第4章网络互连设备及应用技术课件.ppt
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1、人民邮电出版社,第4章 网络互连设备及应用技术,人民邮电出版社,本章学习要点:l 了解局域网互连的基本概念l 掌握局域网常用互连设备的类型、层次与原理l 掌握各层设备的作用、特点与应用l 熟练掌握集线器与交换机的区别与使用l 熟练掌握虚拟局域网的设计原则、实现条件和划分方法l 了解OSI模型与局域网互连设备之间的关系,人民邮电出版社,4.1 网络互连概述4.2 物理层的互连设备4.3 数据链路层的互连设备4.4 虚拟局域网4.5 网络层的互连设备,4.6 高层的互连设备,4.7 网络互连设备的应用场合,人民邮电出版社,4.1 网络互连概述,网络互连(联)就是指不同网段、网络或子网之间通过网络的
2、连接或互连设备(中继器、网桥、路由器或网关等)实现各个网络段或子网间的互相连接,其目的在于实现各个网段或子网之间的数据传输、通信、交互与资源共享。,人民邮电出版社,1.什么是网络的连接或互连?(1)网络的延伸(2)网络的分段 提高可靠性。分散了负荷。提高了安全性。,人民邮电出版社,2.互连网络的类型(1)网络互连的应用类型 局域网之间的互连(LAN-LAN)局域网与广域网的互连(LAN-WAN)局域网通过广域网与Internet之间的互连(LAN-WAN-Internet)多个远程局域网之间互连为广域网(LAN-WAN-LAN)(2)互连局域网的类型,人民邮电出版社,1)同构网(homogen
3、eous net)2)异构网(heterogeneous net)所谓“异构网”(heterogeneous net)是指网络具有完全不同的传输性质和通信协议。目前,不同类型的网络之间的连接大多是异构网间的连接。,人民邮电出版社,1.互连网络必须要解决的问题 在进行网络互连时,人们必须面对如下一些问题:l 如何在物理上把两种不同的网络连接起来。l 如何实现一种网络与另一种网络的互访与通信。l 如何解决两种不同网络之间在协议方面的差异。l 如何处理两种网络之间在传输速率方面的差别。,人民邮电出版社,4.1.1 网络互连的层次,1.网间互连中的三个重要概念(1)网络的互连(Interconnect
4、ion)(2)网络的互通(Intercommunication)(3)网络的互操作(Interoperability)2.网间互连设备的层次(1)网间互连设备(2)网间互连设备的层次,人民邮电出版社,4.2 物理层的互连设备,4.2.1 中继器 中继器(Repeater)又称转发器或收发器,它工作在OSI模型的第一层,即物理层。1.中继器的功能 第一,中继器具有接收、放大、整形和转发网络信息的作用,可以起到扩充网络规模(扩充网络连接距离或工作站数目)的作用;第二,使用带有不同接口的中继器,可以连接两个使用不同的传输介质、不同类型的以太网段。,人民邮电出版社,图4-2 光纤收发器,图4-1 用中
5、继器再生信号,人民邮电出版社,2.中继器使用的规则(中继规则),图4-3 10Mb/s以太网的5-4-3规则,人民邮电出版社,3.中继器的应用特点(1)中继器的主要优点 中继器安装简单、可以轻易地扩展网络的长度、使用方便、价格相对低廉,它是最便宜的扩展 网络距离的设备。,人民邮电出版社,(2)中继器的主要缺点中继器用于局域网之间有条件的连接。一般情况下,互联网络的第1层可以不同,但是第27层应当使用相同或兼容协议。中继器可以连接两个使用不同传输介质和物理端口,但使用相同介质访问控制方法的网络。中继器不能进行通信分段,多个网段使用中继器互联后,将增加网络的信息量,易发生阻塞。中继器不能控制广播风
6、暴。使用中继器扩展网段和网络距离时,其数目有所限制。,人民邮电出版社,4.使用和选择中继器时应注意的事项 网段的接口 网段扩展的极限距离 使用中继器互联网络时,应注意所连接的各网段的高层(27层)协议应当相兼容。,人民邮电出版社,4.2.2 以太网集线器,集线器(Hub)主要指共享式集线器,它工作在OSI模型的第一层,即物理层。它也被称为多端口中继器。由于集线器与中继器以相同的方式进行工作,因此具有同样的基本功能,遵循同样的规则。1.使用集线器网络的拓扑结构2.集线器的分类(1)独立型共享式集线器(2)堆叠式集线器(3)模块化集线器,人民邮电出版社,图4-5 堆叠式集线器,图4-4 以太网的独
7、立型集线器,人民邮电出版社,3.集线器的应用特点(1)优点l 集线器可扩充网络的规模,即延伸网络的距离和增加网络的节点数目。l 集线器安装极为简单,几乎不需要配置。l 集线器可以连接多个物理层不同;但高层(27层)协议相同或兼容的网络。,人民邮电出版社,(2)缺点l 集线器限制了介质的极限距离,例如:10BASET中的100m。l 集线器没有数据过滤的功能,它将收到的数据发送到所有的端口,因此,使用中继器连接多个网络后,会增加网络的信息量,易发生阻塞。l 集线器使用数量的限制,低速以太网应遵循的“5-4-3”规则。l 集线器互连网络中的多个节点共享网络集线器的带宽,因此,当节点数目过多时,冲突
8、增加,网络性能急剧下降。l 集线器向所有端口转发广播信息,因此它不能控制广播风暴。,人民邮电出版社,4.集线器使用时应注意的因素 中继规则 集线器互联网络的条件 网络接口 传输速率 共享带宽,人民邮电出版社,4.3 数据链路层的互连设备,网络中数据链路层的互连设备主要指,基于网络物理地址进行过滤和网络分段,这层的设备具有物理层和数据链路层两层的功能,它们既可以用于局域网的延伸、扩展节点;也可以用于将负荷过重的网络划分为较小的网段,以达到改善网络性能和提高网络安全性的目的。,人民邮电出版社,4.3.1 网桥,1.网桥的定义 网桥(bridge)是指用来连接两个或多个在数据链路层以上具有相同或兼容
9、协议的网络互连设备。网桥一般由软件和硬件组成,它工作在OSI模型的第二层。网桥是一种基于物理地址来过滤、存储和转发数据帧的互连设备,它通过对网络上的数据帧进行筛选来实现网络分段,改善网络性能的。它可以实现基于端口MAC地址的过滤和分段。,人民邮电出版社,2.网桥的理论功能(1)站表 站地址 端口 时间(2)自学习功能与站表的管理(3)过滤和转发功能,人民邮电出版社,图4-6 连接两个本地局域网的网桥,人民邮电出版社,3.网桥的实际作用与设计要点(1)网络分段(2)延伸网络的距离(3)网桥互联网络的条件(4)网桥的设计要点,人民邮电出版社,4.网桥的分类(1)按网桥硬件所处的位置分类(2)按网桥
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