计算机网络实用技术（第三版）-课件第6章

第5章网络互连与INTERNET第6章网络互连与Internet本章学习目标6.1

组网设备6.2

Internet的连接方式6.3ADSL的安装与使用（略）6.4

思考题第5章网络互连与INTERNET本章学习目标

本章主要讲解常用组网设备、Internet连接和ADSL网络连接方法。通过本章的学习，读者应掌握以下内容：各种常用组网设备的原理与应用Internet连接方法以及ADSL网络连接技术

第5章网络互连与INTERNET6.1组网设备6.1.1

中继器6.1.2

集线器6.1.3

网桥6.1.4

交换机6.1.5

路由器6.1.6

第三层交换机6.1.7

网关下一页第5章网络互连与INTERNET6.1.1中继器

中继器又叫转发器，是两个局域网网段在物理层上的连接，用于连接具有相同物理层协议的局域网，是局域网互联的最简单的设备，如图6-1所示。它的功能仅仅是产生一个信号，从而维持通过中继器的信号电平，以扩展局域网的距离限制。它不能用于连接两种不同介质访问类型的网络，比如令牌环网和以太网。返回第5章网络互连与INTERNET6.1.1中继器下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.1.2集线器1．集线器及工作原理2．集线器分类3．局域网集线器的选择下一页返回第5章网络互连与INTERNET1．集线器及工作原理

依据IEEE802.3协议，集线器功能是随机选出某一端口的设备，并让它独占全部带宽，与集线器的上联设备（交换机、路由器或服务器等）进行通信。集线器具有以下两个特点：（1）Hub只是一个多端口的信号放大设备（2）集线器只与它的上联设备进行通信下一页返回第5章网络互连与INTERNET2．集线器分类

结合技术和应用两个方面，可对Hub进行如下的分类。（1）按配置形式分。（2）按连接速率分。（3）按管理方式分。（4）按端口数目分。以上对Hub的四种分类进行了介绍，但Hub也可以集中其中的多个特点，如“8口10/100Mbps自适应智能型Hub”、“24口100Mbps可堆叠式Hub”等。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET3．局域网集线器的选择选择方法（1）以速度为标准。上联设备的带宽、提供的连接端口数、应用需求。（2）以能否满足拓展为标准。堆叠、级联。（3）以是否提供网管功能为标准。（4）以外型尺寸为参考。（5）适当考虑品牌和价格。下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.1.3网桥

将网络进行分段，以减少每段网络上的用户量和信息量。将网络进行分段的设备就是网桥。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.1.4交换机1．交换机及工作原理2．交换机分类3．常见交换机之间的连接4．交换机与集线器的区别5．交换机与网桥的区别下一页返回第5章网络互连与INTERNET1．交换机及工作原理

交换机的目标是分割网上的通信量，使前往给定网段的某主机的数据包不至于传播到另一个网段上。这是由交换机的“学习”功能完成的。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET2．交换机分类

最常用的交换机类型是：存储转发型交换机、纵横式交换机以及无碎片直通式交换机。下一页返回第5章网络互连与INTERNET3．常见交换机之间的连接

实现交换机之间的互联常见有三种方式：级联、堆叠和冗余。（1）级联。交换机可以通过上联端口实现与上级骨干交换机的连接。（2）堆叠。提供堆叠接口的交换机可以通过专用的堆叠线连接起来。（3）冗余。支持生成树算法的交换机则可在交换机之间实现冗余连接又避免出现环路。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET4．交换机与集线器的区别

用集线器组成的网络称为共享式网络，用交换机组成的网络称为交换式网络。同时，集线器只能在半双工方式下工作，而交换机同时支持半双工和全双工操作。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET5．交换机与网桥的区别

交换机与网桥相比，有许多网桥不具备的优点。（1）延迟相对较小。（2）功能相对较强大。（3）端口多。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.1.5路由器1．路由器及工作原理2．路由器的主要功能3．路由器的特点4．路由器的分类5．路由器与交换机的区别下一页返回第5章网络互连与INTERNET1．路由器及工作原理

