网络互连与网间通信.ppt

2006-10 《计算机通信与网络》 第二章 数据通信 8．1 网络互连概述 将各种类型的同构或异构的物理网络互相连接起来，实现各种不同网络之间的通信和资源共享的技术称为网络互连技术。 8．1．1 网络互连的技术体制 1．互连与互通的概念 (1)网间连接(Internetworking) ：指端到端(end-to-end)的网间通信。两个终端系统是通过中间网络系统实现通信的。 (2)网络互连(Interconnection)——是指参与互连的各子网之间的互相连接，解决物理网络之间的异构性，产生一个对用户而言的单一的通信网络。 3．网络互连体制 异构网络互连首先要解决的是网络互连体系结构(即互连体制)和互连协议。一种互连体制就等于是一种互通策略。归纳起来，目前有两类能实现系统互通的网络互连体制，即: 逐段法体制(hop-by-hop system) 端—端法体制(end-to-end system) 4．互连体制的比较与选择 逐段法互连体制优点是：能充分利用各物理网络的服务功能和质量等级，简化传送控制，业务传输质量和可靠性高，运行费用低。 缺点是：寻址开销大，路由不够灵活，可能要求协议变换，因而网关较复杂，研制费用高。 端—端法互连体制优点是：全局寻址和独立路由，互连网络的坚固性和可靠性高；网关技术简单，成本低。由于大多数网络都提供数据报的无联结服务，所以适应面宽。 其缺点是：只能提供无联结方式的网络服务，业务的传输质量必须由端系统的传送层服务来保证，增加了主机负荷和开发费用；对各互连网络的控制开销和运行费用较高。 互连体制选择原则及评价标准 (1)互连网络的透明性——从用户角度看，互连网络应与独立网络无本质的区别，它仅提供更多的用户与服务； (2)互连网络的不透明性——从设计角度看，被互连的网络不同构时，互连网络应与各个独立网络有本质的区别； (3)互连网络中各独立网络应尽量保持原网络结构和特性，不因互连而改变其完整的体系结构； (4)互连设备应尽可能标准化、实用化，减少专用互连设备数量及不必要的开销等。 透过这些原则和标准可以看出，各独立网络是针对不同的特殊需要而提出的局部优化网络，而互连网络的目标是建立一个整体优化的网络，以提供更大范围的服务。 8．1．2 网络互连的主要技术 1．互连层次的选择及相关的互连设备 互连层次的选择选择原则是： 对于网络NETl和网络NET2，如果它们的第1层，第2层，……，直到第N-1层都是不相同的功能层(异构层)，但是它们的第N层，第N+1层，……都是完全相同的功能层(同构层)，或者能被改造(采用转换或汇聚方法，convert or converge)成为完全相同的功能层，那么第N层就是最合适的互连实现层。第N层上的互连，称为第N层同构互连。 互连层对应的具体设备名称 在网络互连时，网络之间通过一个网间连接设备(互连设备)相互连接起来的，这种互连设备实际上是设在网络与网络之间的“关卡”，故此统称为网关(Gateway)。 (1)物理层网关——转发器或中继器(Repeater)； (2)数据链路层网关——网桥或桥接器(Bridge)； (3)网络层网关——XX网关或路由器(Router)； (4)网络层以上的网关——网关机或信关机(Gateway Host)。 实际应用时应注意如下几点： (1)在满足服务功能的前提下，互连实现层尽可能选在较低的层次上，以便简化网关设备和提高网关运行效率； (2)如果互连实现层是第N层，那么包括第N层在内的以上各功能层必须完全相同，才能实现网络互连和互通；而包括第N-I层在内的以下各功能层可以完全不同，以便容许连接更多的不同类型的独立子网； (3)LAN-LAN间互连层多选择在物理层和数据链路层，分别采用转发器和桥接器作为网关设备：LAN-WAN间和WAN-WAN间互连层多选择在网络层，采用路由器作为网关设备；应用层网关仅用于极少有的特殊情况。 2． 网间寻址 (1)惟一寻址 如图8-3(a)所示，这种寻址方式是给互连环境中每个端系统都分配一个惟一的全局地址。 (2)组合寻址 如图8-3(b)组合寻址方式是将一些与子网有关的信息（子网名称等），附加到子网内的所有系统地址中。 (3)分级寻址 如图8-3(c)所示，组合寻址方式也可适用于更为复杂的子网结构，例如单纯的树形结构。 3．路由选择 子网内部的路由选择过程，称为直接路由；而在互连网络环境下的跨网络路由选择过程，称为间接路由。这两个等级上的路由选择过程，是彼此独立地工作的，各自都在自己的环境中利用自己的策略去