《网络互连技术基础》课件
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– 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。
《网络互连技术基础》
8.1 网络互连的基本概念
n 网络互联类型
– (1)局域网之间的互联（LAN-LAN）
» 同构网的互联 » 异构网的互联
网络互连技术基础
《网络互连技术基础》
第八章 网络互连技术基础
学习目的与要求
本章主要介绍计算机网络互连技术的相关理论知识、 网络互连的主要技术和结构、以及网络互连设备的工作 原理和应用。通过本章学习，读者能够了解网络互连的 基本概念，掌握网络互连的相关技术，掌握IP地址的运用， 为后续章节的学习打下坚实的理论基础。
8.2 网络互连的技术与结构
n 8.2.1 网络互连方式
– 1. 中继器方式
» 中继器方式是工作于OSI/RM物理层的网络互连设备，可以互连 数据链路层及以上层次协议相同的网络，一般用于拓展局域网的 覆盖范围。
» 采用中继器的优点是价格低廉、使用简单，不需任何配置即可工 作，效率高。缺点是不能均衡负载及阻止“广播风暴”，无法进 行包过滤，由中继器所连接的以太网段处于同一个冲突域和广播 域中。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
– 2. 桥接器方式
» 桥接器(Bridge)是工作于OSI/RM数据链路层的网络互连送备，可 以互连网络层及以上层次协议相同的网络。一般用于互连两个运 行同类型网络操作系统的局域网，而网络的拓扑结构、通信介质 和通信协议可以不同。
» 实际使用的网桥可分为三种：简易网桥、透明网桥、源路径网桥。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
– 3. 路由器方式
» 路由器是工作在OSI/RM网络层的网络互连设备，实现网络层以 及以下各层的协议转换，通常用来互连局域网和广播网或者实现 在同一点两个以上的局域网的互连。
» 路由器根据网络层地址(如IP地址)进行信息的转发，其功能主要 有两个：路由选择和信息转发，除此之外，还有负载均衡、流量 控制、网络和用户管理等功能，能够隔离广播域，阻止“广播风 暴”传递到整个网络，具有更强的异种局域网互连能力。
– 4. 网关方式
» 网关(Gateway)是在两种不同协议之间进行转换的设备。有广义 网关和狭义网关之分。广义网关指所有用于网络互连的软、硬件； 狭义网关特指工作于OSI/RM高层协议(网络层以上)的网络互连设 备，负责高层协议的转换，通常用于广域网与广域网互连、网络 与大型主机系统的互连等。这里所指的是狭义网关。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
» (3) IP信息包的结构 n IP传送数据的基本单位是IP信息包。IP信息包主要由两部分 所组成，如图所示。 n IP报头，记录有关IP地址、路由、信息包识别等信息。 n IP Payload，载送上层协议的信息包。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
» 网关可以转换大多数协议层，覆盖OSI模型的全部七层，比中继 器、网桥和路由器要复杂得多，效率相对也较低，网关一般有一 定的专用性。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
n 8.2.2 IP地址
– 1. IP信息包
» (1) IP信息包的传送机制 n IP是负责网络之间信息传送的协议，可将IP信息包从来源设 备传送到目的设备。要达到这样的目的，IP必须依赖于两种 机制：IP定址与IP路由。
– 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）。
《网络互连技术基础》
8.1 网络互连的基本概念
n 网络互联类型
– OSI/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。
《网络互连技术基础》
《网络互连技术基础》
第八章 网络互连技术基础
n 8.1 网络互连的基本概念 n 8.2 网络互连的技术与结构
《网络互连技术基础》
8.1 网络互连的基本概念
n “互连”和“互联”两个术Baidu Nhomakorabea的区别：
– 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）。
– (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）
《网络互连技术基础》
8.1 网络互连的基本概念
n 网络互联层次
– 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 。
» 由于路由器对于每一个到来的信息包都要进行“拆包组包”过程， 而且一些复杂的处理功能都是采用软件实现的，因此，成为高速 网络应用的瓶颈，近几年出现的第三层交换机，将路由与交换技 术结合在一起，较好地解决了该问题，大大提高了网络性能，第 三层交换机又称为路由交换机。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
» (2) 分割与重组IP信息包 n IP信息包必须放到数据链路层进行传送。每一种数据链路层 的技术都会有不同的最大传输单位(MTU)，即该种技术所能 传输的最大信息包长度。 n IP信息包在传送过程中，可能会经过许多个使用不同技术的 网络。为了解决此问题，路由器必须有IP信息包分割与重组 的机制，将过长的信息包加以分割，以便能在最大传输单位 较小的网络上传输。分割后的IP信息包，会由目的设备重组， 恢复成原来IP信息包。
n 在IP信息包的传递过程中，IP报头扮演了极为关键的角色， 其中记录了与IP相关的所有信息，以下为IP报头中较为重要 的信息。 – IP信息包的目的地址(Destination Address) – IP信息包的来源地址(Sourece Address) – 上层协议(Protocol) – IP信息包标识码(Identification) – 分割与重组相关信息。记录所有与分割、重组相关的信 息。 – 存活时间(TTL)