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”，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。如图6-3所示为路由器的工作示意图。返回第5章网络互连与INTERNET1．路由器及工作原理返回第5章网络互连与INTERNET1．路由器及工作原理工作原理如下：（1）路由器接收来自它连接的某个网站的数据。（2）路由器将数据向上传递到协议栈的网际层，舍弃网络层的信息，并且重新组合IP数据报。（3）路由器检查IP报头中的目的地址。如果目的地址位于发出数据的那个网络，那么路由器就放下被认为已经达到目的地的数据。（4）如果数据要送往另一个网络，那么路由器就查询路由表，以确定数据要转发到的目的地。（5）路由器确定哪个适配器负责接收数据后，就通过相应的网络层软件传递数据。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET2．路由器的主要功能功能主要包括下面几个方面：（1）在网络间接收节点发送的数据包，根据数据包中的源地址和目的地址，对照自己的路由表，把数据包直接转发到目的节点。（2）为网际间通信选择最合理的路由。（3）拆分和包装数据包。（4）不同协议网络之间的连接，目前有些中、高档的路由器往往具有多通信协议支持的功能。（5）目前大部分路由器都具备一定的防火墙的功能，能够屏蔽内部网络的IP地址，自由设定IP地址、通信端口过滤，使网络更加安全。下一页返回第5章网络互连与INTERNET3．路由器的特点（1）路由器的优点。l适用于大规模的网络。l为数据提供最佳的传输路径。l能更好地处理多媒体。l

安全性高。l隔离不需要的通信量。l节省局域网的频宽。l

减少主机负担。（2）路由器的缺点。l不支持NetBEUI等非路由协议。l

安装和设置复杂。l

价格较高。下一页返回第5章网络互连与INTERNET4．路由器的分类（1）按处理能力来划分。可将路由器分为高端路由器和中低端路由器。通常将背板交换能力大于40Gbps以上的路由器称为高端路由器，背板交换能力在40Gbps以下的路由器称为中低端路由器。返回第5章网络互连与INTERNET4．路由器的分类（2）按结构分。可将路由器分为模块化结构与非模块化结构。通常中高端路由器为模块化结构，低端路由器为非模块化结构。返回第5章网络互连与INTERNET4．路由器的分类（3）按所处网络位置分。可分为核心路由器与接入路由器。核心路由器位于网络中心，通常使用的是高端路由器，要求快速的包交换能力与高速的网络接口，通常是模块化结构。接入路由器位于网络边缘，通常使用的是中低端路由器，要求相对低速的端口以及较强的接入控制能力。返回第5章网络互连与INTERNET4．路由器的分类（4）按功能分。可分为通用路由器与专用路由器。一般所说的路由器为通用路由器。专用路由器通常为实现某种特定功能对路由器接口、硬件等作专门优化。返回第5章网络互连与INTERNET4．路由器的分类（5）按性能分。可分为线速路由器以及非线速路由器。线速路由器是高端路由器，能以媒体速率转发数据包；中低端路由器是非线速路由器。目前一些新的宽带接入路由器也有线速转发能力。下一页返回第5章网络互连与INTERNET5．路由器与交换机的区别（1）交换机工作在OSI七层模型的第二层，即数据链路层；路由器工作在OSI七层模型的第三层，即网络层。（2）交换机利用物理地址来确定是否转发数据；路由器利用位于第三层的寻址方法来确定是否转发数据，使用IP地址而不是物理地址。（3）传统的交换机只能分割冲突域，而无法分割广播域；而路由器可以分割广播域。（4）交换机主要是用来连接网络中的各个网段；路由器则可以通过端到端的路由选择来连接不同的网络，并可实现与Internet的连接。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.1.6第三层交换机1．第三层交换机基本概念2．三层交换机的功能3．三层交换机采用的主要技术下一页返回第5章网络互连与INTERNET1．第三层交换机基本概念

