计算机网络技术课件(第6章)网络互联技术

第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.5 网络互连层次
3．利用中继系统实现网络互连的形式 （1）直接利用中继系统实现网络互连 ①结点级（或DCE级）互连（DCE-DCE Interconnection）。
第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.5 网络互连层次
3．利用中继系统实现网络互连的形式 （1）直接利用中继系统实现网络互连 ②主机级（或DTE级）互连（DTE-DTE Interconnection）。这 种互连是把中继系统连接到不同网络的主机上，由于互连发生 在主机上，因此称为主机级（或DTE级）互连。主机级互连相 当于在传输层或传输层以上的层次进行互连，所以此时的中继 系统必须能实现传输层或传输层以上的协议转换，必须使用网 关。这种互连方式主要用于不同类型网络的互连。
第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.5 网络互连层次
3．利用中继系统实现网络互连的形式 （1）直接利用中继系统实现网络互连 由于一个网络的主要组成部分是结点（即数据通讯设备DCE） 和主机（即数据终端设备DTE）。因此，可以形成两种互连 方式： ①结点级（或DCE级）互连（DCE-DCE Interconnection）。 结点级（或DCE级）互连，把中继系统连接到不同的结点上， 这时，网络N1和N2都把中继系统看作是一台主机H，并通过 它实现相互通信。这样，网络N1和网络N2中的通信子网和连 接它们的中继系统便构成了一个互连的通信子网，它们在数 据链路层或网络层实现互连。这种方式较适合于具有相同交 换方式的网络互连。例如X.25公用数据交换网之间、局域网 之间均可采用结点级方式互连。
第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.2 网络互连的优点
（1）提高网络的性能。将一个大局域网分割成若干个较小的局 域网，整个互连的网络性能将比只有一个大局域网好得多。 （2）降低成本。当同一地区的多台主机希望接入另一地区的某 个网络时，采用主机先行联网（局域网或者广域网），再通 过网络互连技术达到目的，可以大大降低联网成本。 （3）提高安全性。将具有相同权限的用户主机组成一个网络， 在网络互连设备上严格控制其他用户对该网的访问，从而实 现网络的安全机制。 （4）提高可靠性。设备的故障可能导致整个网络的瘫痪，而通 过子网的划分可以有效地限制设备故障对网络的影响范围。
第六章 网络互联技术 §6.2 网络互连设备
6.2.1 中继器
1．中继器
【图例】
【图例】
中继器（Repeater）又称转发器，是物理层的互连设备， 执行物理层协议。中继器在OSI/RM中的位置如图6-5（a） 所示。其功能是在物理层内实现透明的二进制比特信号的 再生，即中继器从一个网段接收比特信号，然后进行整形 放大再传送到下一个网段。 作为一种网络互连部件，中 继器用于互连两个相同类型的网段（例如：两个以太网网 段），其主要功能是延伸网段和改变传输介质，从而实现 信息位的转发。
【案例】
第六章 网络互联技术 §6.2 网络互连设备
6.2.1 中继器
2．集线器 集线器（HUB）是10Base-T和100Base-TX网络中常用的设备， 在本质上也是一种中继器，所以也是位于物理层的设备。 使用集线器可以将一组客户机和服务器连接在一起，在某一时 刻集线器以“共享”信道的方式向客户机提供全部带宽。即在 同一时刻，只为网络上的一个客户服务。 连接端口的所有计算机仍然采用CSMA/CD方式竞争带宽的使用。 当连接的计算机越来越多时，大家竞争使用带宽的情况就越来 越激烈，因此每台计算机平均能抢到的概率越来越小，而且如 果集线器发生故障，则整个网络将处于故障状态而无法运行。
第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.5 网络互连层次
2．分层中继系统的功能 数据链路层互连可以用于互连两个或多个数据链路层协议不同而 网络层协议相同的网络系统。数据链路层中继系统可用网桥或二 层交换机互连。 （3）网络层。网络层互连主要用于局域网子网隔离、局域网和广 域网及广域网之间的互连。由于各广域网的协议机制往往不同， 所以，网络层互连主要解决的问题是路由选择、阻塞控制和差错 控制等。网络层中继系统可用路由器和三层交换机互连。 （4）高层。由于OSI的高层包括会话层、表示层、应用层三个层次， 高层解决的是端对端服务问题，高层没有相应统一的标准协议， 所以对高层互连来说，是复杂多样的。但高层的核心还是在高层 之间进行不同协议的转换。高层上的中继系统可用网关 （Gateway）互连。
第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.5 网络互连层次
3．利用中继系统实现网络互连的形式 （2）通过互联网进行网络互连 当通过网关将网络N1和网络N2互连时，需要两个协议转换程序， 一个把网络N1的协议转换为网络N2的协议；另一个则把网络 N2的协议转换为网络N1的协议。若互连的网络共有n个，则这 种转换程序最多可达n（n-1）个。因此，需要设计出非常多的 协议转换程序才能使网关胜任网络互连的任务。
第六章 网络互联技术
训教重点



