网络互联及其设备

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1、第八章网络互联及其设备7/18/20211概述网络互联的技术与结构7/18/202128.1概述解决计算机网络间的互联互通，可以将若干个独立的计算机网络从网络协议的角度互联在一起，组成更大范围的网络，以扩大数据通信的范围。网络互联存在两种层次：一种是网络间物理线路的连接（interconnection），另一种是网络间物理与逻辑上的连接（internetworking）。网络互联实质是协议间的转换，该转换必须有一定的理论依据，有一定的标准可循。常用的网络互联形式包括：局域网和局域网的互联，局域网和广域网的互联，广域网和广域网的互联。7/1

2、8/202138.2网络互联的技术与结构国际标准化组织ISO提出的开放系统互联参考模型OSI/RM具体实现比较复杂，运行效率较低，因此真正的互联产品不多。目前实际应用的互联产品和通信平台遵循TCP/IP协议簇，基于IP协议的路由器是应用最广泛的网络互连设备，而OSI/RM在一定程度上成为一个理想的理论分析模型。7/18/202148.2.1网络互联方式实现不同网络之间的互联时，要使用一些中间设备实现协议间的转换，这种中间设备统称为网关或信关，包含了所有用于网络互联的软件和硬件。按照OSI参考模型的分层原则，针对不同的实际情况，网关在不同层次上

3、对协议进行转换，有四种方式：中继器、桥接器、路由器和网关。7/18/202151.中继器（转发器）方式中继器（Repeater）是工作在物理层的网络互连设备，可以互联数据链路层及以上协议相同的网络，一般用于拓展局域网的覆盖范围。中继器设备可接收网上的所有信号，并将其放大、再生，然后发送出去，从而扩展网络跨距。中继器将一个网络的延伸范围扩大了，但从网络层来看仍然是一个网络，因此中继器连接的几个网段实际上属于一个网络。中继器还能将不同传输介质的网络联在一起，如同轴电缆和光纤。8.2.1网络互联方式7/18/202165-4-3原则：最多五个网段（

4、其中至少两个链路段）、最多四个中继器、最多只能三个混合网段。7/18/20217采用中继器优缺点优点：价格低廉、使用简单、无需配置、效率高。缺点：不能就能横负载以阻止“广播风暴”、无法进行包过滤、由中继器连接的以太网网段位于一个碰撞域和广播域内，不能构成环型。8.2.1网络互联方式7/18/202182.桥接器（网桥）方式桥接器（Bridge）又称网桥，是工作在数据链路层的网络互联设备，可以互联网络层及以上协议相同的网络。一般用于互联两个运行同类型网络操作系统的局域网。除了具备中继器的功能之外，桥接器接收帧并能基于MAC地址和桥接器内部的站表

5、判断是否应该转发。优点：扩展了网络、具有信息过滤功能、效率高、配置简单.缺点：不能均衡负载、阻止网络风暴、由桥接器所连接的以太网处于一个同一个广播域，只适用少量局域网间的互联。8.2.1网络互联方式7/18/20219网桥的结构网桥站表站地址端口MAC1MAC2MAC3MAC4MAC5MAC6111222端口管理软件网桥协议实体端口1缓存端口212网桥21网段B网段AH1H2H4H3H6H5MAC1MAC2MAC3MAC4MAC5MAC68.2.1网络互联方式7/18/202110网桥的工作原理★不断监听各端口是否有信号；★收到无差错的帧则缓

6、存，反之将差错帧丢弃；★若所收帧的目的MAC地址属另一网段，则通过站表决定向何端口转发；★网桥不转发同一网段内通信的帧；★网桥不修改所转发的帧的源地址。8.2.1网络互联方式7/18/202111网桥的优势★过滤通信量★扩大了局域网的物理范围★提高了可靠性★可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网8.2.1网络互联方式7/18/202112网桥的缺点★由于要接收和转发，增加了时延★MAC子层没有流量控制功能，网络负荷重时，网桥缓存空间可能发生溢出，产生帧丢失现象★不同MAC子层的网段桥接时，在转发帧之前要修改帧的某些字段，这也需要耗

7、费时间★出现广播风暴。网桥只适合用户少于几百个和通信量不太大的局域网，否则有时会因传播过多广播信息而产生网络拥塞8.2.1网络互联方式7/18/202113网桥可分为简易网桥、源站选路网桥和透明网桥。（1）简易网桥简易网桥可由普通微机（或工作站微机）插入多块网卡分别连接多个局域网，同时运行相应的网桥软件构成。特点是一般由网络操作系统厂家提供网桥软件，价格较便宜，如NetWare网络操作系统。8.2.1网络互联方式7/18/202114（2）源站选路网桥该网桥遵循IEEE802.5的网桥标准，路径选择由发送信息的源站负责，网络上的每个源站选路网

8、桥都有一个惟一的ID标识，源站通过广播“发现帧”的方式记录到达目的站点经过的路径，并从中获得到达目的站的最佳路径，而每个从源站发送到目的站的帧都将携带该路径信息，网