网络的互连.pptx
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1、第第8 8章章 网络的互连网络的互连四月 242本章主要内容本章主要内容 l互连网络的基本概念;互连网络的基本概念;l网络互连的类型和层次;网络互连的类型和层次;l网络互连的基本设备;网络互连的基本设备;l广域网的一些技术,涉及到广域网的一些技术,涉及到PSTN、X.25、DDN、ISDN、FR等。等。四月 243互连网络的基本概念互连网络的基本概念 l互连网络是指互连网络是指将分布在不同地理位置的网络、设将分布在不同地理位置的网络、设备连接起来,以构成更大规模的网络,最大程度备连接起来,以构成更大规模的网络,最大程度地实现网络资源的共享地实现网络资源的共享。l网络连接l网络互连l网络互通四月
2、 244网络互连的类型网络互连的类型l网络互连的类型分以下几种:网络互连的类型分以下几种:l局域网局域网局域网互连局域网互连l同构网互连:具有相同协议的局域网互连;同构网互连:具有相同协议的局域网互连;l异构网互连:不同协议的局域网互连;异构网互连:不同协议的局域网互连;l局域网局域网广域网互连;广域网互连;l广域网广域网广域网互连;广域网互连;l网络互连需解决的问题网络互连需解决的问题l处理互连网络的帧、分组、报文和协议的差异处理互连网络的帧、分组、报文和协议的差异问题;问题;四月 245网络互连的类型网络互连的类型l网络互连从通信协议的角度来看可以分成四个层次:网络互连从通信协议的角度来看
3、可以分成四个层次:四月 246物理层的互连物理层的互连 l在不同的电缆段之间复制位信号是物理层互连的在不同的电缆段之间复制位信号是物理层互连的基本要求。基本要求。l物理层的连接设备主要是中继器。中继器是最低物理层的连接设备主要是中继器。中继器是最低层的物理设备,用于在局域网中连接几个网段,层的物理设备,用于在局域网中连接几个网段,只起简单的信号放大作用,用于延伸局域网的长只起简单的信号放大作用,用于延伸局域网的长度。度。l严格地说,中继器是网段连接设备而不是网络互严格地说,中继器是网段连接设备而不是网络互连设备。连设备。四月 247物理层的互连物理层的互连 四月 248数据链路层互连数据链路层
4、互连 l数据链路层互连要解决的问题是在网络之间存储数据链路层互连要解决的问题是在网络之间存储转发数据帧。转发数据帧。l互连的主要设备是网桥。互连的主要设备是网桥。l网桥在网络互连中起到数据接收、地址过滤与网桥在网络互连中起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用,它用来实现多个网络系统之数据转发的作用,它用来实现多个网络系统之间的数据交换。间的数据交换。l用网桥实现数据链路层互连时,允许互连网络用网桥实现数据链路层互连时,允许互连网络的数据链路层与物理层协议是相同的,也可以的数据链路层与物理层协议是相同的,也可以是不同的。是不同的。四月 249数据链路层互连数据链路层互连 四月 2410网络层互连
5、网络层互连 l网络层互连要解决的问题是在不同的网络之间存储网络层互连要解决的问题是在不同的网络之间存储转发分组。转发分组。l互连的主要设备是路由器。互连的主要设备是路由器。l网络层互连包括网络层互连包括路由选择路由选择、拥塞控制拥塞控制、差错处理与差错处理与分段技术分段技术等。等。l如果网络层协议相同,则互连主要是解决路由选如果网络层协议相同,则互连主要是解决路由选择问题。择问题。l如果网络层协议不同,则需使用多协议路由器。如果网络层协议不同,则需使用多协议路由器。l用路由器实现网络层互连时,允许互连网络的网络用路由器实现网络层互连时,允许互连网络的网络层及以下各层协议是相同的,也可以是不同的
6、。层及以下各层协议是相同的,也可以是不同的。四月 2411四月 2412高层互连高层互连 l传输层及以上各层协议不同的网络之间的互传输层及以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连。连属于高层互连。l实现高层互连的设备是网关。实现高层互连的设备是网关。l高层互连使用的网关很多是应用层网关,通高层互连使用的网关很多是应用层网关,通常简称为应用网关。如果使用应用网关来实常简称为应用网关。如果使用应用网关来实现两个网络高层互连,那么允许两个网络的现两个网络高层互连,那么允许两个网络的应用层及以下各层网络协议是不同的。应用层及以下各层网络协议是不同的。四月 2413四月 2414网络互连设备网络互连
7、设备网桥网桥l应用场合应用场合l在一个单位内各个部门之间的局域网互连;l在一个企业或校园,有上千台计算机需要连网;l连网计算机之间的距离超过了单个局域网的最大覆盖范围;l网桥工作在数据链路层,可以实现局域网互联,网桥工作在数据链路层,可以实现局域网互联,并在两个局域网网段之间对数据链路层帧进行接并在两个局域网网段之间对数据链路层帧进行接收、存储与转发,把两个物理网络连接成一个逻收、存储与转发,把两个物理网络连接成一个逻辑网络;辑网络;四月 2415网桥的特点网桥的特点l特点:特点:l使用网桥互连两个网络时,必须要求每个网络在数据链路层以上使用网桥互连两个网络时,必须要求每个网络在数据链路层以上
