第5章 网络互连与广域网(10-8-7)

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1、第5章网络互联与广域网本章提示：本章介绍计算机网络的互联和广域网的基本知识，主要涉及计算机网络互联的概念、互联层次模型、互联的设备，广域网基础知识、公用数据通信网和网络接入技术等内容。基本教学要求如下：（1）了解网络互联的概念、类型、互联层次等基础知识。（2）理解互联设备功能和基本原理。（3）了解广域网概念、结构、数据传输服务等基础知识，了解主要的公用数据通信网和网络接入技术。随着计算机网络技术的迅速发展和计算机网络应用的日益多元化，人们已经不满足在局域网环境下进行数据通信和资源共享。不同部门、不同单位、不同地区、甚至不同国家计算机网络之间互联，实现更大范围的数

2、据通信和资源共享，已成为计算机网络发展的必然趋势。网络互联成为网络技术中一个重要的组成部分。5.1网络互联概述计算机网络在发展和应用过程中，存在着诸如网络传输介质长度的物理限制，难于满足更多的节点连接网络的要求；需要将相同的网络或不同的网络用互联设备连接在一起形成一个范围更大的网络；实现异构网络的互相通信、资源共享和服务；需要接入Internet等问题，这些问题均需要采取网络互联技术解决。5.1.1网络互联的概念网络互联就是利用网络互联设备，将分布在不同地域上的计算机网络相连接，以构成更大的网络系统，其目的在于实现处于不同网络上的用户间能够相互通信和相互交流，以

3、实现更大范围的数据通信和资源共享。网络互联实际上就是实现网络之间、网络上的主机间的互连、互通、互操作。互连是指在两个网络之间至少存在一条物理连接线路，这是两个网络之间逻辑连接的物质基础。如果两个网络的通信协议相互兼容，则两个网络之间就能够进行数据交换，称为互通。互操作是指网络中不同的计算机系统之间具有访问对方资源的能力，互操作是建立在互通的基础上。互连、互通、互操作三者之间有密切的关系，互连是基础，互通是手段，互操作是目的。5.1.2网络互联的层次由于网络体系结构上的差异，网络互联可在不同的层次上进行。按OSI模型的层次划分，可将网络互联划分为四个层次：物理层互

4、联、数据链路层互联、网络层互联、-122-高层互联，互联层次模型和网络互联设备如图5-1所示。传输层网络层数据链路层物理层网络A应用层表示层会话层路由器网桥中继器网关传输层网络层数据链路层物理层网络B应用层表示层会话层传输介质传输介质图5-1网络互联的层次及设备（1）物理层互联，互联设备为中继器（Repeater），它在不同的电缆段之间复制位信号，主要解决局域网距离的延伸问题。其特点是：不需要进行协议转换，只需要对信号进行再生放大，将两个以上距离较远的物理网络连接在一起，构成一个物理局域网。（2）数据链路层互联，互联设备为网桥（Bridge），在局域网之间存储转

5、发数据帧，主要用于局域网与局域网互联问题，即将两个以上独立的物理网络连接在一起，构成一个逻辑局域网。其特点是：数据链路层上的互联对物理层、数据链路层的类型可以不同，将在数据链路层上进行协议转换。通过数据链路层上的互联可以扩大网络的距离，过滤信息流，减轻网络的负担。（3）网络层互联，互联设备是路由器（Router），在不同的网络之间存储转发数据分组，解决了网络之间存储转发与分组问题。网络层互联包括路由选择、拥塞控制、差错处理与分段技术等。其特点是：允许互联网络的网络层及以下各层协议可以相同也可以不同。通过网络层互联可以有效地隔离多个局域网的广播通信量，每一个局域网

6、都是独立的子网。（4）高层互联，互联设备是网关（Gateway），实现传输层及以上各层协议不同的网络之间的互联，是通过在网络的高层使用协议转换完成网络的互联。其特点是：高层互联允许两个网络的网络层及以下各层网络协议是不同的。高层互联实现不同类型、差别较大的网络系统之间的互联，或同一个物理网络而在逻辑上不同的网络之间互联，以及不同大型主机之间和不同数据库之间的互联。5.1.3网络互联的类型由于互联网络的类型和规模不同，从网络互联的角度考虑，仅讨论局域网、广域网的互联，故网络互联的可分为以下三种主要类型：·局域网—局域网互联（LAN—LAN）；·局域网—广域网互联（

7、LAN—WAN）；-122-·广域网之间的互联（WAN—WAN）；1．局域网—局域网互联局域网与局域网的互联是最常见的互联类型。局域网通常由使用单位组建管理，为了实现单位内部管理要求和资源共享，将各部门的局域网连接起来，形成这个单位范围内的计算机网络。例如大学各个学院的计算机局域网和各行政管理部门的局域网相互联接起来，组建整个大学的校园网，实现学校内部信息资源共享和管理。局域网与局域网互联是实际应用中最多、最常见的一种类型，它又可以分为同种局域网互联和异型局域网互联。同种局域网互联是使用相同协议的局域网之间的互联，这种互联比较简单，使用集线器、交换机等即可实现互

8、联。例如，两个以太网之间