中南大学网络技术与应用课件第5章 网络互连.ppt

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1、第5章　网络互连5.1网络互连概述网络互联是指利用相应的技术和设备将多个网络或设备连接起来，以达到更大范围的数据传输和资源共享目的。网络互连的类型LAN与LAN互连LAN与WAN互连WAN与WAN互连LAN通过WAN与其他LAN互连网络传输介质同轴电缆网络传输介质光纤包层纤芯入射角折射角折射角大于入射角光波在纤芯中传播网络传输介质无线传输卫星蝶形天线计算机网络互连的层次物理层主要设备有：中继器和集线器。物理层互连设备的主要功能：对不同电缆段之间的信号进行复制、整形、再生和转发位信号。使用物理层互连设备连接的网络在物理上成为一个网络。适用范围：局域网的延伸和扩展。数据链路层主

2、要设备有：网桥和传统交换机。功能：数据存储、接收、根据物理地址进行过滤和有目的地转发数据帧。网络层主要设备有：路由器。功能：路径选择、拥塞控制和控制广播信息主要用于：不同网络之间的互连。如，当一个局域网通过广域网与远程局域网连接时，就应当使用这层设备。高层互连主要设备：网关。当互连的网络的传输层及以上层协议不同时就需要网关进行协议转换。目前使用最多的是：应用层网关。5.2局域网与局域网互联5.2.1中继器数据信号在传输时，由于衰减和噪音使有效数据信号变得越来越弱，而且传输过程也增加了波形失真，因此信号只能在有限的距离内传输用于连接两个网络的电缆段。它可以放大、整形、再生电缆

3、上的数字信号，并按原来的方向重新发送该再生信号。中继器按照5-4-3原则连接LAN。5-4-3原则是将5个网段用4个中继器连接，其中最多有3个网段有用户设备。中继器1中继器4中继器3中继器2网段1网段2网段3网段4网段5中继器的优点（１）过滤通信量中继器接收一个子网的报文，只有当报文是发送给中继器所连的另一个子网时，中继器才转发，否则不转发。（２）扩大了通信距离。（３）增加了节点的最大数目。（４）各个网段可使用不同的通信速率。（５）提高了可靠性。当网络出现故障时，一般只影响个别网段。缺点：（１）由于中继器对接收的帧要先存储后转发，增加了延时。（２）ＣＡＮ总线的ＭＡＣ子层并没

4、有流量控制功能。当网络上的负荷很重时，可能因中继器中缓冲区的存储空间不够而发生溢出，以致产生帧丢失的现象。（３）中继器若出现故障，对相邻两个子网的工作都将产生影响。5.2.2网桥桥接的工作机制是将物理网络段（也就是常说的冲突域）进行分隔，根据MAC地址来判断连接两个物理网段的计算机的数据包发送。网桥是一种控制冲突域流量的设备。除了隔离冲突域以外，网桥还可以实现不同类型网络的连接（令牌环网和以太网之间的连接）和网络的扩展（IEEE的5.4.3连接规则）等功能。1.网桥的基本工作原理网段A网段B网桥MAC1MAC2MAC3MAC4MAC5MAC6122MAC62MAC52MAC

5、41MAC31MAC21MAC1端口站地址端口管理软件网桥协议实体缓存端口2端口112站表（A）（B）（C）（X）（Y）（Z）图3-1网桥内部结构网桥工作在OSI模型中的第二层，即链路层。完成数据帧（frame）的转发，在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。2.网桥的类型（1）按网桥硬件所处的位置分类内部网桥：在服务器的内部安装，使用两块网卡加上相应的软件就可以组成内部网桥。外部网桥：一般是专用的硬件设备。（2）按网桥分布的地理范围分类近程网桥：连接两个相邻的局域网段。远程网桥：连接两个远程网段。此时

6、，要使用两个远程网桥，远程网桥要成对使用。在端口x收到帧站表中有目的站方向为端口x按站表中方向转发帧源站在站表中更新站表和定时器将源站地址加入站表并置新的定时器向除x以外的所有端口转发此帧丢弃此帧NYYYNN透明网桥容易安装，无须人工输入路由信息，但不能最佳地利用带宽。(1)透明网桥（生成树网桥）这种网桥插入电缆后就可自动完成路由选择的功能，无需由用户装入路由表或设置参数，网桥的功能是自己学习获得的。（2）源路由网桥由帧的发送者显式地指明路由信息。源路由(sourceroute)网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，每个

7、发现帧都记录所经过的路由。发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站。源站在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。凡从该源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带源站所确定的这一路由信息。3.网桥的特性优点网桥通过对不需要传递的数据进行过滤来实现基于物理地址的网络间的通信分段。网桥可以互联两个或多个网络。也就是说，网桥可以连接使用不同传输介质、不同介质访问控制方式、但高层协议相同或兼容的有条件同构的网络。通过网桥的过滤性能，隔离了不需要传播的信息。缺点要求网络层以上的协议相同或兼容。网桥会处理接收到的数