第3讲网络互联

1、1 网络互联网络互联 n网络互联是将多个网络互相连接，以实现网络互联是将多个网络互相连接，以实现 在更大范围内的信息交换、资源共享和协在更大范围内的信息交换、资源共享和协 同工作。下面介绍网络互联概念、连接设同工作。下面介绍网络互联概念、连接设 备以及广域网上的通信技术。备以及广域网上的通信技术。 2 网络互联概述网络互联概述 计算机网络是把各种单个的计算机连接起计算机网络是把各种单个的计算机连接起 来，实现相互之间的通信和资源共享。随着来，实现相互之间的通信和资源共享。随着 计算机网络的发展和社会对它的需求的不断计算机网络的发展和社会对它的需求的不断 增长，计算机网络与计算机网络之间的连接增

2、长，计算机网络与计算机网络之间的连接 也显得越来越重要。网络互联主要有以下三也显得越来越重要。网络互联主要有以下三 个目的：个目的： (1)将不同的网络或相同的网络用互联设备连将不同的网络或相同的网络用互联设备连 接在一起而形成一个范围更大的网络。接在一起而形成一个范围更大的网络。 (2)为增加网络性能以及安全和管理方面的考为增加网络性能以及安全和管理方面的考 虑而将一个原来很大的网络划分为几个网段虑而将一个原来很大的网络划分为几个网段 或逻辑上的子网。或逻辑上的子网。 3 (3)有时一个网络中的用户还可能需要使用另有时一个网络中的用户还可能需要使用另 一个网络所提供的服务或资源，但那个网络一

3、个网络所提供的服务或资源，但那个网络 与用户所在网络的网络体系差别很大，此时与用户所在网络的网络体系差别很大，此时 通过网络互联就能实现异种网络之间服务和通过网络互联就能实现异种网络之间服务和 资源的共享。例如，电子邮件、数据库、资资源的共享。例如，电子邮件、数据库、资 源共享及数据处理等服务。当在一个网络中源共享及数据处理等服务。当在一个网络中 无法完成某种数据处理功能时，通过网络互无法完成某种数据处理功能时，通过网络互 联，让用户享用其他网络提供的数据处理功联，让用户享用其他网络提供的数据处理功 能。这种互联服务不仅需要低层协议的兼容，能。这种互联服务不仅需要低层协议的兼容， 还需要高层协

4、议的兼容，才能实现高层上提还需要高层协议的兼容，才能实现高层上提 供的高级服务。供的高级服务。 4 网络互联的类型主要有以下几类：网络互联的类型主要有以下几类： 局域网局域网局域网互联局域网互联 局域网局域网广域网互联广域网互联 局域网局域网广域网广域网局域网互联局域网互联 广域网广域网广域网互联广域网互联 5 要实现各种类型的网络互联，可以利用网络的要实现各种类型的网络互联，可以利用网络的 连接设备实现，同时必须要解决几个重要连接设备实现，同时必须要解决几个重要 的问题：的问题： 其一，由于各种不同的网络寻址方案不同，必须在其一，由于各种不同的网络寻址方案不同，必须在 不改变原来网络结构的基

5、础上将它们统一起来；其不改变原来网络结构的基础上将它们统一起来；其 二，在各种不同的网络上传送的分组最大长度不一二，在各种不同的网络上传送的分组最大长度不一 样，必须能加以识别并统一；其三，不同网络有不样，必须能加以识别并统一；其三，不同网络有不 同的接入技术、不同的超时控制、不同的差错恢复同的接入技术、不同的超时控制、不同的差错恢复 方法、不同的路由选择技术、不同的传输服务等，方法、不同的路由选择技术、不同的传输服务等， 也同样需要统一协调。也同样需要统一协调。 这种种的不同就需要一个良好的解决办法，这种种的不同就需要一个良好的解决办法， ARPA网的实践为网络互联找到了一条最好的途径，网的

