第6章网络互连.ppt
合集下载
第6章路由算法总结ppt课件
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
非自适应路由算法
固定路由算法（fixed routing algorithm） 洪泛法（flooding） 随机走动法（random walk） 基于流量的路由算法（flow-based routing）
由所有的线路平均延迟，可直接计算出流量的加权 平均值，从而得到整个网络的平均分组延迟
这样找出网络的最小平均延迟就可以实现最优路由 选择
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
自适应路由算法
孤立路由选择 集中路由选择 分布式路由选择
当结点或链路发生故障时，该方法可使路由算法有 较好的稳健性
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
基于流量的路由算法
该方法不仅考虑网络的拓扑结构，还要考虑网络的 负载因素
对某一给定的线路，如果已知负载量与平均流量， 那么可以根据排队论的知识计算出该线路上的平均 分组延迟
• 如果找不到相应的表项，在G的路由表中增加一项 ：(N,G’,D’+C)
• 如果V=G’，G中路由表对应的表项根据D’+C和D的 比较获得
– 如果D’+C<D，G中表项更新为(N,G’,D’+C)
– 否则G中表项保持原状，仍为(N,V,D)
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
第6章互连网络教学教案
若无专门说明，N=2n。
6.2.1 静态互连网络结构 6.2.2 静态互连网络特性
6.2.1 静态互连网络结构
1. 线性阵列结构
线性阵列是一种一维网络结构，其中N个结点用N-1条链路连接，构成 一行，如图6.10（a）所示。以d表示连接度，则内部结点d=2，两端结点 d=1。网络直径D=N-1，等分宽度为1，是一种非对称结构，N很大时通信 效率低；N很小时，比如N=2，简单方便。
6.1.2 互连函数
1.恒等互连函数 也称为直通互连函数，是指输出端与相同序号的输入端对应连接。 其表达式为：
I(x)=I(bn-1bn-2…b1b0)=bn-1bn-2…b1b0
其示意如图6.2所示，左边表示输入端，右边表示输出端。
2.交换互连函数
交换互连函数（Exchange）实现输入 端与地址中某一位取反的输出端连接：
2.环与带弦环结构
线性阵列首尾连接，如图6.10(b) 所示，是一种对称性的结构， 可单向/双向工作。连接度d=2，其中双向环的直径D=N/2，单向环的直 径D=N。
对于环中的结点，可以增加其连接度，比如3或者4，就构成如图 6.10(c)和(d) 所示的连接度为3和4的带弦环。增加结点之间的链路，即可 增加其连接度。但是，随着连接度的增加，网络直径减小。其中图 6.10(c)的网络直径D=5，图6.10(d)的网络直径D=3。在极端的情况下构 成图6.10(f) 所示的全连接结构，连接度d=15，网络直径最短，D=1。
【例6.3】设有128个处理器，其编号依次是0，1，2，…，127， 当复合互连函数为 Shuffle(Butterfly(PM2I+4))时，第27号处理器 与哪一个处理器连接。
解：设待求处理器的序号为i，表示为Pi，则： Pi = Shuffle(Butterfly(PM2I+4(00011011)))
6.2.1 静态互连网络结构 6.2.2 静态互连网络特性
6.2.1 静态互连网络结构
1. 线性阵列结构
线性阵列是一种一维网络结构，其中N个结点用N-1条链路连接，构成 一行，如图6.10（a）所示。以d表示连接度，则内部结点d=2，两端结点 d=1。网络直径D=N-1，等分宽度为1，是一种非对称结构，N很大时通信 效率低；N很小时，比如N=2，简单方便。
6.1.2 互连函数
1.恒等互连函数 也称为直通互连函数，是指输出端与相同序号的输入端对应连接。 其表达式为：
I(x)=I(bn-1bn-2…b1b0)=bn-1bn-2…b1b0
其示意如图6.2所示，左边表示输入端，右边表示输出端。
2.交换互连函数
交换互连函数（Exchange）实现输入 端与地址中某一位取反的输出端连接：
2.环与带弦环结构
线性阵列首尾连接，如图6.10(b) 所示，是一种对称性的结构， 可单向/双向工作。连接度d=2，其中双向环的直径D=N/2，单向环的直 径D=N。
对于环中的结点，可以增加其连接度，比如3或者4，就构成如图 6.10(c)和(d) 所示的连接度为3和4的带弦环。增加结点之间的链路，即可 增加其连接度。但是，随着连接度的增加，网络直径减小。其中图 6.10(c)的网络直径D=5，图6.10(d)的网络直径D=3。在极端的情况下构 成图6.10(f) 所示的全连接结构，连接度d=15，网络直径最短，D=1。
【例6.3】设有128个处理器，其编号依次是0，1，2，…，127， 当复合互连函数为 Shuffle(Butterfly(PM2I+4))时，第27号处理器 与哪一个处理器连接。
解：设待求处理器的序号为i，表示为Pi，则： Pi = Shuffle(Butterfly(PM2I+4(00011011)))
系统结构 第六章 互联网络
法使直径减小的改进网络。只是，加弦的规律
是：从任一结点出发与距该结点距离为2的整数 幂结点相连 15 0 1
14
2
13
3
12
4
11 10 9
5
6 7 8
网络直径为2
6.2 静态互连网络
树形与胖树形
二叉树结构网络
二叉胖树结构网络
6.2 静态互连网络
网格形和环形网格
( a ) 网格形
( b ) Illiac网
在符号框内，上一个元素与下一个元素分别对应 输入与输出的连接关系。
6.1 互连网络的基本概念
3）图形表示法
图形表示法是直接用连线将输入与输
出的关系连接在一起，非常直观。其 缺点是不容易从中看出规律性的东西， 即函数关系不能一目了然。
000
000
001
001
010
010
011
011
100
100
101
第六章 互连网络
6.1 互连网络的基本概念 6.2 静态互连网络 6.3 动态互连网络
6.1 互连网络的基本概念
一. 互连网络的功能
1．什么是互连网络?