8、采用相同或兼容的协议。采用相同或兼容的协议。l网桥互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传网桥互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络。输速率的网络。l网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现两个互连网络之网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现两个互连网络之间的通信,并实现大范围局域网的互连。间的通信,并实现大范围局域网的互连。l网桥可以分隔两个网络之间的通信量,有利于改善互连网络的性网桥可以分隔两个网络之间的通信量,有利于改善互连网络的性能。能。l缺点:缺点:l由于网桥处理其接收到的数据,增加了时延,降低了网络性能;由于网桥处理其接收到的数据,增加了
9、时延,降低了网络性能;l网桥传递所有的广播;网桥传递所有的广播;l网桥的成本比转发器高;网桥的成本比转发器高;网桥分隔两个网络的通信量网桥分隔两个网络的通信量四月 2417不同不同MAC子层的局域网的连接子层的局域网的连接A AF FE E网桥网桥网桥网桥1 1D DC CB BHHGGKKI IJ J网桥网桥网桥网桥3 3网桥网桥网桥网桥2 2802.3802.3802.3802.3802.5802.5802.4802.4四月 2418网桥转发所有广播数据网桥转发所有广播数据 四月 2419网桥的分类一网桥的分类一 l根据介质访问控制协议的不同,网桥可分四种:根据介质访问控制协议的不同,网桥
10、可分四种:l透明网桥透明网桥l源路由网桥源路由网桥l转换式网桥转换式网桥l源路由透明网桥源路由透明网桥四月 2420网桥的分类二网桥的分类二l本地网桥本地网桥l用于直接连接两个相距很近的用于直接连接两个相距很近的LAN,通过网桥划分网段以,通过网桥划分网段以提高网络性能。提高网络性能。l远程网桥远程网桥l用来连接两个远距离的网络,通常可以利用公用网连接分用来连接两个远距离的网络,通常可以利用公用网连接分布在不同地理位置的网桥,以形成单个大型的网络(远程布在不同地理位置的网桥,以形成单个大型的网络(远程网桥也可通过路由器来实现)。网桥也可通过路由器来实现)。四月 2421网桥的分类三网桥的分类三
11、l级联和多端口网桥级联和多端口网桥 四月 2422路由器(路由器(Router)l路由器的工作原理路由器的工作原理四月 2423路由器的特点路由器的特点l特点特点l路由器是在网络层上实现多个网络之间互连的设备;路由器是在网络层上实现多个网络之间互连的设备;l路由器为两个或三个以上网络之间的数据传输解决最路由器为两个或三个以上网络之间的数据传输解决最佳路径选择;佳路径选择;l路由器与网桥的区别:路由器与网桥的区别:l网桥独立于高层协议,它把几个物理子网连接起来,向用户提网桥独立于高层协议,它把几个物理子网连接起来,向用户提供一个大的逻辑网络。供一个大的逻辑网络。l路由器则是从路径选择角度为逻辑子
12、网的节点之间的数据传输路由器则是从路径选择角度为逻辑子网的节点之间的数据传输提供最佳的路线;提供最佳的路线;l路由器要求节点在网络层以上的各层使用相同或兼容路由器要求节点在网络层以上的各层使用相同或兼容的协议。的协议。四月 2424路由器的基本功能路由器的基本功能l连接功能连接功能l网络地址判断网络地址判断l最佳路由选择最佳路由选择l数据处理功能数据处理功能四月 2425路由器的相关概念路由器的相关概念 l静态路由静态路由l动态路由动态路由l路由表路由表l路由协议路由协议l路由信息协议路由信息协议RIPl开放最短路径优先开放最短路径优先OSPF四月 2426路由器的分类路由器的分类 l单协议和
13、多协议路由器单协议和多协议路由器 四月 2427路由器的分类路由器的分类l桥路由器(桥路由器(Brouters)四月 2428路由器的分类路由器的分类 l本地和远程路由器本地和远程路由器 四月 2429网关(网关(Gateway)l网间协议变换器网间协议变换器l实现不同协议的网络之间的互连,包括不同网络操作实现不同协议的网络之间的互连,包括不同网络操作系统的网络之间互连,系统的网络之间互连,l实现局域网与远程网之间的互连。实现局域网与远程网之间的互连。l网关一般用于不同类型、差别较大的网络系统之网关一般用于不同类型、差别较大的网络系统之间的互连。又可用于同一个物理网而在逻辑上不间的互连。又可用
14、于同一个物理网而在逻辑上不同的网络之间互连,还可用于不同大型主机之间同的网络之间互连,还可用于不同大型主机之间和不同数据库之间的互连。和不同数据库之间的互连。四月 2430广域网的相关技术广域网的相关技术 l公用电话交换网络(公用电话交换网络(PSTN););l综合业务数字网(综合业务数字网(ISDN););l公用分组交换网络(公用分组交换网络(X.25););l数字数据网络(数字数据网络(DDN););l帧中继(帧中继(FR););lxDSL技术;技术;l异步转移模式(异步转移模式(ATM)。四月 2431公用电话网公用电话网PSTN lPSTN采用的技术采用的技术 lPSTN提供的是一个模
15、拟的专有通道,通道之间经由若干个提供的是一个模拟的专有通道,通道之间经由若干个电话交换机连接而成。电话交换机连接而成。l从从OSI七层模型的角度来看,七层模型的角度来看,PSTN可以看成是物理层的一可以看成是物理层的一个简单的延伸,没有向用户提供流量控制、差错控制等服个简单的延伸,没有向用户提供流量控制、差错控制等服务。务。l由于由于PSTN是一种电路交换的方式,所以一条通路自建立直是一种电路交换的方式,所以一条通路自建立直至释放,其全部带宽仅能被通路两端的设备使用,即使它至释放,其全部带宽仅能被通路两端的设备使用,即使它们之间并没有任何数据需要传送。因此,这种电路交换的们之间并没有任何数据需
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