6、实践为网络互联找到了一条最好的途径， 这就是这就是TCPIP。 6 网络互联从通信协议的角度来看可以分成四网络互联从通信协议的角度来看可以分成四 个层次：个层次： （1）物理层）物理层 使用中继器在不同的电缆段之使用中继器在不同的电缆段之 间复制位信号。间复制位信号。 （2）链路层）链路层 使用桥在局域网之间存储转发使用桥在局域网之间存储转发 数据帧。数据帧。 （3）网络层）网络层 使用路由器在不同的网络之间使用路由器在不同的网络之间 存储转发分组。存储转发分组。 （4）运输层及以上）运输层及以上 使用协议转换器也称网使用协议转换器也称网 关提供更高层次的接口。关提供更高层次的接口。 下面介绍

7、应用在不同层次上的网络互联设备。下面介绍应用在不同层次上的网络互联设备。 7 网络互联设备网络互联设备 n计算机网络与计算机网络之间的互联，必计算机网络与计算机网络之间的互联，必 须要有一个中间设备，这个中间设备能对须要有一个中间设备，这个中间设备能对 网络网络 的有关协议进行转换。目前常用的网的有关协议进行转换。目前常用的网 络之间的互联设备有：络之间的互联设备有： 8 1.收发器性能与使用收发器性能与使用 9 2中继器中继器 n中继器用于连接拓扑结构相同的两个局域网或延中继器用于连接拓扑结构相同的两个局域网或延 伸一个局域网。这种设备较为简单，所起的作用伸一个局域网。这种设备较为简单，所起

8、的作用 只是信号的放大和再生，它是在只是信号的放大和再生，它是在OSI模型的物理模型的物理 层上实现互联。经过中继器，能把有效的连接距层上实现互联。经过中继器，能把有效的连接距 离扩大一倍。例如，以太网规定每一段电缆的最离扩大一倍。例如，以太网规定每一段电缆的最 大长度为大长度为500m，如果网络中的两台计算机之间的，如果网络中的两台计算机之间的 距离为距离为800m，在组网时将这两台计算机分别连接，在组网时将这两台计算机分别连接 在两根同轴电缆上，再使用一个中继器将两根同在两根同轴电缆上，再使用一个中继器将两根同 轴电缆连接起来，使网络中的两台计算机之间的轴电缆连接起来，使网络中的两台计算机

9、之间的 最大距离扩大到最大距离扩大到1000m。下图所示为中继器设备。下图所示为中继器设备 外观图及用中继器连接两段线缆的示意。外观图及用中继器连接两段线缆的示意。 10 用中继器连接两段线缆用中继器连接两段线缆 11 3.集线器性能与使用集线器性能与使用 12 n集线器工作在集线器工作在OSI七层模型的物理层，七层模型的物理层， 不能提供冲突隔离作用，相当于一个不能提供冲突隔离作用，相当于一个 多端口的中继器。集线器的冲突域上多端口的中继器。集线器的冲突域上 诸站点通信量的总和应小于总线上无诸站点通信量的总和应小于总线上无 冲突地全速通信时通信量的冲突地全速通信时通信量的1/3。10 Mbp

10、s的以太网上各站点的总通信需求的以太网上各站点的总通信需求 应当不大于应当不大于3 Mbps，100 Mbps以太以太 网上各站点的总通信需求应当不大于网上各站点的总通信需求应当不大于 30 Mbps。 13 4网桥网桥 n网桥是用于连接两个或两个以上具有相同网桥是用于连接两个或两个以上具有相同 通信协议、传输媒体及寻址结构的局域网通信协议、传输媒体及寻址结构的局域网 间互连设备。因此它工作在数据链路层。间互连设备。因此它工作在数据链路层。 网桥有它的软件和硬件，因此，通过网桥网桥有它的软件和硬件，因此，通过网桥 的数据帧，不需要进行网络协议转换及原的数据帧，不需要进行网络协议转换及原 语连接