从广义上讲，凡是用以实现部件、设备或系统 之间连接用的部件都可以称为互连网络。
狭义上讲，互连网络是一种由开关元件按一定 的拓扑结构和控制方式构成的网络，用来实现 计算机系统内部多处理机或多功能部件之间的 相互连接。
000
000
001
001
010
010
011Βιβλιοθήκη 011100100
101
101
110
110
111
111
6.1 互连网络的基本概念
IPv6技术第6章ppt课件
精选课件ppt
2
6.1 IPv6安全问题
❖ 6.1.1 IPv6安全问题概述
IPv6的安全脆弱性可以分为四类：
❖ ⑴实现和部署上的漏洞和不足，与IPv6协议有关的设计、算法和 软硬件的实现离不开人的工作
❖ ⑵非IP层攻击，IPv6的安全仅作用在IP层，其它层出现对IPv6网 络的攻击仍然存在。
❖ ⑶IPv4向IPv6过渡时期的安全脆弱性，IPv4网络和IPv6网络并存 的环境以及过渡技术存在安全隐患。
精选课件ppt
4
网络安全的特征
❖ 身份可认证性；机密性；完整性；可控性；可审查 性。
❖ 网络安全需要考虑到三个方面：
⑴安全攻击，是任何危及网络系统信息安全的活动； ⑵安全机制，用来保护网络系统不受截听，阻止安全攻
击，恢复受到攻击的系统； ⑶安全服务，提供加强网络信息传输安全的服务，利用
一种或多种安全机制阻止对网络的攻击。
明文M H
密钥K
明文M 发送 明文M
MD 得出报文摘要
加密的报文摘 要
图6.4 用报文摘要实现报文鉴别
精选课件ppt
收方算出的
报文摘要
H
MD
密钥K 比较
MD 得 出 解 密 的 报文摘要
13
6.2 Internet的安全技术
❖ 6.2.1 数据包过滤和防火墙
防火墙所起的作用是：
❖①限制访问者进入一个被严格控制的点； ❖②防止进攻者接近受到保护的设备； ❖③限制人们离开一个严格控制的点。
与操作系统OS集成实施
❖ ⑵将IPsec作为协议栈中的一块(BITS)来实现
这种方法将特殊的IPsec代码插入到网络协议栈中，在网 络协议栈的网络层和数据链路层之间实施
计算机网络基础 第6章 常用网络命令
① 知名端口的范围为0～1023。
② 注册端口的范围为1024～49151。
③ 动态和/或私有端口的范围为49152～65535。
管理好端口号对于保证网络安全有着非常重要 的意义，黑客往往通过探测目的主机开启的端 口号进行攻击。所以，对那些没有用到的端口 号，最好将它们关闭。
6.2 ARP和RARP协议
(3) 参数出错报告
路由器或目的主机在处理收到的数据包时，如果发现 包头参数中存在无法继续完成处理任务的错误，则将 该丢弃该数据包，并向源主机发送参数出错报告，指 出可能出现错误的参数位置。
6.3.2 ICMP控制报文
ICMP控制报文包括拥塞控制和路由控制两部分。
(1) 拥塞控制与源抑制报文
[Adapter]] [/flushdns] [/displaydns] [/registerdns] [/showclassid Adapter] [/setclassid Adapter [ClassID]]
位，最小为8。 (3) 校验和：计算对象包括伪协议头、UDP报头和数据。校验和为可
选字段，如果该字段设置为0，则表示发送者没有为该UDP数据报 提供校验和。
6.1.6 TCP/UDP 端口
端口号被设计用来区分运行在单个设备上的 多个应用程序。
由于在同一台机器上可能会运行多个网络应 用程序，所以计算机需要确保目的计算机上 接收源主机数据包的软件应用程序的正确性， 以及响应能被发送到源主机的正确应用程序 上。该过程正是通过使用TCP或UDP端口号来 实现的。
(5) 保留：占6位，为将来的应用而保留，目前置为“0”。 (6) 标识：占6位，有6个标识位(以下是设置为1时的意义)。
① 紧急位(URG)：紧急指针有效。 ② 确认位(ACK)：确认号有效。 ③ 急迫位(PSH)：接收方收到数据后，立即送往应用程序。 ④ 复位位(RST)：复位由于主机崩溃或其他原因而出现的错误 的连接。 ⑤ 同步位(SYN)：SYN=1，ACK=0表示连接请求消息（第一次握 手）；SYN=1，ACK=1表示同意建立连接消息（第二次握手）； SYN=0，ACK=1表示收到同意建立连接消息（第三次握手）。 ⑥ 终止位(FIN)：表示数据已发送完毕，要求释放连接。
大学计算机(第5版蒋加伏)第6章课件
首次阿帕网连接实验的工作日志
阿帕网早期工作人员
6.1.1 网络基本类型
联合国宽带数字发展委员会报告： 2013年全球互联网用户为28亿左右； 每增加10%的宽带接入，可带来1.38%的GDP增长。 2013年全球互联网数据流量为：56EB（1EB=10亿GB）；全球有1万亿台设备接入互联网。 互联网受欢迎的原因：使用成本低，信息价值高。
6.1.2 网络体系结构
TCP协议“三次握手”过程：
请求
应答
确认
TCP协议建立连接时的“三次握手”过程
6.1.2 网络体系结构
安全隐患 第1次握手：客户端发SYN包到服务器，并等待服务器确认。 • 第2次握手：服务器收到SYN包，发送SYN+ACK应答包，然后计时等待。 • 第3次握手：客户端收到SYN+ACK包，向服务器发送ACK确认包。 • 客户端和服务器进入连接状态，完成三次握手过程。 • 客户端与服务器可以传送数据了。
TCP是议互联网中使用最广泛的网络协议。可见，网络协议在设计中存在安全“漏洞”。
