第5章 计算机网络互连技术及应用

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1、第5章计算机网络互连技术及应用1【本章目标】一个计算机系统，接入计算机通信网络，可以与其它计算机系统通信。计算机通信网络互连技术是解决两个计算机通信网络中的某两个计算机系统相互通信的技术。本章介绍计算机通信网络互连技术的层次性，各种互连设备的工作原理，以及路由协议、IP协议和移动IP、IP组播。2【本章要点】1网络互连的层次结构2网络互联设备3路由协议：路由信息协议RIP，开放最短路径优先协议OSPF，边界网关协议4（BGP-4）4IP协议：IP地址及子网，ICMP协议5移动IP6IP组播：组管理协议：IGMP，组播路由协议7IPv6：IPv6的特点，IPv6数据报格式，IPv6地址空间，I

2、Pv4到IPv6的过渡策略35.1网络互连的层次结构为什么要互连？互连的原理？互连的实现技术？45.1.1网络互连概述1.网络互连概述网络互连是指将两个或者两个以上具有独立自治能力、同构或异构的计算机网络连接起来形成规模更大的网络的过程。网络互连的目的是实现网络间的数据流通，扩大资源共享的范围，使网络可容纳更多的用户。（1）网络互连的原因：①解决网络长度的物理限制②实现更广泛的资源共享③实现不同网络之间的连接④提高网络的效率和管理的方便性5（2）网络互连的作用①扩大资源共享范围②提高网络性能③降低成本④提高安全性⑤提高可靠性（3）网络互连的类型①局域网—局域网互连②局域网—广域网—局域网互连

3、③广域网—广域网互连（4）网络互连的模式网络互连模式有两种：无连接模式与面向连接模式。65.1.2网络互连的层次1．网络互连的实现原理网络互连要解决的一个问题是，选定一个相应的协议层次，使得从该层次开始，被相互连接的网络设备中的高层协议都是相同的，其低层协议和硬件差异可通过该层屏蔽，从而使得不同网络中的用户可以互通。要实现网络互连，必须做到以下几点：①在互连的网络之间提供链路，至少有物理线路与数据线路；②在不同网络节点的进程之间提供适当的路由来交换数据；③提供网络记账服务，记录网络资源使用情况；④提供各种互连服务，应尽可能不改变互连的各网络原来的结构。72．网络互连的层次分类一般情况下，网络

4、互连可以在ISO/OSI七层模型中的任意一层进行，主要有以下几种：①物理层互连②数据链路层互连③网络层互连④高层互连网络互连的一般原则是从互连层开始，其上各层的协议要相同，而互连层下面各层的协议的异构特性则由互连层屏蔽。一般来说，互连的层次越高，互连协议就越复杂。85.2网络互连设备有哪些网络互连设备？怎样应用？何时应用何种网络互连设备？95.2.1网络互连设备概述网络互连设备的作用是连接不同的网络。根据网络互连所在的层次，常用的互连设备分为以下几类：①物理层互连设备②数据链路层互连设备③网络层互连设备④高层互连设备105.2.2物理层互连设备1．中继器（Repeater）中继器（Repea

5、ter）又称重发器，是一种低层网络互连设备，它工作在OSI七层参考模型的物理层，使网络在物理层实现互连。中继器具有如下特性：①中继器作用于物理层。②只有简单的放大、再生物理信号的功能。③由于中继器工作在物理层，在网络之间实现的是物理层连接，因此中继器只能连接相同的局域网。④中继器可以连接相同或不同传输介质的同类局域网。⑤中继器将多个独立的物理网络连接起来，组成一个大的物理网络。⑥由于中继器在物理层实现互连，所以它对物理层以上各层协议（数据链路层到应用层）完全透明。112．集线器(HUB)集线器其实是一种特殊的中继器，它有一个端口和主干网连接，而其他的端口连接一组工作站，如图就是一个典型的集线

6、器实物图。123．集线器的种类根据集线器的功能的不同，可以将集线器分成不同的类型:①独立式集线器②堆叠式集线器③模块式集线器④智能型集线器135.2.3数据链路层互连设备1．网桥(Bridge)网桥又称桥接器，是一种在数据链路层实现局域网互连的存储——转发设备。网桥的工作原理如图所示。网桥的标准有两个，即透明网桥（TransparentBridge）和源选径网桥（Source-RoutingBridge），它们分别由IEEE802.1和IEEE802.5两个分委员会制定。2．第二层交换机142．第二层交换（1）第二层交换机工作原理（2）第二层交换机的交换方式●直接交换方式●存储转发交换方式●

7、改进的直接交换方式（3）第二层交换机的主要技术特点●低交换传输延迟●高传输带宽●允许不同的传输速率共存●可以用局域网交换机组建虚拟局域网。155.2.4网络层互连设备1．路由器:是一种工作在网络层的网络互连设备。路由器适合于连接复杂的大型网络，它工作于网络层。如图所示，即用路由器实现多个网络互相连接。16172．第三层交换机（1）第三层交换机具有以下优势：●子网间传输带宽可任意分配●能合理配置信息资源●能降低