11、的转换，只需要附加新的路径信息语连接的转换，只需要附加新的路径信息 和全局地址。网桥需要有足够大的和全局地址。网桥需要有足够大的RAM缓缓 冲区，用于扩展网络距离和转发数据到另冲区，用于扩展网络距离和转发数据到另 一个目的网工作站。若缓冲区溢出，则会一个目的网工作站。若缓冲区溢出，则会 把发送的帧丢掉，不作任何处理，而等待把发送的帧丢掉，不作任何处理，而等待 端到端的协议处理。端到端的协议处理。 14 另一方面网桥具有寻址和路径选另一方面网桥具有寻址和路径选 择功能，它能对进入网桥数据的源择功能，它能对进入网桥数据的源/目目 的地址进行检测。若目的地址是本地网的地址进行检测。若目的地址是本地网

12、 的工作站的，则删除。若目的地址是另的工作站的，则删除。若目的地址是另 一个网络的，则发送到目的网工作站。一个网络的，则发送到目的网工作站。 这种功能称为筛选这种功能称为筛选/过滤功能，它隔离过滤功能，它隔离 掉不需要在网间传输的信息，大大减少掉不需要在网间传输的信息，大大减少 网络的负载，改善网络的性能。网络的负载，改善网络的性能。 15 上图为两个局域网通过网桥互联的结构示意图。上图为两个局域网通过网桥互联的结构示意图。 1921681为网络为网络A，2021256 为网络为网络B，第，第4个个 数字表示网络中的主机地址。如果主机数字表示网络中的主机地址。如果主机19216811 发送数据

13、给发送数据给 192168110，网桥接收到数据帧，根，网桥接收到数据帧，根 据目的地址据目的地址192168110判定接收方与发送方在同判定接收方与发送方在同 一网络内，网桥就丢弃该帧；如果一网络内，网桥就丢弃该帧；如果19216811主机主机 要与要与20212562通信，网桥接收到数据帧后，能识通信，网桥接收到数据帧后，能识 别出该帧要转发到别出该帧要转发到2021256这个网络上，网桥通过这个网络上，网桥通过 与该网络的网络接口转发该帧，这时网络与该网络的网络接口转发该帧，这时网络B中的中的 20212562主机将能接收到这个数据帧。主机将能接收到这个数据帧。 16 n网桥也可以用来互

14、联不同物理介质的网桥也可以用来互联不同物理介质的 网络。例如，使用网桥一端连接光缆，网络。例如，使用网桥一端连接光缆， 另一端连接同轴电缆。而中继器只能另一端连接同轴电缆。而中继器只能 用于互联结构相同的网段。用于互联结构相同的网段。 17 5路由器路由器 n路由就是指通过相互联接的网络把信息从路由就是指通过相互联接的网络把信息从 源地点移动到目的地点的活动。一般来说，源地点移动到目的地点的活动。一般来说， 在路由过程中，信息至少会经过一个或多在路由过程中，信息至少会经过一个或多 个中间结点。个中间结点。 n路由器是一种连接多个网络或网段的网络路由器是一种连接多个网络或网段的网络 设备。它在设

15、备。它在OSI模型的网络层上实现互联，模型的网络层上实现互联， 比网桥具有更强的互联功能。比网桥具有更强的互联功能。 18 路由器的主要功能有：路由器的主要功能有：选择最佳的转发数据选择最佳的转发数据 的路径，建立非常灵活的连接，均衡网络负载；的路径，建立非常灵活的连接，均衡网络负载； 利用通信协议本身的流量控制功能来控制数利用通信协议本身的流量控制功能来控制数 据传输，有效地解决拥挤问题；据传输，有效地解决拥挤问题；具有判断需具有判断需 要转发的数据分组的功能，不仅可根据要转发的数据分组的功能，不仅可根据LAN网网 络地址和协议类型，而且可根据网间地址、主络地址和协议类型，而且可根据网间地址

