义上讲，交换机与网桥相似。事实上，它相当于多个网桥。 交换机的每一个端口都扮演一个网桥的角色，而且每一个连接到交换机上的设备都可以享有它们自己的专用信道 交换的基本功能就是转发业务流，将输入端口与输出端口对