6.1.2 网络体系结构
【扩展】
TCP协议“建立连接→数据传送→关闭连接“的 通信全过程。
6.1.2 网络体系结构 4. 网络协议的计算思维特征
网络层次结构有助于清晰地描述和理解复杂的网络系统。
（1）
分层不能模糊，每一层必须明确定义，不引起误解。
【案 例】 水库大坝控制系统局域网。
6.1.1 网络基本类型
（2）城域网（MAN） 城域网特征： • 覆盖区域为数百平方千米的城市内。 • 城域网由许多大型局域网组成。 • 城域网为个人、企业提供网络接入。
城域网结构： • 网络结构较为复杂； • 采用点对点、环形、树形等混合结构。
第6章 Internet基顾
根据不同的取值范围，IP地址可以分为五类。五类IP地址的区别如下图 所示。IP地址中的前5位用于标识IP地址的类别，A类地址的第一位为“0”，B 类地址的前两位为“10”，C类地址的前三位为“110”，D类地址的前四位为 “1110”，E类地址的前五位为“11110”。其中，A类、B类与C类地址为基本 的IP地址。由于IP地址的长度限定于32位，类标识符的长度越长，则可用的 地址空间越小。
网络号和主机号。网络号是一个网络在Internet上惟一标识，主机号是
一台网络设备在特定网络内的惟一编号。
IP地址 网络号 主机号
IP地址的结构
2．IP地址的分类 IP地址的长度为32位，分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每 段数字范围为0～255，段与段之间用“.”隔开。
第6章
Internet基础
A类地址 0 B类地址 1 0 C类地址 1 1 0 D类地址 1 1 1 0 E类地址 1 1 1 1 0 网络地址(7位) 网络地址(14位) 网络地址(21位) 主机地址(24位) 主机地址(16位) 主机地址(8位) 1.0.0.0~127.255.255.255 128.0.0.0~191.255.255.255 192.0.0.0~223.255.255.255 224.0.0.0~239.255.255.255
通过局域网接入
第6章
Internet基础
ISP的概念
在学习Internet的基本接入方式之前，需要知道什么是ISP。 Internet服务提供者（ISP，Internet service provider）是用户接入 Internet的切入口。一方面，它为用户提供Internet接入服务；另一方 面，它也为用户提供各类信息服务。 一般来说，用户计算机接入Internet的方式主要有两种：
《_网络互连技术与实训》-第6章高级交换技术
6.2.1 QoS演算法
•·
• •
通常QoS提供以下3種服務模型。
① Best-Effort service（盡力而為服務模型） ② Integrated service（綜合服務模型，簡稱IntServ） • ③ Differentiated service（區分服務模型，簡稱 Diff-Serv）
2．PIM-SM
6.2 QoS服務品質
•·
QoS（Quality of Service）服務品質，是網路的一 種安全機制，是用來解決網路延遲和阻塞等問題的一種 技術。
•·
在正常情況下，如果網路只用於特定的無時間限 制的應用系統，並不需要QoS，比如Web應用或E-mail 設置等。
•·
但是對關鍵應用和多媒體應用就十分必要，當 網路超載或擁塞時，QoS能確保重要業務量不受延遲 或丟棄，同時保證網路的高效運行。
•第 6 章 • 高級交換技術
6.1 6.2 6.3
多播
QoS服務品質 網路管理
6.1 多播
•·
傳統的IP通信有兩種方式，一是在一臺源IP主 機和一臺目的IP主機之間進行，即單播Unicast；第二 種是在一臺源IP主機和網路中所有其他的IP主機之間 進行，即廣播Broadcast。
• · 如果要將資訊發送給網路中的多個主機而非所有主 機，則要麼採用廣播方式要麼由源主機分別向網路中的 多臺目標主機以單播方式發送IP包。
•· •·
PIM協議報文基於UDP協議，端口號為103，使 用的專門多播地址為224.0.0.13。 根據實現機制的不同，PIM協議可以分為PIMDM、PIM-SM和PIM-SSM 3種，如圖6.10所示。
1．PIM-DM
– （1）H3C設備配置PIM-DM – （2）Cisco交換機上配置PIM-DM
第6章 宽带无线接入技术
9
6.1.2 宽带无线接入特点
（1）覆盖范围灵活。 （2）应用频度范围广。 （3）频谱利用率高。 （4）灵活的链路自适应技术。 （5）介质访问机制MAC层具备调度机制。 （6）动态带宽分配能力。 （7）安全性。 （8）纯数据业务的转化。IP承载为主。 （9）应用模式从固定向移动方向转化。
10
6.2 LMDS接入技术
36
IEEE 802.20 无线WAN
WAN（广域网） 工作频段
3.5GHz以下
IEEE 802.16 无线MAN
MAN（城域网）
WiMAX
工作频段 10~66GHz
LAN（局域网） 2~11GHz
IEEE 802.11 无线LAN
WiFi 工作频段
2.4和5.8GHz
PAN（个域网）
IEEE 802.15 PC与便携式电
“本地”：基站覆盖的范围，5Km以内。 “多点”：基站到用户是点对多点的广播方式。 “分配”：基站按业务分类将信号分配给用户。 “业务”：业务提供与使用关系。