为了能像路由器一样隔离广播域，提高网络的性能，又要具备交换机的速度，人们迫切希望一种新设备的出现，即三层交换机。三层交换机本质上是非常高速的路由器。下一页返回第5章网络互连与INTERNET2．三层交换机的功能（1）分组转发。当源节点到目的节点的路径确定后，第三层交换机会将分组转发给它们的目的地址。（2）路由处理。主要包括在第三层交换机内部通过路由协议创建和维护路由表。（3）安全服务。三层交换机现在也提供一些安全服务，如防火墙分组过滤等。（4）特殊服务。提供的特殊服务主要包括流量优化以及封装和拆分帧及分组等。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET3．三层交换机采用的主要技术三层交换机一般采用两种概念性的技术：（1）专用方法。第三层交换机处理第一个分组，然后在一个分组序列中预测其余分组的目的地址。当分组序列的目的地址确定后，后来的分组享有与第一个分组相同的权限，绕开了第三层的处理，整体上加快了处理过程。这些后来的分组视具体情况被第二层或第三层转发。返回第5章网络互连与INTERNET3．三层交换机采用的主要技术（2）逐分组交换。每个分组根据其网络地址被转发到最终的目的地址。路由信息协议被这些设备用来了解网络的拓扑结构以及进行路由变更。逐分组式交换机是有路由能力的高速分组交换，其功能是由硬件实现的，使用特定用途集成电路而不是路由软件。下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.1.7网关

网关是指在信息流过使用不同协议的网络时翻译数据的设备，也称为协议转换器，是最复杂的网络互联设备，通常工作在OSI七层模型的第三层和更高层。网关的互联模型如图6-4所示。返回第5章网络互连与INTERNET6.1.7网关返回第5章网络互连与INTERNET6.2Internet的连接方式6.2.1

电话拨号仿真终端方式6.2.2SLIP/PPP方式6.2.3

专线连接下一页第5章网络互连与INTERNET6.2.1电话拨号仿真终端方式

电话拨号仿真终端方式是用户进入Internet最简单的方式，通过电话拨号进入一个提供Internet服务的联机（On-Line）服务系统，通过联机服务系统使用Internet服务的方法。它提供电子邮件（E-mail）、新闻组（NEWSGROUP）及一些基本的文件传输。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.2.2SLIP/PPP方式

当以SLIP/PPP方式入网时，用户先以终端方式通过Modem拨号叫通ISP的宿主系统，宿主系统收到用户请求后要求用户以正确的账号和口令注册，然后检查程序，设置网络接口，同时在用户的计算机上启动相应的SLIP/PPP驱动程序并设置相应的IP地址，这样用户就可以访问Internet了。用户的IP地址分配有固定和动态两种。

下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.2.3专线连接

用户通过专线连接Internet时，可以在专线上连接一台计算机，但更多的时候是连接一个局域网。专线的另一端连接到与Internet连通的某个区域性计算机网或国家级的公共数据交换网络。要正式成为Internet的一部分，除要有专线连接外，还必须向相应的ISP申请正式的IP地址并注册自己的计算机域名。目前专线连接方式有三种实现方法：第一种是自己铺设专线；第二种是向邮电部门租用专线；第三种方法是采用无线通信。下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.3ADSL的安装与使用ADSL是非对称数字线路的缩写，是在普通电话线上传输高速数字信号的技术。6.3.1ADSL的特点6.3.2ADSL设备的连接6.3.3ADSLModem的单用户上网6.3.4ADSLModem的多用户上网下一页返回第5章网络互连与INTERNET6.3.1ADSL的特点（1）投资小，连接方便。（2）传输距离远，误码率低，可靠性高。（3）速率高，频带宽。（4）采用点－点的拓扑结构，数据保密性好，用户可独享高带宽