16、、主 机地址、数据类型机地址、数据类型(如文件传输、远程登陆或如文件传输、远程登陆或 电子邮件电子邮件)等，判断分组是否应该转发。对于等，判断分组是否应该转发。对于 不该转发的信息不该转发的信息(包括错误信息包括错误信息)，都过滤掉，都过滤掉， 从而可避免广播风暴，比网桥具有更强的隔离从而可避免广播风暴，比网桥具有更强的隔离 作用，提高安全保密性能；作用，提高安全保密性能；把一个大的网络把一个大的网络 划分为若干个子网。划分为若干个子网。 19 什么是广播风暴、为什么路由器可以阻什么是广播风暴、为什么路由器可以阻 止止“广播风暴广播风暴” n广播意思是在不知道对方广播意思是在不知道对方ip的情

17、况下把数的情况下把数 据包发到据包发到*.*.*.255的的ip地址。末尾为地址。末尾为255的的 都是保留的广播地址。发到这里的包会自都是保留的广播地址。发到这里的包会自 动转发给动转发给1-254的主机。这样很占网络资源，的主机。这样很占网络资源， 所以叫所以叫“广播风暴广播风暴”。 n路由器的功能是选择最短的路径发送数据路由器的功能是选择最短的路径发送数据 包。每个数据包的报头其实都有包含包。每个数据包的报头其实都有包含ip信信 息的。所以路由器可以把这些发送到息的。所以路由器可以把这些发送到*.255 的包截留的包截留 20 不同类型的网络，其传送的数据帧的格式不同类型的网络，其传送的

18、数据帧的格式 和大小是不同的，就像公路运输是以汽车为单和大小是不同的，就像公路运输是以汽车为单 位装载货物，而铁路运输是以列车车皮为单位位装载货物，而铁路运输是以列车车皮为单位 装载货物，从汽车运输改为铁路运输，必须把装载货物，从汽车运输改为铁路运输，必须把 货物从汽车上转移到列车车皮内，网络中的数货物从汽车上转移到列车车皮内，网络中的数 据也是如此。数据从一种类型的网络传输至另据也是如此。数据从一种类型的网络传输至另 一种类型的网络，必须进行帧格式转换，路由一种类型的网络，必须进行帧格式转换，路由 器就有这种能力。路由器的主要作用是连通不器就有这种能力。路由器的主要作用是连通不 同的网络和选

19、择信息传送的线路。它能对不同同的网络和选择信息传送的线路。它能对不同 网络或网段之间的数据信息进行翻译，以使它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，从而构成一个更们能够相互读懂对方的数据，从而构成一个更 大的网络。大的网络。 21 n路由器为经过该设备的每个数据帧寻找一条最佳路由器为经过该设备的每个数据帧寻找一条最佳 传输路径，并将该数据有效地转发到目的站点。传输路径，并将该数据有效地转发到目的站点。 转发策略称为路由选择转发策略称为路由选择(Routing)，这也是路由器，这也是路由器 Router名称的由来。名称的由来。 n选择最佳路径的策略即路由算法是路由器

20、的关键选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键 所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各 种传输路径的相关数据种传输路径的相关数据路径表，供路由选择。路径表，供路由选择。 路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的 个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以 由网络系统管理员事先固定设置好，也可以由网由网络系统管理员事先固定设置好，也可以由网 络系统软件动态修改，可以由路由器自动调整，络系统软件动态修改，可以由路由器自动调整， 也可以由主机控制。也可以由主机控制。

21、22 n一般说来，异种网络互联与多个子网互联一般说来，异种网络互联与多个子网互联 都需要采用路由器来实现。现在的路由器都需要采用路由器来实现。现在的路由器 都都 是可以转换各种现存协议的多协议路由是可以转换各种现存协议的多协议路由 器，这是网络中很重要的设备之一。下图器，这是网络中很重要的设备之一。下图 所示为校园网接入所示为校园网接入Internet的示意图。的示意图。 校园网接入Internet 23 24 路由器硬件由路由器硬件由CPU、内存及各种接口组成。、内存及各种接口组成。 CPU：路由器的控制和运算部件。：路由器的控制和运算部件。 内存：是程序运行的基础，所有计算机都有内存，路内