11
6.2.2 LMDS系统的组成 1.基础骨干网：基于光纤传输网、 ATM或IP
交换、IP over ATM构成交换平台，与互联网和 电信网（PSTN、ISDN、 ADSL）互联。
18
6.4 无线局域网接入技术
6.4.1 无线局域网特点与标准 1.无线局域网特点 无线局域网（Wireless Local Area
Network，WLAN）是计算机网络与无线通 信技术相结合的产物。
安装方便、高移动性、易扩展性、可靠性
19
室内：10~100米
AP
室外：300米
5~30个用户 AP
ATM或IP交换 IP over ATM
6.1.2 宽带无线接入特点
（1）覆盖范围灵活。 （2）应用频度范围广。 （3）频谱利用率高。 （4）灵活的链路自适应技术。 （5）介质访问机制MAC层具备调度机制。 （6）动态带宽分配能力。 （7）安全性。 （8）纯数据业务的转化。IP承载为主。 （9）应用模式从固定向移动方向转化。
10
6.2 LMDS接入技术
36
IEEE 802.20 无线WAN
WAN（广域网） 工作频段
3.5GHz以下
IEEE 802.16 无线MAN
MAN（城域网）
WiMAX
工作频段 10~66GHz
LAN（局域网） 2~11GHz
IEEE 802.11 无线LAN
WiFi 工作频段
2.4和5.8GHz
PAN（个域网）
IEEE 802.15 PC与便携式电
“本地”：基站覆盖的范围，5Km以内。 “多点”：基站到用户是点对多点的广播方式。 “分配”：基站按业务分类将信号分配给用户。 “业务”：业务提供与使用关系。
11
6.2.2 LMDS系统的组成 1.基础骨干网：基于光纤传输网、 ATM或IP
交换、IP over ATM构成交换平台，与互联网和 电信网（PSTN、ISDN、 ADSL）互联。
18
6.4 无线局域网接入技术
6.4.1 无线局域网特点与标准 1.无线局域网特点 无线局域网（Wireless Local Area
Network，WLAN）是计算机网络与无线通 信技术相结合的产物。
安装方便、高移动性、易扩展性、可靠性
19
室内：10~100米
AP
室外：300米
5~30个用户 AP
ATM或IP交换 IP over ATM
计算机网络与Internet应用基础教程 第6章 网络互联
2. 网桥的类型 目前的网桥标准有两个，分别由IEEE的802.1与 802.5两个分委员会制定，它们的区别在于路由选 择策略不同。基于这两种标准有两种网桥。 ○ 透明网桥——透明网桥由各网桥自己来决定路 由选择，局域网上的各结点不负责路由选择。透明 网桥的最大优点是容易安装。 ○ 源路选网桥——源路选网桥由发送帧的源结点 负责路由选择。网桥假定每个结点在发送帧时，都 已经清楚地知道发往各个目的结点的路由，源结点 在发送帧时需要将详细的路由信息放在帧的首部。
（2） 数据转发 路由器的另一个基本功能是完成数据分组的传送， 即数据转发，通常也称数据交换（Switching）。 在大多数情况下，互联网上的一台主机（源端）要 向互联网上的另一台主机（目的端）发送一个数据 包，通过指定缺省路由等办法，源端计算机通常已 经知道一个路由器的物理地址（即MAC地址）。 源端主机将带着目的主机的网络层协议地址的数据 包发送给已知路由器。路由器在接收了数据包之后， 检查包的目的地址，再根据路由表确定它是否知道 怎样转发这个包，如果它不知道下一跳路由器的地 址，则将包丢弃。如果它知道怎么转发这个包，路 由器将改变目的物理地址为下一跳路由器的地址， 并且把包传送给下一跳路由器。
（3） 由于中继器在物理层实现互连，所以它对物 理层以上各层协议完全透明。
图6-1 用中继器连接两个10 Base-5电缆段
图6-2 用中继器连接不同传输介质系统的以太网
6.2.2 网桥
网桥（Bridge）又称桥接器，它是一种存储转发设 备，主要用于局域网-局域网互联。使用网桥连接 起来的局域网从逻辑上是一个网络，也就是说，网 桥可以将两个以上独立的物理网络连接在一起，构 成一个单个的逻辑局域网。从协议层次上看，网桥 操作在OSI参考模型的第二层，它在数据链路层对 数据帧进行存储转发，实现网络互联。网桥能够连 接的局域网可以是同类网络，也可以是不同的网络， 而且这些网络可以是不同的传输介质系统。使用远 程桥还能够实现局域网的远程连接，即LANWAN-LAN的互联方式。
精品课件-计算机网络(第三版 雷震甲)-第6章
第6章 局域网与城域网
HUB有两种形式。一种是有源HUB，另一种是无源HUB。有源 HUB中配置了信号再生逻辑，这种电路可以接收输入链路上的信 号，经再生后向所有输出链路发送。如果多个输出链路同时有 信号输入，则向所有输出链路发送冲突信号。
无源HUB中没有信号再生电路，这种HUB只是把输入链路上 的信号分配到所有的输出链路上。如果使用的介质是光纤，则 可以把所有的输入光纤熔焊到玻璃柱的两端，如图6-4所示。当 有光信号从输入端进来时就照亮了玻璃柱，从而也照亮了所有 输出光纤，这样就起到了光信号的分配作用。
第6章 局域网与城域网
图6-3 宽带系统的两种配置
第6章 局域网与城域网
两种电路配置都需要“端头”来连接两个方向不同的通路。 双缆配置中的端头是无源端头，朝向端头的通路称为“入径”， 离开端头的通路称为“出径”。所有的站向入径上发送信号， 经端头转接后发向出径，各个站从出径上接收数据。入径和出 径上的信号使用相同的频率。
