计算机网络第07章-网络互连(第4版)

1,第7章网络互连技术,2,本章讨论以下问题：,为什么要实现网络互连？如何互联？网桥能互联什么样的网络？路由器能互联什么样的网络？,3,问题：,为什么要实现网络互连？,4,7.1网络互连的基本概念,目的：更大规模的互连网络系统，实现大范围的资源共享。互连的网络和设备可以是：同种类型不同类型运行不同网络协议运行相同网络协议,5,不同网络之间的差异,网A,网B,中继系统,中继系统的作用,不同网络之间的存在差异，如何实现互联？,6,问题：,如何互联？,7,7.2网络互连的类型与层次,7.2.1网络互连的类型局域网-局域网互连异型同种局域网-广域网互连局域网-广域网-局域网互连广域网-广域网互连异型同种,8,7.2.2网络互连的层次,数据链路层互连数据链路层互连的设备是网桥（Bridge）；网络层互连网络层互连的设备是路由器（Router）；高层互连传输层及以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连，高层互连的设备是网关（Gateway）。,9,数据链路层互连的结构,10,网络层互连的结构,11,高层互连的结构,12,路由器的作用,路由器的作用,13,互连、互联、互操作,理解：互连（Interconnection）互通（Intercommunication）互操作（Interoperability）结论：互连是网络互连的基础，互通是网络互连的手段，互操作是网络互连的目的。,14,问题：,网桥能互联什么样的网络？,15,7.3网络互连设备的工作原理,7.3.1网桥数据链路层扩展局域网的经典方法是借助所谓网桥。网桥（Bridge），实质上就是一种存储转发设备，用来实现MAC层的LAN互连。,16,网桥的工作原理,17,18,网桥的工作原理,不断监听各端口是否有信号；收到无差错的帧则缓存，反之将差错帧丢弃;若所收帧的目的MAC地址属另一网段，则通过站表决定向何端口转发；网桥不转发同一网段内通信的帧；网桥不修改所转发的帧的源地址。,19,网桥的主要特点：,过滤通信量。扩大了物理范围。提高了可靠性。可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率（如10Mb/s和100Mb/s以太网）的局域网。实现不同类型的局域网的互联。,20,网桥的应用和分类,网桥的应用不同、同种类型的局域网应用环镜分类透明网桥源路由网桥,21,网桥的分类方法：,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；源路选网桥源路选网桥由发送帧的源结点负责路由选择。,22,网桥存在的不足,存储转发增加了时延，帧转发速率低。广播风暴。,23,问题：,路由器能互联什么样的网络？,24,RouterA,RouterB,25,7.3.2路由器,路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。,26,简单网络扩展后出现的问题,（1）带宽资源耗尽。（2）每台计算机都浪费许多时间处理无关的广播数据。（3）网络变得无法管理，任何错误都可能导致整个网络瘫痪。（4）每台计算机都可以监听到其他计算机的通信。,27,使用路由器的原因,集成,28,使用路由器的原因,集成,29,使用路由器的原因,隔离隔绝“广播风暴”,30,使用路由器的原因,提供“防火墙”技术增强安全性,31,路由器的工作原理,网1,网4,网3,网2,目的主机所在的网络,下一跳地址,网2,网3,网1,网4,R1接口1,R3接口0,直接交付，R2接口1,直接交付，R2接口0,路由器R2的路由表,R2,R3,R1,0,1,0,0,1,1,32,33,多协议路由器的工作原理,34,路由器的分类方法：,按路由器的性能指标，可以分为三类：高档路由器、中档路由器与低档路由器；按路由器的端口结构，可以分为两类：固定端口路由器、模块化路由器；按路由器应用的网络规模，可以分为三类：骨干级路由器、企业级路由器与接入级路由器；按路由器应用的网络位置，可以分为两类：边界路由器、中间节点路由器。,35,36,城市C,城市B,城市A,IGP,IGP,IGP,边界路由器,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,H1,H2,R1,R2,R3,中间结点路由器,37,典型的路由器产品,Cisco公司的系列华为3Com公司的Quidway系列D-Link公司的DI系列Juniper公司的系列TP-link公司的R系列,38,典型企业网结构,39,7.3.3网关,网关（Gateway）通过使用适当的硬件与软件实现不同网络协议之间的转换功能；硬件提供不同网络的接口，软件实现不同互连网协议之间的转换。网关可以由两个半网关（HalfGateway）构成。通过选择两种不同的半网关组合，可以灵活地互连两种不同的网络。,40,网关的工作原理,41,网间格式的网关结构,42,7.4第三层交换技术与应用,第三层交换产生的背景增加网络带宽与提高网络服务质量的解决途径可以有两个：一是采用光纤作为传输介质，增加传输通道的带宽；二是研究出性能更优越的路由器产品，提高网络数据交换能力。,43,第三层交换技术与产品,第三层交换技术：将交换机制引入路由器的设计中，大幅度缩短路由器对数据包的处理时间，提高网络数据交换能力，由此产生了第三层交换的概念。,44,典型的第三层交换产品：,Cabletron公司的Smar