计算机网络基础 (5)

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1、第5章网络互联设备和多层交换本章要点：◆  了解网络互联的基本概念及各层网络互联设备◆  掌握中继器和集线器的性能、作用和分类◆  掌握网桥和交换机的特点、工作原理和性能参数◆  掌握路由器的结构、分类和工作原理◆  初步了解路由选择、路由表和等基本概念◆  掌握网关的分类和作用◆  掌握三层交换和多层交换的概念Lizq98@xzcat.edu.cn1第5章网络互联设备和多层交换目　　录5.1网络互联概述5.2物理层互联设备－中继器5.3数据链路层互联设备－网桥5.4网络层互联设备－路由器5.5高层互联设备－网关5.6三层交换和高层交换Liz

2、q98@xzcat.edu.cn25.1网络互联概述网络互联类型“互连”和“互联”两个术语的区别：(1)局域网之间的互联（LAN-LAN）l同构网的互联l异构网的互联(2)局域网与城域网的互联（LAN-MAN）(3)局域网与广域网的互联（LAN-WAN）(4)多个远程局域网利用公用网互联（LAN-WAN-LAN）(5)广域网与广域网的互联（WAN-WAN）l互连（Internet-connection）指仅是物理上连接在一起，实现网络距离上的延伸。例如使用中继器连接扩大网络距离（连接的是同构网）。l互联（Internet-working）指不

3、仅在物理上连接在一起，而且在逻辑上也连接在一起。包括协议组的转换、数据包的封装等。互联的网络可以是同构的，也可以是异构的。Lizq98@xzcat.edu.cn35.1网络互联概述网络互联类型网络互联层次OSI/RM共有7个层次，不同功能层次的网络互联时，所选择网络互联设备也不同。它们和OSI/RM的对应关系如图所示。l网络互联主要是将不同网段、网络或子网之间通过网络互联设备连接起来。l网络之间互联主要有中继器和网桥（用于局域网）。网际之间互联主要有路由器和网关（用于广域网）。Lizq98@xzcat.edu.cn45.2物理层互联设备－中继

4、器5.2.1中继器中继器也称转发器或收发器，Hub也是一种中继器。物理层互联设备可以将传送过来的二进制位信号进行复制、整形、再生和转发。主要用于局域网传输距离的延伸，增加节点数，以及连接采用不同传输介质和接口的同构网（如以太网）。l中继器的功能仅仅是将信号整形、再生数字信号，以维持通过局域网的电平，扩大局域网的传输距离。中继器是一个再生器而不是一个放大器，一个中继器可以连接两个以上的网络段，通常用于局域网之间的互联。l局域网对中继器的使用有一定限制，这就是在4.2节中介绍的5-4-3-2-1中继规则。利用中继器连接的网络虽然在物理上可以是两个

5、以上的网络，但在逻辑上是将它们合并为一个网络，属于同一个冲突域。由于受冲突直径的限制，构建时一定要遵守中继规则。如果需要连接的网络希望是各自独立，则需要选用后面介绍的互联设备。Lizq98@xzcat.edu.cn55.2物理层互联设备－中继器l集线器（Hub）作用和中继器类似，执行相同的功能，遵循相同的中继规则。Hub是一种多端口的中继器，每个端口都具有发送与接收数据的能力。当某个端口收到连接该端口上的主机发来的数据时，就转发至其它端口。在数据转发之前，每个端口都对它进行再生、整形，并重新定时。用Hub连接以太网时，虽然物理上是星型结构，但

6、逻辑上仍是一个总线型结构。2.集线器的特点l优点：l缺点：3.广播风暴l所谓广播风暴是一种在网上广播的消息导致大量响应、每个响应又导致大量响应的状态，网络长时间被大量的广播数据包所占用，使正常的通信无法正常进行。1.集线器的分类l独立型集线器l堆叠式集线器l模块化集线器5.2.1中继器5.2.2集线器Lizq98@xzcat.edu.cn65.3数据链路层互联设备－网桥5.3.1网桥网桥作用于物理层和数据链路层，用于网络中节点的物理地址过滤、网络分段以及跨网段数据帧的转发。它既可以延伸局域网的距离，扩充节点数，还可以将负荷过重的网络划分为较小

7、的网络，缩小冲突域。◆网桥的作用网桥（Bridge）可以根据物理地址对数据帧进行过滤和存储转发，实现网络分段。当一个数据帧通过网桥时，网桥检查数据帧的源和目的物理地址，如果这两个地址属于不同的网段，则网桥将该数据帧转发到另一个网段，否则不转发。所以，网桥能起到隔离网段的作用，网络的隔离意味着缩小了冲突域，提高了网络的有效带宽。网桥连接如图所示。◆网桥的作用有两个方面：l将一个负载过重的网络分割成若干小段，每个网段各自享用自己独立的带宽，以提高网络的效率，从而减少网络的信息流量。l延伸网络的距离，因为使用中继器受网络直径和中继规则的限制，通过网

8、桥可进一步延伸网络的距离。Lizq98@xzcat.edu.cn75.3数据链路层互联设备－网桥5.3.1网桥◆网桥的作用◆网桥的分类l按网桥所处的位置可分为内桥和