网络互连、网络互联、网络互连设备如中继器、网桥、 HUB、交换机、路由器等 网络互联中的技术概念如广播域、冲突域、VLAN中 继协议、STP生成树协议等 路由表、网关
能力目标

掌握网络互连技术中的基本原理和概念 掌握网络互连中各种设备的功能、互连方式和作用 掌握简单的网络互连方案设计
6.1.4 网络互连类型
1．局域网与局域网的互连 LAN-LAN互连是指近程局域网的互连，其中又包括同种局域网 之间的互连和异种局域网之间的互连。例如：使用中继器、集 线器等设备就可以实现多个近程局域网的连接；使用网桥、二 层交换机等设备可以实现一个局域网和令牌环网的连接。
第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.4 网络互连类型
2．局域网和广域网的互连 局域网和广域网的连接可以采用多种接入技术，如通过Modem、 ISDN、DDN、ADSL等。在接入时，采用在局域网和广域网之 间增设代理服务器或路由器的方法进行网络隔离和路由选择、 流量控制等。 3．广域网与广域网的互连 广域网可分为两类。一类是指电信部门提供的电话网或数据网 络。如X.25、PSTN、DDN、FR和宽带综合业务数字网。另一 类是分布在同一城市、同一省或同一国家的专有广域网，这类 广域网的通信子网和资源子网分别属于不同的机构，如通信子 网属于电信部门、资源子网属于专有部门。
1．互连中继系统的分层结构 中继器运行在OSI模型的最底层上，它扩展了网络传输的长度， 是最简单的网络互连设备；网桥互连实现数据链路层一级的 转换，它用于同一类型的网络互连；路由器工作在网络层上， 通常它只能连接相同协议的网络；网关是运行在OSI模型的 高层上的互连设备，执行协议的转换，实现不同协议的网络 间的通信。
【图例】
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第六章 网络互联技术 §6.2 网络互连设备
6.2.1 中继器
4．集线器组网的方式 （3）堆叠式集线器结构 堆叠式集线器适用于中、 小型企业网络环境。堆叠 式集线器由一个基础集线 器和多个扩展集线器组成。 基础集线器是一种具有网 络管理功能的独立集线器。 通过在基础集线器上堆叠 多个扩展集线器，一方面 可以增加以太网的结点数， 另一方面可以实现对网络 中结点的网络管理功能。
第六章 网络互联技术
§6.1 网络互连技术
§6.2 网络互连设备 §6.3 网络互联的几个重要概念 §6.4 网络互连实例
第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.1 网络互连的概念
（1）网络互连（Interconnection） 是指将分布在不同地理位置的网络，通过一定的方法，用一种 或多种通信处理设备相互连接起来，以构成更大规模的网络系 统，并实现更大范围的资源共享。也可以为增加网络性能和易 于管理而将一个规模很大的网络划分为几个子网或网段。 （2）网络互联（Internetworking） 是指网络设备间在物理和逻辑上尤其是指逻辑上的联接。 （3）网络互通（Inter-switch communication） 是指网络上的设备可以进行数据交换。 （4）网络互操作（Interoperability） 是指网络中的不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源的 能力。
【图例】
第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.5 网络互连层次
2．分层中继系统的功能 （1）物理层。物理层是以比特形式传送数据分组的，在传输过 程中，数据分组可能需要从一种传输介质转换到另一种传输 介质，通过物理层的互连，可以实现数据在不同媒体中的转 换和传输，使得在数据链路层上系统基本上是一个单一的网 络。物理层互连要求所要连接的各网络的数据传输速率和数 据链路层协议必须是相同的。物理层互连主要用于分布在不 同地理范围内的各局域网的互连。物理层中继系统可用中继 器或共享式集线器互连。 （2）数据链路层。数据链路层是以帧为单位接收或传送数据的。 实现的过程是：当从一条链路上收到一个帧后，先检查数据 链路层的协议帧，如果帧的格式相同，直接将帧传送到另一 条链路上，如果帧的格式不同，则需要先进行帧的格式转换 再传输。
【图例】
第六章 网络互联技术 §6.2 网络互连设备
6.2.2 网桥
网桥也称桥接器，是数据链路层的连接设备，准确地 说，它工作在MAC子层上，用它可以连接两个采用不 同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的 网络。网桥在两个局域网的数据链路层（DDL）间按 帧传送信息，一般情况下，被连接的网络系统都具有 相同的逻辑链路控制规程（LLC），但媒体访问控制 协议（MAC）可以不同。
第六章 网络互联技术 §6.1 网络互连技术
6.1.4 网络互连类型
4．局域网通过广域网与局域网的互连 这种类型的互连是多个远程的局域网通过公用的广 域网进行的互连。一般使用路由器和网关通过广域 网ISDN、DDN、X.25等实现