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8.1 网络互连的基本概念
n 网络互联类型
– (1)局域网之间的互联（LAN-LAN）
» 同构网的互联 » 异构网的互联
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第八章 网络互连技术基础
学习目的与要求
本章主要介绍计算机网络互连技术的相关理论知识、 网络互连的主要技术和结构、以及网络互连设备的工作 原理和应用。通过本章学习，读者能够了解网络互连的 基本概念，掌握网络互连的相关技术，掌握IP地址的运用， 为后续章节的学习打下坚实的理论基础。
8.2 网络互连的技术与结构
n 8.2.1 网络互连方式
– 1. 中继器方式
» 中继器方式是工作于OSI/RM物理层的网络互连设备，可以互连 数据链路层及以上层次协议相同的网络，一般用于拓展局域网的 覆盖范围。
» 采用中继器的优点是价格低廉、使用简单，不需任何配置即可工 作，效率高。缺点是不能均衡负载及阻止“广播风暴”，无法进 行包过滤，由中继器所连接的以太网段处于同一个冲突域和广播 域中。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
– 2. 桥接器方式
» 桥接器(Bridge)是工作于OSI/RM数据链路层的网络互连送备，可 以互连网络层及以上层次协议相同的网络。一般用于互连两个运 行同类型网络操作系统的局域网，而网络的拓扑结构、通信介质 和通信协议可以不同。
» 实际使用的网桥可分为三种：简易网桥、透明网桥、源路径网桥。
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8.2 网络互连的技术与结构
– 3. 路由器方式
» 路由器是工作在OSI/RM网络层的网络互连设备，实现网络层以 及以下各层的协议转换，通常用来互连局域网和广播网或者实现 在同一点两个以上的局域网的互连。
» 路由器根据网络层地址(如IP地址)进行信息的转发，其功能主要 有两个：路由选择和信息转发，除此之外，还有负载均衡、流量 控制、网络和用户管理等功能，能够隔离广播域，阻止“广播风 暴”传递到整个网络，具有更强的异种局域网互连能力。
– 4. 网关方式
» 网关(Gateway)是在两种不同协议之间进行转换的设备。有广义 网关和狭义网关之分。广义网关指所有用于网络互连的软、硬件； 狭义网关特指工作于OSI/RM高层协议(网络层以上)的网络互连设 备，负责高层协议的转换，通常用于广域网与广域网互连、网络 与大型主机系统的互连等。这里所指的是狭义网关。
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8.2 网络互连的技术与结构
» (3) IP信息包的结构 n IP传送数据的基本单位是IP信息包。IP信息包主要由两部分 所组成，如图所示。 n IP报头，记录有关IP地址、路由、信息包识别等信息。 n IP Payload，载送上层协议的信息包。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
» 网关可以转换大多数协议层，覆盖OSI模型的全部七层，比中继 器、网桥和路由器要复杂得多，效率相对也较低，网关一般有一 定的专用性。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
n 8.2.2 IP地址
– 1. IP信息包
» (1) IP信息包的传送机制 n IP是负责网络之间信息传送的协议，可将IP信息包从来源设 备传送到目的设备。要达到这样的目的，IP必须依赖于两种 机制：IP定址与IP路由。
– 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）。
《网络互连技术基础》
8.1 网络互连的基本概念
n 网络互联类型
– OSI/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。
《网络互连技术基础》
《网络互连技术基础》
第八章 网络互连技术基础
n 8.1 网络互连的基本概念 n 8.2 网络互连的技术与结构
《网络互连技术基础》
8.1 网络互连的基本概念
n “互连”和“互联”两个术Baidu Nhomakorabea的区别：
– 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）。
– (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）
《网络互连技术基础》
8.1 网络互连的基本概念
n 网络互联层次
– 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 。
» 由于路由器对于每一个到来的信息包都要进行“拆包组包”过程， 而且一些复杂的处理功能都是采用软件实现的，因此，成为高速 网络应用的瓶颈，近几年出现的第三层交换机，将路由与交换技 术结合在一起，较好地解决了该问题，大大提高了网络性能，第 三层交换机又称为路由交换机。
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
《网络互连技术基础》
8.2 网络互连的技术与结构
» (2) 分割与重组IP信息包 n IP信息包必须放到数据链路层进行传送。每一种数据链路层 的技术都会有不同的最大传输单位(MTU)，即该种技术所能 传输的最大信息包长度。 n IP信息包在传送过程中，可能会经过许多个使用不同技术的 网络。为了解决此问题，路由器必须有IP信息包分割与重组 的机制，将过长的信息包加以分割，以便能在最大传输单位 较小的网络上传输。分割后的IP信息包，会由目的设备重组， 恢复成原来IP信息包。
n 在IP信息包的传递过程中，IP报头扮演了极为关键的角色， 其中记录了与IP相关的所有信息，以下为IP报头中较为重要 的信息。 – IP信息包的目的地址(Destination Address) – IP信息包的来源地址(Sourece Address) – 上层协议(Protocol) – IP信息包标识码(Identification) – 分割与重组相关信息。记录所有与分割、重组相关的信 息。 – 存活时间(TTL)