[互联网]第五章 网络互联.ppt

网络互联,网络互联概述,网络互联是指把两个以上的计算机网络按照一定的体系结构模式，通过互联设备及相应的技术措施和协议软件互相连接起来，以构成一种较之原来更大规模的网络。网络互联主要有LAN 与 LAN、LAN 与WAN、WAN 与 WAN之间互联三种形式。,网络互联示意图,典型的网络互联设备,Interconnection of LANs 局域网互联的主要设备是中继器、集线器和网桥Interconnection of LAN and WAN LAN和WAN互联的主要设备是路由器和网关Interconnection of WANs 广域网互联的主要设备是路由器和网关,中继器,在网络工程中，如何增加传输距离呢？,一般采用中继器设备！,电磁信号在网络传输介质上传递时，由于衰减和噪音使有效数据信号变得越来越弱。为保证数据的完整性，信号只能在一定的有限距离内传递。,MAC协议的定时特性,网络中任两个站点传输信息的总延时：DTE延时+MAC延时+中继延时+电缆延时 25.6s 其中 DTE延时：数据在任一网内收发所花费的时间 MAC延时：网卡进行冲突检测和收发所花费的时间 中继延时：通过中继器整形放大所花费的时间 电缆延时：走过一段电缆的时间,中继器,中继器,中继器具有接收、放大、整形和转发网络信息（比特流）的基本功能，可以起到扩展网络连接距离和改变网络拓扑的作用。,中继器可在物理层将两个网络（相同物理层协议、传输介质相似、访问协议相同）或网络段（Segment）互连起来，即实现网络在物理层上的连接。,中继器的应用实例一,使用一台中继器把两个粗同轴电缆段连接起来。,中继器的应用实例二,使用带有不同接口的中继器将两个不同类型的以太网网段连接在一起。,集线器,集线器是一种多端口中继器，用于连接双绞线介质或光纤介质以太网系统，是组成10 Base-T、100 Base-T或10 Base-F、100 Base-F以太网的核心设备。集线器可分为有源集线路（Active Hub）、无源集线器（Passive Hub）和智能集线器。,无源集线器。只是把相近地区的多段传输介质集中到一起，对它们所传输介质上的信号不作任何处理。有源集线器。把相近地区的多段传输介质集中到一起，对每条传输介质上的电信号有整形、放大和转发作用，并具有扩展传输介质长度、隔离故障和冲突处理等功能。智能集线器。除了具备有源集线器的全部功能外，还具有网络管理、路由选择等功能。,多端口的中继器，属于物理层设备可改变网络物理拓扑形式：总线连接星形连接端口数：常见的有8，12，16，24口,集线器HUB,网桥,网桥（Bridge）又称桥接器，一般是指用以连接两个在数据链路层以上具有相同通信协议的局域网络的软件和硬件，主要用于LAN-LAN的互联。使用网桥连接起来的局域网从逻辑上看是同一个网络。远程网桥还能实现局域网的远程连接，即LAN WAN-LAN互联。,网桥应用实例,网桥的基本工作原理,网桥具有寻址和路由选择功能，它能对进入网桥的数据源地址/目的地址进行检测。,网桥的特点,可实现更大地理范围的网络互连。可隔离要害部门的网络段，也可隔离和丢弃错误信息，以提高网络的安全性。可实现不同类型及不同拓扑结构网络的互连。,互联不同局域网时网桥的操作,网桥的类型,本地网桥。远程网桥。透明网桥透明网桥由各网桥自己来决定路由选择，局域网上的各个结点不负责 路由选择。源路由网桥源路由网桥由发送帧的源结点负责路由选择。,透明网桥与源路由网桥的比较,路由器,路由器（Router）是网络层互联设备，主要用于局域网-广域网互联。路由器一般是指用以连接两个以上复杂网络的软件和硬件。路由器能在多个网络和介质之间提供网络互联的能力，并能在不同的网络之间依据逻辑协议地址存储转发分组。路由器最突出的特点是路径选择功能。,LAN1,PC机,WAN,LAN2,R1,R2,用路由器连接两个LAN,一般说来，通过WAN实现LAN之间的互联，路由器是唯一可行的设备。,路由器基本工作原理,路由器必须具有的两个功能路由选择和数据转发。,路由选择,路由的过程就是将对象从一个地方转发到另一个地方的一个中继过程。路由器进行路由决策需要查询内部路由表，路由表可以手工或动态建立。当路由器根据缺省配置加电时，首先将直连网段的信息建立在路由表中。,基本的CISCO路由器,两个CISCO路由器构成的网络,路由选择示意图,路由器需要知道的主要信息,目的地址：被路由的数据的目的地是什么。信息源：从哪个信息源能获得到达给定目的地的路径。可能的路由：到达给定目的地的初始可能的路径是什么。最佳的路由：到达给定目的地的最好的路径是什么。路由信息的维护与确认：确认到达目的地的已知路径是否有效以及是否为最新的路径信息。,路由选择,路由器从它的路由选择源获得的路由选择信息存放在路由表中。路由表通过路由选择算法得到，每一条路由信息包括目的网络以及下一跳路由器地址和管辖距离。通过一级一级地把报文分组转发到下一跳路由器的方式，最终把数据包传送到目的地。,数据转发,数据转发是路由器完成对数据分组的传送工作。当数据包通过互联网发送时，它的物理地址是变化的，但它的网络地址的不变的。路由器在转发数据包时，使用的是网络层地址。但计算机与路由器之间或路由器与路由器之间的信息传送，是依赖数据链路层完成，具体传送过程中需要进行地址转换并改变目的物理地址。,路由器实现LAN-WAN-LAN互联示例,常见的路由器,多协议路由器(Multiprotocol Router),多协议路由器可以为不同类型的协议建立和维护不同的路由表，具有处理多种不同协议分组的路由选择与分组转发能力。,网关,网关（Gateway）又称协议转换器，一般是指用以连接异构网（通常指不同种网络操作系统）的软件，而不是指它的物理设备。网关作用在传输层以上，是实现应用系统级网络互联的设备，可以用于异构LAN、WAN-WAN、LAN-WAN及LAN-主机互联。,当使用不同协议的系统之间进行通信时，就必须进行协议转换。,网关有传输网关和应用程序网关两种基本类型。,广域网技术,公用电话交换网（PSTN）数字数据网（DDN)分组交换数据网（X.25）帧中继（Frame Relay Network）综合业务数据网（ISDN）异步传输模式（ATM）,广域网的重要组成部分是通信子网。一般由公用网络系统充当通信子网：,广域网互联,广域网的互联通常是在网络层及其以上层进行的，使用的互联设备主要是路由器和网关。通过“互联网”进行互联的方法，是将需要互联的网络首先与一个互联网相连，执行标准的互联网协议。互联网协议主要完成路由的选择和信息的转发。,课堂练习,1、计算机网络互联上利用_及相应的技术措施和_把两个以上的计算机网络连接起来，实现计算机网络之间的连接。2、局域网互联的主要设备为_、_和_。3、_和_是局域网与广域网互联的主要设备。4、常用的网络互联设备有哪些？它们分别工作在OSI参考模型的哪一层？5、网桥、路由器和网关的区别有哪些？,