计算机网络应用 3

第五章网络互连目录【知识目标】1．掌握网络互连的概念及类型。2．了解网络连接设备及其作用。3．了解公共交换网络基础知识和网络接入方式。4．掌握网络设备操作系统。【技能目标】1．能够描述网络互联设备的分类及其作用。2．能够描述网络各种接入方式的区别及其作用。3．描述计算机网络的管理协议及网络安全的技术。4．能够熟练使用华为ENSP模拟器软件及通过其进行网络实验操作。5．1网络互连的概述网络互连是指将不同的网络连接起来，以构成更大规模的网络系统5．1．1网络互连的概念网络互连是指将分布在不同地理位置的网络、设备相连接，以构成更大规模的互连网络系统，实现互连网络资源的共享。1．各种互连的内涵（1）互连，指网络在物理上的连接，两个网络之间至少有一条在物理上连接的线路。（2）互联，指网络在物理和逻辑上，尤其是逻辑上的连接。（3）互通，指两个网络之间可以交换数据。（4）互操作，指网络中不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力。2．互连的要求（1）在互连的网络之间提供链路，至少有物理线路和数据线路。（2）在不同网络结点的进程之间提供适当的路由来交换数据。（3）提供网络记账服务，记录网络资源使用情况。（4）提供各种互连服务，应尽可能不改变互连网络的结构。5．1．2网络互连的功能（1）屏蔽各个物理网络的差别。（2）隐藏各个物理网络实现细节。（3）为用户提供通用服务。5．1．3网络互连的类型1．局域网与局域网互连2．局域网互广域网互连3．局域网与广域网与局域网互连4．广域网与广域网互连5．1．4网络互连的层次1．物理层互连物理层互连只是连接多个网段，起到扩大网络范围的作用。主要设备是中继器和集线器（Hub）。中继器是最低层的物理设备，用于在局域网中连接几个网段，只起简单的信号放大作用，用于延伸局域网的长度。严格地说，中继器是网段连接设备而不是网络互连设备。2．数据链路层互连数据链路层互连是在网络中起到对数据帧进行数据接收、地址过滤、存储转发的作用，可以实现多个网络系统之间的数据交换。数据链路层互连时，数据链路层与物理层协议可以相同也可以不同。数据链路层互连设备是网桥和交换机。3．网络层互连网络层互连时，网络层及其以下协议可以相同也可以不同。网络层互连设备主要是路由器和第三层交换机。网络层互连主要解决路由选择、拥塞控制、差错处理和分段技术等问题。如果网络层协议相同，则互连主要是解决路由选择问题。如果网络层协议不同，则需使用多协议路由器。4．高层互连传输层及其以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连，高层互连需要一个协议转换器，起协议转换的作用，为不同网络体系间提供互连接口。高层互连的设备就是网关，网关的种类很多，但高层互连使用的网关大部分是应用层网关。5．2网络互连设备常用的网络互连设备有中继器、网桥、路由器和网关。5．2．1中继器、集线器中继器又被称为转发器，中继器工作在物理层，对于高层协议完全透明，它是局域网互联的最简单的设备。集线器也称为集中器，作用与中继器类似，其也工作在物理层，具有信号放大功能，它与一般中继器的区别仅在于能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多端口中继器1．中继器2．集线器（Hub）广播式传输集线器的分类按尺寸分类 按带宽分类按管理方式分类按扩展方式分类5．2．2网桥网桥又称桥接器，是工作在数据链路层的网络互连设备，它在数据链路层对数据帧进行存储转发，实现网络互连。根据帧的目的地址处于哪一网段来进行转发和滤除。5．2．3交换机交换机工作于OSI参考模型的第二层，主要用于完成数据链路层和物理层的工作，同网桥的功能相同，是一种基于MAC地址识别，能够封装、转发数据包的网络设备，功能同网桥一样，又称为多端口网桥，点到点式传输1．交换机的工作原理1．交换机的工作原理2．交换机的技术参数（1）交换方式。直通交换、存储转发和碎片隔离（2）背板带宽（3）包转发率（4）传输速率（5）全双工（6）内存容量（7）端口数量（8）端口类型（9）MAC地址数量3．交换机与集线器的区别（1）工作层不同（2）工作原理不同 （3）带宽使用不同（4）工作模式不同5．2．4三层交换机三层交换机最初是为了解决较大规模网络中的广播域问题，经过多年的发展，三层交换机已经成为接入层骨干网络中的重要设备。5．2．4三层交换机5．2．5路由器路由器（Router）工作在网络层，是进行网络间连接的关键设备。1．路由器的组成路由器的本质也是一台计算机，有中央处理器（CPU）、存储器和操作系统（IOS）等。（1）RAM（随机存储器（2）NVRAM（非易失性RAM（3）FLASH（快速闪存（4）ROM（只读存储器（5）CPU（中央处理器（6）背板2．路由器工作原理路由器的主要工作就是为经过路由器的每个分组（Packet，亦称包）寻找一条最佳传输路径，并将该数据包有效地传送到目的站点。2．路由器的功能路径选择。数据转发。3．路由器的分类（1）按照网络协议划分（2）按照功能划分（3）按照结构划分（4）按照应用划分（5）按照所处网络位置划分（6）按照性能划分5．2．6网关网关又称网间连接器或协议转换器。其工作在OSI七层模型的传输层或更高层，即在传输层以上实现网络的互连。网关能够连接两个高层协议完全不同的网络，网关能将收到的信息转换为目的网络所能接收的数据格式，5．2．6网关（1）当两个网络通过一个网关互连时，最简单的方法就是直接将输入网络的信息包的格式转换成输出网络信息包的格式。（2）另一种方法是制定一种标准的网间信息包格式，网关将第一个网络的格式转换成网间格式，再将网间格式转换成第二个网络的格式。5．3．1公共传输网构建广域网时，公共传输网的内部结构和工作机制用户是不关心的，用户只需了解公共传输网络提供的接口，如何实现和公共传输网络之间的连接，并通过公共传输网络实现远程端点之间的报文交换。因此，设计广域网的前提在于掌握各种公共传输网络的特性，公共传输网和用户网之间的互连技术。