第6章 局域网与城域网
● 802.6城域网(MAN)介质访问控制协议DQDB及物理层技 术规范。
第6章 局域网与城域网
由于宽带系统中需要模拟放大器，而这种放大器只能单方向 工作，所以加在宽带电缆上的信号只能单方向传播，这种方向性 决定了在同一条电缆上只能由“上游站”发送，而“下游站”接 收，相反方向的通信则必须采用特殊的技术。有两种技术可提供 双向传输：一种是双缆配置，即用两根电缆分别提供两个方向不 同的通路(图6-3(a))；另一种是分裂配置，即把单根电缆的频带 分裂为两个频率不同子通道，分别传输两个方向相反的信号(图 6-3(b))。双缆配置可提供双倍的带宽，而分裂配置比双缆配置 可节约大约15%的费用。
由于环网是一系列点对点链路串接起来的，所以可使用任 何传输介质。最常用的介质是双绞线，因为它们价格较低；使 用同轴电缆可得到较高的带宽，而光纤则能提供更大的数据速 率。表6-3中表示了常用的几种传播介质的有关参数。
计算机网络技术及应用第6章交换机配置基础课件
4．802.1w特性
在拓扑发生变化时，802.1d生成树协议 计算出一个新拓扑是非常快的，但当一 个端口被选为指定端口并能工作时，需 要经历30秒的转发延迟，这意味着有30 秒的数据中断。802.1w采纳了反馈机制 及其他一些特性使端口快速转换到转发 状态，拓扑变化的信息被每个交换机向 网络中传播，而不是像802.1d那样单单 依靠根桥。
802.1w定义了3种端口状态，对应于3种可能的运行状 态。802.1w把802.1d定义的无效、阻塞、监听状态合 并为disearding状态，另外两种状态是学习和转发。
2．端口角色
802.lw定义了4种端口角色，根端口角色和指定 端口角色保持不变，和802.1d中定义的含义相 同。RSTP为了快速收敛，在拓扑变化中一旦 端口被选举为新的根端口，该端口立即进入转 发状态，不再经由listening、learning阶段。 802.1d中定义的hiocking角色在802.1w中被分 为两种角色，分别是替代端口角色（alternate port role）和备份端口角色（backup port role ）。
都可以通过这条中继链路进行传输。 VLAN中继的国际标准帧格式是 IEEE802.1Q标准。
7.3.1 VLAN中继数据帧的格式
VLAN中继（Trunk）能够在单条物理链路上 承载多个VLAN的流量，VLAN中继用于将 VLAN扩展到多个交换机之间。IEEE802.1Q是 交换机所使用的标准中继协议，它能够为帧标 记各自的VLAN，进而使其能够跨越中继接口 进行传输。当数据包在中继链路上传输之前， 交换机将增加标记，当数据包到达接收端时， 中继链路对端接口将清除标记，并且将数据包 转发到各自的VLAN正确的目标。
1．端口状态
802.1d定义了5种端口状态：无效、监听、学习、转发 、阻塞。从运行的观点来看，处于阻塞状态的端口和 处于倾听状态的端口没什么区别，它们都不转发数据 ，也不学习地址，不同之处在于802.1d给它们指派的 角色（role）不同。一旦一个端口处于转发状态，也无 法区分它是根端口还是指定端口。RSTP把端口状态和 端口角色区分开，解决了这些问题。
计算机网络PPT课件
计算机网络
第 6 章 网络互连
第 6 章 网络互连
*6.1 路由器在网际互连中的作用 6.1.1 路由器的构成 6.1.2 交换构件 6.1.3 互联网与因特网 *6.2 因特网的网际协议 IP 6.2.1 分类的 IP地址 6.2.2 IP 地址与硬件地址 6.2.3 地址解析协议 ARP 和逆地址解析协议 RARP 6.2.4 IP 数据报的格式 6.2.5 IP 层处理数据报的流程
6.1 路由器在网际互连中的作用
6.1.1 路由器的构成
直接交付和间接交付
A
间接交付 间接交付 间接交付 直接交付 C
直接交付
B
直接交付不需要使用路由器 但间接交付就必须使用路由器 路由器的转发分组是网络层主要工作
典型的路由器的结构
3——网络层 2——数据链路层 1——物理层
输入端口
1 2 … 输入端口 1 2 3 3 分组处理 转发表 3
第 6 章 网络互连（续）
6.6 IP 多播和因特网组管理协议 IGMP 6.6.1 IP 多播的基本概念 6.6.2 因特网组管理协议 IGMP 6.6.3 多播路由选择 *6.7 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT 6.8 下一代的网际协议 IPv6 (IPng) *6.8.1 解决 IP 地址耗尽的措施 *6.8.2 IPv6 的基本首部 6.8.3 IPv6 的扩展首部 6.8.4 IPv6 的地址空间 6.8.5 从 IPv4 到 IPv6 的过渡 6.8.6 ICMPv6
IP 地址的一些重要特点
(1)
IP 地址是一种分等级的地址结构。 (2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。 多接口主机(multihomed host)。 一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。 (3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都 具有同样的网络号 net-id。 (4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地 理范围的广域网，都是平等的。
