網絡設備及互連

本章主要內容網絡互連的概述

網絡互連設備

網絡互連實例

§1網絡互連的概述

1互聯網的概念

計算機網絡往往由許多種不同類型的網絡互連而成，即從功能上和邏輯上看，這些計算機網絡已經組成了一個大型的計算機網絡，稱為互連網絡（internetwork），也簡稱為互聯網。將網絡互相連接起來要使用一些互連設備（中間設備），常用的網絡互連設備有中繼器、網橋、路由器、交換機和網關等。

網絡互連的概述2網絡互連的方式

LAN-LAN

互連層次

LAN-LAN網絡互連發生在OSI/RM的數據鏈路層。

互連設備

LAN-LAN網絡的互連設備是網橋、中繼器或路由器。

LAN-WAN

互連層次

LAN-WAN的互連發生在網絡層。

互連設備

LAN-WAN的互連設備是路由器。

網絡互連的概述WAN-WAN

互連層次

WAN-WAN互連發生在OSI/RM的傳輸層及其上層?；ミB設備

WAN-WAN的互連設備是網關。網絡互連的層次關系見下圖。§2網絡互連設備

網絡互連設備根據它工作的網絡層次和所支持的協議可分為四種類型：中繼器/集線器網橋/第二層交換機/網卡路由器/第三層交換機網關§2網絡互連設備集線器中繼器網卡網橋交換機路由器網關中繼器和集線器中繼器又稱轉發器，它是擴展局域網的硬件設備，屬于物理層的中繼系統。中繼器的功能是在物理層內實現透明的二進制比特復制，補償信號衰減。中繼器和集線器中繼器的主要功能包括：信號恢復隔離（隔離有故障的媒體）不同傳輸媒體連接接口管理中繼器和集線器集線器是一種網內連接設備，它執行信號再生、信息包轉發及其他相應功能。集線器被連接在網絡的各個節點上，當網絡上的某個節點發生故障時，能馬上顯示出來，并采取有效措施保證網絡正常工作。集線器具有公共的機座/公共的電源特性，能夠減少電纜接線，操作接口一致，便于擴展等特點。有些集線器具有智能化，集成了網絡管理功能，可進行疊堆。中繼器和集線器中繼器的選擇

根據不同的用戶需求和用途，市場上的中繼器產品有多種類型：雙口中繼器、多口中繼器、集線器（HUB）和多路復用器等。雙口中繼器是最常用的中繼器，可用于擴展兩個10BASE-2或10BASE-5網段的同軸電纜長度。集線器是一種多口中繼器，主要用于10BASE-T網絡中雙絞線的連接。多路復用器主要用來提高物理介質的利用率。中繼器的使用限制

事實上，并不能利用任意多個中繼器將任意多個網段互連起來。IEEE802.3規定，最多只能用4個中繼器來連接5段同軸電纜的網段，以保證信號質量和傳輸速率。

ABCD物理層所有設備在同一沖突域所有設備在同一廣播域所有設備共享相同的帶寬集線器運行在物理層集線器：同一個沖突域接入設備越多沖突機率越大用CSMA/CD技術網卡的功能數據的接受和發送及處理系統的物理地址數據源地址FCS長度目標地址可變長26640000.0Cxx.xxxx廠商自己分配IEEE分配MAC子層-802.3前導符EthernetII在這里用“Type”指明上層協議，所以不用802.2.MAC地址8#字節網卡屬于數據鏈路層網橋網橋也稱橋接器，這是數據鏈路層上局域網之間的互連設備。網橋網橋以幀為單位實現接收和轉發。主要解決以下問題：對不同格式的幀進行分組；利用緩沖區存儲來處理的來自不同數據速率的幀，防止阻塞和幀丟失；區分不同的超時控制，正確確認幀傳輸的有效性。網橋網絡還能進行對錯誤的幀進行檢測和過濾。網橋分為：內橋、外橋和遠程橋等三類。內橋由文件服務器充當網橋外橋由工作站充當網橋遠程橋通過調制解調器及通信媒體每段有自己的沖突域所有的段都在同一廣播域數據鏈路層或123124交換機和橋運行在鏈路層交換機每段有自己的沖突域廣播信息向所有段轉發緩沖區交換交換機的三大主要功能地址學習數據包（幀）的接收、存儲和轉發避免網絡回環路由器路由器是網絡層的中繼系統。具有很強的異種網互連能力。路由器的功能包括過濾、存儲轉發、路徑選擇、流量管理、媒體轉換等，即在不同的多個網絡之間存儲和轉發分組，實現網絡層上的協議轉換。直接交付和間接交付

間接交付間接交付間接交付ABC直接交付直接交付直接交付不需要使用路由器但間接交付就必須使用路由器典型的路由器的結構

路由選擇路由選擇處理機路由選擇協議路由表3輸入端口3交換結構輸入端口輸出端口分組轉發轉發表分組處理輸出端口……11133122223——網絡層2——數據鏈路層1——物理層“轉發”和“路由選擇”的區別

“轉發”(forwarding)就是路由器根據轉發表將用戶的IP數據報從合適的端口轉發出去?！奥酚蛇x擇”(routing)則是按照分布式算法，根據從各相鄰路由器得到的關于網絡拓撲的變化情況，動態地改變所選擇的路由。路由表是根據路由選擇算法得出的。而轉發表是從路由表得出的。在討論路由選擇的原理時，往往不去區分轉發表和路由表的區別.

路由器一個路由器要保證其連接任務就必須具有如下功能：路由算法連接：利用路由器連接地理范圍比較大的網絡傳輸控制管理：具有一定的網絡管理功能。路由器提供遠程訪問服務因特網家庭辦公用戶分部調制解調器或ISDN適配卡移動用戶公司總部網關網關也稱信關，這是建立在高層之上