网络互联设备和多层交换.ppt
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1、第8章 网络互联设备和多层交换,本章主要内容:了解网络互联的基本概念及各层网络互联设备 掌握中继器和集线器的性能、作用和分类 掌握网桥和交换机的特点、工作原理和性能参数 掌握路由器的结构、分类和工作原理 初步了解路由选择、路由表和等基本概念 掌握网关的分类和作用 掌握三层交换和多层交换的概念,第8章 网络互联设备和多层交换,目录8.1 网络互联概述8.2 物理层互联设备中继器8.3 数据链路层互联设备网桥8.4 网络层互联设备路由器8.5 高层互联设备网关8.6 三层交换和高层交换,8.1 网络互联概述,网络互联类型,“互连”和“互联”两个术语的区别:,(1)局域网之间的互联(LAN-LAN)
2、l 同构网的互联 l异构网的互联(2)局域网与城域网的互联(LAN-MAN)(3)局域网与广域网的互联(LAN-WAN)(4)多个远程局域网利用公用网互联(LAN-WAN-LAN)(5)广域网与广域网的互联(WAN-WAN),l 互连(Internet-connection)指仅是物理上连接在一起,实现网络距离上的延伸。例如使用中继器连接扩大网络距离(连接的是同构网)。l 互联(Internet-working)指不仅在物理上连接在一起,而且在逻辑上也连接在一起。包括协议组的转换、数据包的封装等。互联的网络可以是同构的,也可以是异构的。,8.1 网络互联概述,网络互联类型,网络互联层次,OSI
3、/RM共有 7个层次,不同功能层次的网络互联时,所选择网络互联设备也不同。它们和OSI/RM的对应关系如图所示。,l网络互联主要是将不同网段、网络或子网之间通过网络互联设备连接起来。l 网络之间互联主要有中继器和网桥(用于局域网)。网际之间互联主要有路由器和网关(用于广域网)。,8.2 物理层互联设备中继器,8.2.1 中继器,中继器也称转发器或收发器,Hub也是一种中继器。物理层互联设备可以将传送过来的二进制位信号进行复制、整形、再生和转发。主要用于局域网传输距离的延伸,增加节点数,以及连接采用不同传输介质和接口的同构网(如以太网)。,l 中继器的功能仅仅是将信号整形、再生数字信号,以维持通
4、过局域网的电平,扩大局域网的传输距离。中继器是一个再生器而不是一个放大器,一个中继器可以连接两个以上的网络段,通常用于局域网之间的互联。,l 局域网对中继器的使用有一定限制,这就是在 4.2节中介绍的5-4-3-2-1中继规则。利用中继器连接的网络虽然在物理上可以是两个以上的网络,但在逻辑上是将它们合并为一个网络,属于同一个冲突域。由于受冲突直径的限制,构建时一定要遵守中继规则。如果需要连接的网络希望是各自独立,则需要选用后面介绍的互联设备。,8.2 物理层互联设备中继器,l 集线器(Hub)作用和中继器类似,执行相同的功能,遵循相同的中继规则。Hub是一种多端口的中继器,每个端口都具有发送与
5、接收数据的能力。当某个端口收到连接该端口上的主机发来的数据时,就转发至其它端口。在数据转发之前,每个端口都对它进行再生、整形,并重新定时。用Hub连接以太网时,虽然物理上是星型结构,但逻辑上仍是一个总线型结构。,1.集线器的分类 l独立型集线器 l 堆叠式集线器 l 模块化集线器,8.2.1 中继器8.2.2 集线器,8.2 物理层互联设备中继器,2.集线器的特点 l优点:l缺点:3.广播风暴 l所谓广播风暴是一种在网上广播的消息导致大量响应、每个响应又导致大量响应的状态,网络长时间被大量的广播数据包所占用,使正常的通信无法正常进行。,8.3 数据链路层互联设备网桥,8.3.1 网桥,网桥作用
6、于物理层和数据链路层,用于网络中节点的物理地址过滤、网络分段以及跨网段数据帧的转发。它既可以延伸局域网的距离,扩充节点数,还可以将负荷过重的网络划分为较小的网络,缩小冲突域。,网桥的作用 网桥(Bridge)可以根据物理地址对数据帧进行过滤和存储转发,实现网络分段。当一个数据帧通过网桥时,网桥检查数据帧的源和目的物理地址,如果这两个地址属于不同的网段,则网桥将该数据帧转发到另一个网段,否则不转发。所以,网桥能起到隔离网段的作用,网络的隔离意味着缩小了冲突域,提高了网络的有效带宽。网桥连接如图所示。,网桥的作用有两个方面:l将一个负载过重的网络分割成若干小段,每个网段各自享用自己独立的带宽,以提
7、高网络的效率,从而减少网络的信息流量。l延伸网络的距离,因为使用中继器受网络直径和中继规则的限制,通过网桥可进一步延伸网络的距离。,8.3 数据链路层互联设备网桥,8.3.1 网桥,网桥的作用 网桥的分类l按网桥所处的位置可分为内桥和外桥两种。l按网桥分布的地理范围可分为本地网桥和远程网桥。,网桥的学习功能 网桥接收到一个数据帧时,它检查数据帧的源地址(物理地址),并将该地址与网桥中的路径表中各项进行对比,如果在路径中没找到,则将新的源地址加入路径表中,这就是网桥对网络地址的学习功能。,网桥的特点 延伸网络的距离、隔离网段,但不能隔离广播、也不能控制广播风暴、网桥没有路由功能。,8.3 数据链
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