22、存：是程序运行的基础，所有计算机都有内存，路 由器也不例外。由器也不例外。 接口：有局域网接口、广局域网接口。路由器的型号接口：有局域网接口、广局域网接口。路由器的型号 不同，接口数目和类型也不尽一样。不同，接口数目和类型也不尽一样。 路由器软件包括操作系统和配置文件。路由器软件包括操作系统和配置文件。 配置文件：路由器可以通过控制台端口对路由器进行配置文件：路由器可以通过控制台端口对路由器进行 操作系统配置，其配置包括运行配置、启动配置。操作系统配置，其配置包括运行配置、启动配置。 25 6交换机交换机 n交换机从本质看是一台特殊的计算机，主要交换机从本质看是一台特殊的计算机，主要 由由CP

23、U、内存储器、内存储器、I/O接口等部件组成。接口等部件组成。 n交换机接口主要是以太网接口，用于将交换交换机接口主要是以太网接口，用于将交换 机连接到网络。如机连接到网络。如10/100Mbps自适应电口，自适应电口， 1000Mbps光口。交换机还有光口。交换机还有Console口，口， 该端口为异步端口，主要连接终端或支持终该端口为异步端口，主要连接终端或支持终 端仿真程序的计算机，在本地配置交换机。端仿真程序的计算机，在本地配置交换机。 26 n交换机是目前最热门的网络设备，发展势交换机是目前最热门的网络设备，发展势 头很猛。交换机取代了集线器和网桥，增头很猛。交换机取代了集线器和网桥

24、，增 强了路由选择功能。交换和路由之间的主强了路由选择功能。交换和路由之间的主 要区别就是交换发生在要区别就是交换发生在OSI参考模型的数据参考模型的数据 链路层，而路由发生在网络层。这一区别链路层，而路由发生在网络层。这一区别 决定了交换和路由在移动数据的过程中需决定了交换和路由在移动数据的过程中需 要使用不同的控制信息，所以两者实现各要使用不同的控制信息，所以两者实现各 自功能的方式是不同的。自功能的方式是不同的。 27 n下面介绍交换机在局域网中的应用，即交换式局下面介绍交换机在局域网中的应用，即交换式局 域网。域网。 n交换式局域网的核心设备是局域网交换机，局域交换式局域网的核心设备是

25、局域网交换机，局域 网交换机可以在它的多个端口之间建立多个并发网交换机可以在它的多个端口之间建立多个并发 连接。为了保护用户已有的投资，局域网交换机连接。为了保护用户已有的投资，局域网交换机 一般是针对某类局域网一般是针对某类局域网(例如例如802.3标准的标准的 Ethernet或或802.5标准的标准的TokenRing)设计的。设计的。 n典型的交换式局域网是交换式以太网典型的交换式局域网是交换式以太网(switched Ethernet)，它的核心部件是以太网交换机，它的核心部件是以太网交换机 (Ethernet switch)。以太网交换机可以有多个端。以太网交换机可以有多个端 口，

26、每个端口可以单独与一个结点连接，也可以口，每个端口可以单独与一个结点连接，也可以 与一个共享介质式的以太网集线器与一个共享介质式的以太网集线器(hub)连接。连接。 28 n如果一个端口只连接一个结点，那么这个如果一个端口只连接一个结点，那么这个 结点就可以独占结点就可以独占10Mbs的带宽，这类端的带宽，这类端 口通常被称为口通常被称为“专用专用10Mbs的端口的端口”； 如果一个端口连接一个如果一个端口连接一个10Mbs的的 Ethernet，那么这个端口将被，那么这个端口将被Ethernet中中 的多个结点所共享，这类端口就被称为的多个结点所共享，这类端口就被称为 “共享共享10Mbs的