5．3．1公共传输网公共传输网基本可以分成两类第一类是电路交换网，主要是公共交换电话网（PSTN）和综合业务数字网（ISDN）另一类是分组交换网，主要是X.25分组交换网、帧中继5．3．2网络接入技术局域网的构建由局域网所属部门设计规划建设，由所属部门管理、维护。传输距离远的广域网由于受各种条件的限制，构建广域网时必须借助公共传输网，完成网络接入。公用数据传输业务是指由电信运营者经营，通过公用数据网提供的数据传输业务。1．PSTN拨号调制解调器（Modem）

2．ISDN拨号网络终端NT1和ISDN适配器

3．DDN专线DDN是随着数据通信业务发展而迅速发展起来的一种新型网络。

4．ADSL非对称数字用户线路（ADSL，AsymmetricDigitalSubscriberLine）是数字用户线路（xDSL，DigitalSubscriberLine）服务中最流行的一种。

5．VDSLVDSL比ADSL还要快。使用VDSL，短距离内的最大下传速率可达55Mbps，上传速率可达2.3Mbps（将来可达19.2Mbps，甚至更高）。VDSL使用的介质是一对铜线，有效传输距离可超过1000米。

6．Cablemodem

7．无源光网络（PON）5．4网络设备管理交换机与路由器5．5．2视图模式网络设备的硬件构成中央处理器（CPU）主存储器（RAM/DRAM）只读存储器（ROM）快闪存储器（FlashROM）非易失性存储器（NVRAM）网络操作系统（1）思科互联网操作系统（InternetworkOperatingSystem，简称IOS）是思科公司为其网络设备开发的操作维护系统。（2）华为网络操作系统（VersatileRoutingPlatform，简称VRP）。通用路由平台，是华为在通信领域多年的研究经验结晶，是华为所有基于IP/ATM构架的数据通信产品操作系统平台。现在我们用的华为路由器、交换机都是VRP系统。视图模式（1）普通视图。命令行格式为<Huawei>（2）系统视图。命令行格式为[Huawei]（3）接口配置视图。命令行格式为[Huawei-Ethernet0/0/0]（4）Acl配置视图。命令格式为[Huawei-acl-basic-2000]（5）QoS流分类视图。命令格式为[Huawei-classifier-to-l3]（6）流动作视图。命令格式为[Huawei-behavior-to-internet]（7）QoS策略视图。命令格式为[Huawei-qospolicy-input]视图模式2．命令行的在线帮助VRP命令行接口提供以下两种在线帮助，如下所述。（1）完全帮助。在任一视图下，键入“?”可以获取该视图下所有的命令及简单描述。例如：[Huawei]?5．5．3ENSP使用数通设备模拟器（EnterpriseNetworkSimulationPlatform，ENSP）。这款华为公司开发的仿真软件运行是物理设备的VRP操作系统，最大程度地模拟真实设备环境，您可以利用ENSP模拟工程开局与网络测试，协助您高效地构建企业优质的ICT网络。1．软件简介下载eNSP软件，该软件为免费软件，可以在华为官网下载。注意eNSP