第 6 章 网络互连
第 6 章 网络互连
*6.1 路由器在网际互连中的作用 6.1.1 路由器的构成 6.1.2 交换构件 6.1.3 互联网与因特网 *6.2 因特网的网际协议 IP 6.2.1 分类的 IP地址 6.2.2 IP 地址与硬件地址 6.2.3 地址解析协议 ARP 和逆地址解析协议 RARP 6.2.4 IP 数据报的格式 6.2.5 IP 层处理数据报的流程
6.1 路由器在网际互连中的作用
6.1.1 路由器的构成
直接交付和间接交付
A
间接交付 间接交付 间接交付 直接交付 C
直接交付
B
直接交付不需要使用路由器 但间接交付就必须使用路由器 路由器的转发分组是网络层主要工作
典型的路由器的结构
3——网络层 2——数据链路层 1——物理层
输入端口
1 2 … 输入端口 1 2 3 3 分组处理 转发表 3
第 6 章 网络互连（续）
6.6 IP 多播和因特网组管理协议 IGMP 6.6.1 IP 多播的基本概念 6.6.2 因特网组管理协议 IGMP 6.6.3 多播路由选择 *6.7 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT 6.8 下一代的网际协议 IPv6 (IPng) *6.8.1 解决 IP 地址耗尽的措施 *6.8.2 IPv6 的基本首部 6.8.3 IPv6 的扩展首部 6.8.4 IPv6 的地址空间 6.8.5 从 IPv4 到 IPv6 的过渡 6.8.6 ICMPv6
IP 地址的一些重要特点
(1)
IP 地址是一种分等级的地址结构。 (2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。 多接口主机(multihomed host)。 一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。 (3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都 具有同样的网络号 net-id。 (4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地 理范围的广域网，都是平等的。
6.0 第6章 网络设备
网络互连设备
网络互连设备及其工作层次
中继器（Repeater）
作用和功能
– 在物理层上实现局域网网段的互连，主要起到信号 再生放大、延长网络距离的作用。
优点
– 安装简单、使用方便、价格便宜。
缺点
– 不能够无限制地扩展网络长度。 – 中继器处理的对象是数据比特，它不能识别数据链 路层的帧格式或网络层的分组格式。不提供网段之 间的隔离。
数据缓冲区 数据缓冲区用于缓存计算机与网卡之间交换的数据，缓 冲区的存储量一般为2K-32K字节之间，存储量越大网卡性 能越好。 数据链路控制器（EDLC） EDLC是实现数据链路层的大部分功能的逻辑功能部件。 如以太网的EDLC芯片专门完成数据链路层的MAC子层的 功能，包括：介质访问控制功能、实现CSMA/CD协议；数 据帧的封装与拆装、发送与接收；地址校验与数据的CRC 校验；数据的串、并行转换功能；控制EDLC与数据缓冲区 快速交换数据的功能等。 编码译码器（MCC） 编码译码器对数字信号进行编码和解码。
网卡的基本结构
网卡主要由六个逻辑功能模块组成（上页）。
主机接口控制电路 它主要完成网卡与主机的接口控制和数据交换功能。 主机接口控制电路主要由主机与网卡相接的接口部件匹 配电路和网卡内部控制电路两部分组成。网卡能够提供 ISA、EISA、VESA、PCI等多种总线类型接口。
以太网卡（NIC）的功能（续）
中档：
– 有一定的智能，新增网桥的功能，能多个同构LAN，不同网络的网卡 插在不同的插槽中，
高Hale Waihona Puke ：– 高档智能，支持多种协议、多种媒体、有不同类型的端口可互联相同 或不同类型的网络。有网桥、路由功能、网络管理功能、交换功能等
计算机应用基础课件——网络基础知识
6.6 共享文档和文件夹
❖6.6.1 设置共享资源
用户可以将自己计算机上的文件、文件夹以 及打印机共享到网络上。
❖6.6.2 访问共享资源 ❖6.6.3 安装和使用网络打印机
在“资源管理器”中输入\\计算机名就可以在 打 开的窗口中看到该打印机。但要使用该共享打印 机，还必须先在自己的计算机上安装该打印机的 驱动程序。
6.2 数据通信的基本概念
❖6.2.3 计算机网络的分类
• 局域网(Local Area Network，LAN) • 城域网(Metropolitan Area Network，MAN) • 广域网(Wide Area Network，WAN)
❖6.2.4 数据通信技术
•调制解调技术 •多路复用技术 •数据交换技术
➢通过本章的学习应了解计算机网络的发展、局 域网的拓扑结构、局域网中共享资源的使用方法、 Internet基础知识、网页的浏览、资源的搜索与 下载、电子邮件的收发等内容。
6.1 计算机网络基础
❖6.1.1 计算机网络概述
图6.1 计算机网络组成示意图 图6.2 现代计算机网络结构示意图