27、端口的端口”。下图给出了典。下图给出了典 型的交换式型的交换式Ethernet的结构。的结构。 29 n对于传统的共享介质对于传统的共享介质Ethernet来说，当连来说，当连 接在集线器中的一个结点发送数据时，它接在集线器中的一个结点发送数据时，它 将用广播方式将数据传送到集线器的每个将用广播方式将数据传送到集线器的每个 端口。因此，共享介质端口。因此，共享介质Ethernet在每个时在每个时 间片内只允许有一个结点占用公用通信信间片内只允许有一个结点占用公用通信信 道。交换式局域网从根本上改变了道。交换式局域网从根本上改变了“共享共享 介质介质”的工作方式，它可以通过的工作方式，它可以通过

28、Ethernet 交换机支持交换机端口结点之间的多个并交换机支持交换机端口结点之间的多个并 发连接，实现多结点之间数据的并发传输。发连接，实现多结点之间数据的并发传输。 因此，交换式局域网可以增加网络带宽，因此，交换式局域网可以增加网络带宽， 改善局域网的性能与服务质量。改善局域网的性能与服务质量。 30 什么是以太网？什么是以太网？ 它不是一种具体的网络，是一种技术规范。它不是一种具体的网络，是一种技术规范。 以太网是当今现有局域网采用的最通用的以太网是当今现有局域网采用的最通用的 通信协议标准。该标准定义了在局域网（通信协议标准。该标准定义了在局域网（LAN） 中采用的电缆类型和信号处理方

29、法。以太网在中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在 互联设备之间以互联设备之间以10100Mbps的速率传送信息的速率传送信息 包，双绞线电缆包，双绞线电缆10 Base T以太网由于其低成以太网由于其低成 本、高可靠性以及本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用的速率而成为应用 最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可 达达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能，许多制造供应商提供的产品都能 采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。 31 集线器（集线器（HUB）是一个多端口的转发器。）是一个多端口的转

30、发器。 它和交换机的作用均可以简单的理解为将一它和交换机的作用均可以简单的理解为将一 些机器连接起来组成一个局域网些机器连接起来组成一个局域网 交换机与集线器的区别交换机与集线器的区别 32 交换机的作用是对封装的数据包进行转发，并减交换机的作用是对封装的数据包进行转发，并减 少冲突域，隔离广播风暴。从组网的形式看，交少冲突域，隔离广播风暴。从组网的形式看，交 换机与集线器非常类似，但实际工作原理有很大换机与集线器非常类似，但实际工作原理有很大 的不同。的不同。 从从OSI体系结构看，集线器工作在体系结构看，集线器工作在 OSI/RM的的 第一层，是一种物理层的连接设备，因而它只对第一层，是一

31、种物理层的连接设备，因而它只对 数据的传输进行同步、放大和整形处理，不能对数据的传输进行同步、放大和整形处理，不能对 数据传输的短帧、碎片等进行有效的处理，不进数据传输的短帧、碎片等进行有效的处理，不进 行差错处理，不能保证数据的完整性和正确性。行差错处理，不能保证数据的完整性和正确性。 传统交换机工作在传统交换机工作在OSI的第二层，属于数据链路的第二层，属于数据链路 层的连接设备，不但可以对数据的传输进行同步、层的连接设备，不但可以对数据的传输进行同步、 放大和整形处理，还提供数据的完整性和正确性放大和整形处理，还提供数据的完整性和正确性 的保证。的保证。 33 从工作方式和带宽来看，集线

32、器是一种从工作方式和带宽来看，集线器是一种 广播模式，一个端口发送信息，所有的端口广播模式，一个端口发送信息，所有的端口 都可以接收到，容易发生广播风暴。同时集都可以接收到，容易发生广播风暴。同时集 线器共享带宽，当两个端口间通信时，其它线器共享带宽，当两个端口间通信时，其它 端口只能等待。交换机是一种交换方式，一端口只能等待。交换机是一种交换方式，一 个端口发送信息，只有目的端口可以接收到，个端口发送信息，只有目的端口可以接收到， 能够有效的隔离冲突域，抑制广播风暴；同能够有效的隔离冲突域，抑制广播风暴；同 时每个端口都有自己的独立带宽，两个端口时每个端口都有自己的独立带宽，两个端口 间的通