❖6.1.2 计算机网络的体系结构
❖6.7.5 其他服务
6.8 连接到Internet
目前因特网的接入技术发展迅速，各种新颖 的接入技术不断出现。就接入技术而言，主要有 针对家庭、小型企事业单位的小规模用户因特网 接入技术和针对政府部门或大型企事业单位用户 因特网接入技术两类。
6.8 连接到Internet
❖6.8.1 计算机连入Internet的方法
第6章 网络基础知识
➢ 6.1 计算机网络基础 ➢ 6.2 数据通信的基本概念 ➢ 6.3 局域网知识 ➢ 6.4 实现Internet连接的相关技术 ➢ 6.5 网络互连 ➢ 6.6 共享文档和文件夹 ➢ 6.7 Internet提供的服务 ➢ 6.8 连接到Internet ➢ 6.9 共享上网
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
所谓“透明网桥”是指，它对任何数据站都完全透明， 用户感觉不到它的存在，也无法对网桥寻址，所有的路由 判决全部由网桥自己确定。当网桥连入网络时，它能自动 初始化并对自身进行配置。
转换网桥是透明网桥的一种特殊形式，它为物理层和 数据链路层使用不同协议的LAN提供网络连接服务。
转换网桥通过处理与每种LAN类型相关的信封来提供连 接服务。转换网桥提供的处理由于令牌环和Ethernet信封 类似而比较简单。但是，这两种LAN的帧长不同，转换网桥 又不能将长帧分段，所以在使用这种网桥时，所互连的LAN 所发送的帧长要能被两种LAN接受。
2．网络互连
网络互连（Interconnection）是指不同子网之 间的互相连接，目的是解决子网之间的数据流通，但这 种流通尚未扩展到系统与系统之间。这里把一个子网看 作一条“链路”，把子网之间的连接（中间系统）看作 交换节点，从而形成一个“超级网络”。
3．网络互通
网络互通（Interworking）是指网络不依赖于其具体连 接形式的一种能力。它不仅指两个端系统间的数据传输和 转移，还表现出各自业务间相互作用的关系。网络连接和 网络互连是解决数据的传送，而网络互通是各系统在连通 的条件下，为支持应用间的相互作用而创建的协议环境。
1．网络连接
网络连接（Internetworking）是指一对同构或异构的 端系统，通过由多个网络（或中间系统）所提供的接续通 路连接起来，完成信息互传的组织形式。连接的目的是实 现系统之间的端-端（end-end）通信。所以网间连接是对 附接于不同网络的各种系统之间的互连，它要求一条在协 议能力上连续的接续能力，以完成端系统之间的数据传 递。
每个接收到的帧都包括由连接/网桥名字构成的系列表， 该系列表列出了从源到终点的可能路径。
第4步：工作站B根据最快最直接的原则选择一个路径， 并向工作站A发回一个响应。该响应列出A到B由中间桥和 LAN连接组成的特定路径。
D A
B C
图6-5 网桥连接的网络
若节点A有数据帧要发送给节点D，网桥检查目的地址 为节点D的地址，而节点A与节点D不是在同一网段上，网桥 就将它转发到LAN2。
这表明，LAN1和LAN2上各有一对用户在本网段上可以 同时进行通信。由此看出，网桥在一定条件下具有增加网 络带宽的作用。
3．网桥的特点
随着计算机技术、计算机网络技术和计算机 通信技术的飞速发展，以及计算机网络的广泛应 用，单一网络环境已经不能满足社会对信息网络 的需求。通常需要将两个或多个计算机网络互连 在一起，以实现更广泛的资源共享和信息交流。 怎么实现对多个网络的互连？什么是网络互连？
网络互连涉及到的概念很多。为了深刻理解网络互连 的内涵和外延，下面对网络连接、网络互连、网络互通三 个概念进行解释。
第1步：LAN1上的工作站A通过发送“探询”包来启动 路径发现过程。探询包使用独一无二的信封，只有源路由 选择网桥才能识别。
第2步：每个源路由选择网桥一旦收到探询包，便将接 收包的连接和自身的名字写到探询包的路由选择信息字段。
第3步：网桥将包扩散到除本连接之外的所有连接上。
提示
同一探询包的多个拷贝可能出现在LAN上，探询包的接 收者也将收到多个拷贝，从源点到终点每一可能的通路便 有一个拷贝。
3．WAN-WAN
WAN与WAN互连一般在政府的电信部门或国际组织间进 行，它主要是将不同地区的网络互连以构成更大规模的网 络。比如，全国范围内的公共电话交换网、数字数据网等。 除此之外，WAN-WAN互连还涉及到网间互连，即将不同的广 域网互连。
4．LAN-WAN-LAN
LAN-WAN-LAN互连可以将分布在不同地理位置的两个局 域网通过广域网实现互连，达到远程登录局域网的目的。
第4步：封装网桥2接收所有帧，去掉信封，检查目的 地址（F的MAC地址）。由于MAC 帧地址不在本地LAN2上， 于是将这些帧滤除。
第5步：封装网桥3接收所有帧，去掉信封，检查目的 地址（F的MAC地址）。由于MAC帧地址处于本地LAN3，封装 网桥3便使用LAN3的物理层和数据链路层协议将帧发给LAN3 的工作站F。
2．LAN-WAN
LAN-LAN互连是解决一个小区域范围内相邻几个楼层或 楼群之间以及在一个组织机构内部的网络互连，LAN-WAN互 连则扩大了数据通信网络的连通范围，可以使不同单位或 机构的LAN连入范围更大的网络体系中，其扩大的范围可以 超越城市、国界或洲界，从而形成世界范围的数据通信网 络。LAN-WAN的互连设备主要包括网关和路由器，其中，路 由器最为常用。