33、信不影响其它端口间的通信。间的通信不影响其它端口间的通信。 34 交换式局域网技术交换式局域网技术 n局域网交换机结构与工作原理示意图局域网交换机结构与工作原理示意图 35 交换机的交换方式交换机的交换方式 交换方式的类型交换方式的类型 n直接交换（直接交换（cut through） n存储转发（存储转发（store and forward）方式）方式 n改进直接交换方式改进直接交换方式 直接交换方式直接交换方式 n交换机只要接收并检测到目的地址字段，立即交换机只要接收并检测到目的地址字段，立即 将该帧转发出去，而不管数据是否出错；帧出将该帧转发出去，而不管数据是否出错；帧出 错检测任务由结点

34、主机完成；错检测任务由结点主机完成； n这种交换方式的交换延迟时间短，但是缺乏差这种交换方式的交换延迟时间短，但是缺乏差 错检测能力。错检测能力。 36 存储转发交换方式存储转发交换方式 n交换机首先完整的接收发送帧，并先进行差错检测。交换机首先完整的接收发送帧，并先进行差错检测。 如果接收帧正确，则根据帧目的地址确定输出端口号，如果接收帧正确，则根据帧目的地址确定输出端口号， 然后转发出去；然后转发出去； n这种交换方式的优点是具有帧差错检测能力，并支持这种交换方式的优点是具有帧差错检测能力，并支持 不同输入速率与输出速率端口之间的帧转发，缺点是不同输入速率与输出速率端口之间的帧转发，缺点是

35、 交换延迟时间将会增长。交换延迟时间将会增长。 改进直接交换方式改进直接交换方式 n改进的直接交换方式则将二者结合起来，在接收到以改进的直接交换方式则将二者结合起来，在接收到以 太帧的前太帧的前64字节后，判断以太网帧的帧头字段是否正字节后，判断以太网帧的帧头字段是否正 确，如果正确则转发出去；确，如果正确则转发出去； n由于只对帧的地址字段与控制字段进行差错检测，因由于只对帧的地址字段与控制字段进行差错检测，因 此交换延迟时间将会减少。此交换延迟时间将会减少。 37 虚拟局域网（虚拟局域网（VLAN）技术）技术 n虚拟局域网并不是一种新型的局域网，虚拟局域网并不是一种新型的局域网， 是局域网

36、向用户提供的一种新的服务；是局域网向用户提供的一种新的服务； n虚拟局域网建立在交换技术的基础上；虚拟局域网建立在交换技术的基础上； n局域网中的结点按工作性质与需要，划局域网中的结点按工作性质与需要，划 分成若干个分成若干个“逻辑工作组逻辑工作组”，则一个逻辑，则一个逻辑 工作组就是一个虚拟网络；工作组就是一个虚拟网络； n逻辑工作组的组成不受结点所在网段物逻辑工作组的组成不受结点所在网段物 理位置的限制。理位置的限制。 38 虚拟局域网的工作原理示意图虚拟局域网的工作原理示意图 通过软件在交换机上设置通过软件在交换机上设置4个虚拟局域网。个虚拟局域网。 39 Ethernet组网设备与组网

37、方法组网设备与组网方法 n集线器与集线器与10BASE-T 的的Ethernet组网组网 n集线器作为集线器作为Ethernet中的中心连接设备时，所有结点中的中心连接设备时，所有结点 通过非屏蔽双绞线与集线器连接形成星型结构；通过非屏蔽双绞线与集线器连接形成星型结构； n所以连接在一个集线器上的主机属于一个所以连接在一个集线器上的主机属于一个“冲突域冲突域”。 40 使用集线器与非屏蔽双绞线的组网方法 使用集线器与非屏蔽双绞线组网使用集线器与非屏蔽双绞线组网： n单一集线器结构单一集线器结构 n多集线器级联结构多集线器级联结构 n堆叠式集线器结构堆叠式集线器结构 单一集线器结构示意图单一集线

38、器结构示意图 41 级联结构 42 FE组网方法 n硬件：100Mbps交换机、 10/100Mbps网卡、 双绞线或光缆。 n需要注意的问题： 43 GE组网方法 n硬件：千兆以太网交换机、千兆以太网卡、 光纤。 44 在设计在设计GE网络时，需要注意以下几个问题网络时，需要注意以下几个问题: n在网络主干部分通常使用高性能的在网络主干部分通常使用高性能的GE主干主干 交换机，以解决应用中的主干网络带宽的交换机，以解决应用中的主干网络带宽的 瓶颈问题瓶颈问题; n在网络支干部分考虑使用价格与性能相对在网络支干部分考虑使用价格与性能相对 较低的较低的GE支干交换机，以满足实际应用对支干交换机，

39、以满足实际应用对 网络带宽的需要；网络带宽的需要； n在楼层或部门一级，根据实际需要选择在楼层或部门一级，根据实际需要选择 100Mbps的的FE交换机交换机; n在用户端使用在用户端使用10/100Mbps网卡，将工作站网卡，将工作站 连接到连接到100Mbps的的FE交换机。交换机。 45 典型的GE组网结构 46 7网关网关 n网关是软件和硬件的结合产品，用于连接使用不网关是软件和硬件的结合产品，用于连接使用不 同通信协议或结构的网络，使文件可以在这些网同通信协议或结构的网络，使文件可以在这些网 络之间传输。又称高层协议转发器。络之间传输。又称高层协议转发器。 n网关的连接操作是在网关的

40、连接操作是在OSI模型的七层协议的传输模型的七层协议的传输 层以上，它是最复杂的网络互联设备。层以上，它是最复杂的网络互联设备。 n网关一般用于不同类型且差别较大的网络系统间网关一般用于不同类型且差别较大的网络系统间 的互连。又可用于同一个物理网而在逻辑上不同的互连。又可用于同一个物理网而在逻辑上不同 的网络间互连。例如：在物理上是一个的网络间互连。例如：在物理上是一个Ethernet 网，可用网关把它分割成互连的网，可用网关把它分割成互连的TCPIP网和网和 DECnet网。还可用于网络和大型主机系统的互网。还可用于网络和大型主机系统的互 连，网络上的用户从而可享用大型主机的资源。连，网络上

41、的用户从而可享用大型主机的资源。 也能实现不同数据库之间的互连、不同的电子邮也能实现不同数据库之间的互连、不同的电子邮 件系统间的互连等等。可以说网关是一个智能的件系统间的互连等等。可以说网关是一个智能的 路由器，是一个智能的网桥，是一个智能的中继路由器，是一个智能的网桥，是一个智能的中继 器。器。 47 n在在Internet中两个网络要通过一台称为默认中两个网络要通过一台称为默认 网关的计算机实现互联。这台计算机能根网关的计算机实现互联。这台计算机能根 据用户通信目标的据用户通信目标的IP地址，决定是否将用地址，决定是否将用 户发出的信息送出本地网络，同时，它还户发出的信息送出本地网络，同

42、时，它还 将外界发送给属于本网络的信息接收过来，将外界发送给属于本网络的信息接收过来， 它是一个网络与另一个网络相联的通道。它是一个网络与另一个网络相联的通道。 为了使为了使TCPIP协议能够寻址，该通道被协议能够寻址，该通道被 赋予一个赋予一个IP地址，这个地址，这个IP地址称为网关地地址称为网关地 址。下图所示为使用网关无线连接址。下图所示为使用网关无线连接ISP服务服务 器的示意。器的示意。 48 使用网关无线连接使用网关无线连接ISP服务器服务器 49 上图给出了网关的工作原理示意图。如果一个上图给出了网关的工作原理示意图。如果一个NetWare结点要与结点要与TCP/IP的的 主机通信，因为主机通信，因为NetWare和和TCP/IP协议是不同的，所以局域网中的协议是不同的，所以局域网中的 NetWare结点不能直