第6步：封装网桥4的操作与封装网桥2相同。
第7步：封装网桥1将来自FDDI骨干网的帧从FDDI双环 上撤离。
源路由选择网桥主要用于互连令牌环网。图6-7是使用 源路由选择网桥互连5个令牌环网的结构。源路由选择网桥 与上述3种桥的一个基本区别是，源路由选择网桥要求信源 （不是网桥本身）提供传递帧到终点所需的路由信息。
信源是指数据的发送方。
使用源路由选择网桥时，网桥不需要保存转发数据帧， 它对帧实施转发和滤除的依据是帧信封内包括的数据。信 源要想在发送数据时写入到达终点的路由，必须先通过 “路由探询过程”来获得。
路由探询有多种方法实现，本书中尺介绍其中的一种 路由探询过程。以图6-7所示的网络为例，假定LAN1上的工 作站A要将报文发往LAN5上的工作站B，其步骤如下。
6.3.1 物理层互连设备
物理层互连如图6-3所示，主要解决的问题是在不同 的电缆段间复制位信号。互连的主要设备是中继器。
图6-3 物理层互连
1．中继器的标准
中继器工作在OSI/RM第一层即物理层。物理层互连标 准为EIA、CCITT（现称为ITUT）及IEEE制定。
2．中继器的功能
中继器常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发 工作，连接两个（或多个）网段，对信号起中继放大作用， 补偿信号衰减，支持远距离的通信。中继器主要完成物理 层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完 成信号的复制、调整和放大功能，以此延长网络的长度。 中继器对所有送达的数据不加选择地予以传送。
WAN-WAN
LAN
WAN
网桥 LAN-LAN
WAN
LAN-WAN
LAN-WAN-LAN
图6-1 网络互连类型
1．LAN-LAN
一般说来，在局域网的建网初期，网络的节点较少， 相应的数据通信量也较小。随着业务的发展，节点的数目 会不断增加。当一个网络段上的通信量达到极限时，网络 的通信效率会急剧下降。为了克服这种问题，可以采取增 设网段，划分子网的方法，但无论什么方法都会涉及到两 个或多个LAN之间的互连问题。
网桥的特点如表6-1所示。
表6-1
网桥的特点
优点 缺点
易于扩展 适应于连接使用不同MAC协议的LAN
对高层协议完全透明
有利于改善可靠性、可用性和安全性 比中继器时延长，因为要接收帧并进行缓冲 不提供流控功能
4．网桥的种类
所有网桥都是在数据链路层提供连接服务，网桥的分 类方法有多种，如表6-2所示。在本书中主要介绍透明网桥、 转换网桥、封装网桥和源路由选择网桥。
提示
如果仅仅把几个网络在物理上连接在一起，它们之间 不能进行通信，因此这种“互连“是没有意义的。通常说 的网络互连应该包括网络连接、网络互连和网络互通三个 方面，也就是说这些互相连接的计算机之间是可以进行相 互通信的。
6.2网络互连的类型与层次
作为校园网，需要连接多个建筑物，或者连接 多个校区，甚至要接入到互联网。形成一个更大规 模的网络。这属于哪种网络互连的类型？
6.3.2 数据链路层互连设备
数据链路层的互连如图6-4所示，主要解决的问题是 在不同的网络间存储和转发数据帧。互连的主要设备是网 桥。
图6-4 数据链路层互连
1．网桥的标准
网桥工作在OSI模型中的第二层，即数据链路层。网 桥的标准由IEEE 802工程的各个子委员会开发。
2．网桥的功能
网桥的功能是完成数据帧（frame）的转发，主要目的 是在连接的网络间提供透明的通信。数据帧转发的依据是 数据帧中的源地址和目的地址，用来判断一个帧是否转发 和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件” 地址，一般就是网卡地址。
提示
这里提到的透明的通信是指网络上的设备看不 到网桥的存在，设备之间的通信就如同在一个网上 一样方便。
网桥还能起到隔离作用。当使用网桥连接如图6-5所示 的两段LAN时，若节点A有数据帧要发送给节点B，网桥就检 查目的地址为节点B的地址，而节点A与节点B都在LAN1上， 网桥不将帧转发到LAN2，而是将其滤除。
根据LAN使用的协议不同，LAN-LAN互连可以分为以下两类。
（1）同构网的互连
同构网的互连是指协议相同的局域网之间的互连。例 如，两个以太网之间的互连，两个令牌环网之间的互连。 同种局域网之间的互连比较简单，常用的设备有中继器、 集线器、交换机、网桥等。
（2）异构网的互连
异构网的互连是指协议不同的局域网之间的互连。例 如，以太网和令牌环网之间的互连，以太网和令牌总线之 间的互连。异构之间的互连必须实现协议转换，因此，连 接使用的设备必须支持要进行互连的网络所使用的协议。 异构网的互连可以接的网络段的距 离远近分类
根据网桥所连接的网络段数 量分类
根据介质访问控制协议的不 同分类
本地网桥：直接连接距离很近的网络段
远程网桥：连接远距离的网络段
级联网桥：连接两个网络段 多端口网桥：连接多个网络段 透明网桥：用于以太网环境 转换网桥：用于具有不同介质类型格式及传 输机制的网络间 封装网桥：用于连接FDDI骨干网 源路由选择网桥：用于连接令牌环网
6.3 网络互连的层次与设备
作为校园网，需要连接很多个节点，怎样利用 网络设备使得分布在不同地理位置的节点连接到一 个统一的网络中来？怎样使得整个网络中的节点相 互连通？