第六章2网络互连.ppt

1、网络的互连,2,本章主要内容,互连网络的基本概念； 网络互连的类型和层次； 网络互连的基本设备； 广域网的一些技术，涉及到PSTN、X.25、DDN、ISDN、FR等。,网络互连的必要性,对于一个规模较大的网络而言，如果将其分割成若干较小的网络，当每个小网络的内部通信量明显高于网络间通信量时，则整个网络的性能将比原来的大网络要好。 把一个大的网络分成较小的网络，还将有利于网络故障的隔离、提高可靠性，从而明显提高网络的可维护性，也有利于提高大网络内部各个区域的安全保密性能。,3,互连网络的基本概念,网络互联是指将分布在不同地理位置的网络、设备连接起来，以构成更大规模的网络，最大程度的实现网络资源

2、的共享和数据通信。 互联的网络和设备可以是同种类型的网络、不同类型的网络，以及运行不同网络协议的设备与系统。,4,5,互连网络的基本概念,互连网络是指将分布在不同地理位置的网络、设备连接起来，以构成更大规模的网络，最大程度地实现网络资源的共享。 网络连接 网络互连 网络互通,2006-10,计算机网络基础（第二版） 杜煜,6,网络互连的类型,网络互连的类型分以下几种： 局域网局域网互连(LAN-LAN) 同构网互连：具有相同协议的局域网互连； 异构网互连：不同协议的局域网互连； 局域网广域网互连；(LAN-WAN) 广域网广域网互连；(WAN-WAN),7,网络互连的层次,网络互连从通信协议的

3、角度来看可以分成四个层次：,物理层、数据链路层、 网络层、高层互连,2006-10,计算机网络基础（第二版） 杜煜,8,物理层的互连 中继器,在不同的电缆段之间复制位信号是物理层互连的基本要求。 物理层的连接设备主要是中继器。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。,9,数据链路层互连 网桥,数据链路层互连要解决的问题是在网络之间存储转发数据帧。 互连的主要设备是网桥。 网桥在网络互连中起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，它用来实现多个网络系统之间的数据交换。 用网桥实现数据链路

4、层互连时，允许互连网络的数据链路层与物理层协议是相同的，也可以是不同的。,10,网络层互连路由器,网络层互连要解决的问题是在不同的网络之间存储转发分组。 互连的主要设备是路由器。 网络层互连包括路由选择、拥塞控制、差错处理与分段技术等。 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。 用路由器实现网络层互连时，允许互连网络的网络层及以下各层协议是相同的，也可以是不同的。,11,高层互连-网关,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。 实现高层互连的设备是网关。 高层互连使用的网关很多是应用层网关，通常简称为应用网关。如果使用应用网关

5、来实现两个网络高层互连，那么允许两个网络的应用层及以下各层网络协议是不同的。,12,网络互连设备网桥,应用场合 在一个单位内各个部门之间的局域网互连； 在一个企业或校园，有上千台计算机需要连网； 连网计算机之间的距离超过了单个局域网的最大覆盖范围； 网桥工作在数据链路层，可以实现局域网互联，并在两个局域网网段之间对数据链路层帧进行接收、存储与转发，把两个物理网络连接成一个逻辑网络；,13,网桥的特点,特点： 使用网桥互连两个网络时，必须要求每个网络在数据链路层以上采用相同或兼容的协议。 网桥互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络。 网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方

6、式实现两个互连网络之间的通信，并实现大范围局域网的互连。 网桥可以分隔两个网络之间的通信量，有利于改善互连网络的性能。 缺点： 由于网桥处理其接收到的数据，增加了时延，降低了网络性能； 网桥传递所有的广播； 网桥的成本比转发器高；,网桥分隔两个网络的通信量,15,网桥的分类一,根据介质访问控制协议的不同，网桥可分四种： 透明网桥 源路由网桥 转换式网桥 源路由透明网桥,16,网桥的分类二,本地网桥 用于直接连接两个相距很近的LAN，通过网桥划分网段以提高网络性能。 远程网桥 用来连接两个远距离的网络，通常可以利用公用网连接分布在不同地理位置的网桥，以形成单个大型的网络（远程网桥也可通过路由器来

7、实现）。,17,网桥的分类三,级联和多端口网桥,18,路由器（Router）,路由器的工作原理,19,路由器的特点,特点 路由器是在网络层上实现多个网络之间互连的设备； 路由器为两个或三个以上网络之间的数据传输解决最佳路径选择； 路由器与网桥的区别： 网桥独立于高层协议，它把几个物理子网连接起来，向用户提供一个大的逻辑网络。 路由器则是从路径选择角度为逻辑子网的节点之间的数据传输提供最佳的路线； 路由器要求节点在网络层以上的各层使用相同或兼容的协议。,20,路由器的基本功能,连接功能 网络地址判断 最佳路由选择 数据处理功能,21,路由器的相关概念,路由表： 路由器如何知道哪一条路径是最佳路径

8、呢？其关键就是在路由器中保存了一张路由表，在路由表（Routing Table）中保存着到达某一个网络的最佳路径及相关联的传输开销.路由器根据路由表所保存的最佳路径决定如何转发数据包 路由协议:由于网络之间的连接情况经常会发生变化，因此路由表中的信息需要及时更新，而路由协议就是路由器更新维护路由表以及和其它路由器交换路由信息时所遵循的规范.,22,路由信息协议-RIP,RIP协议是一种距离矢量协议，它根据源节点与目的节点之间的路由器或路程段的数目（也称为跳数）来决定发送数据包的最佳途径。 缺点： 路由器的路由更新信息会占用更多的网络带宽； RIP路由协议最大跳数为15适用于小规模网络。 RIP

9、不能根据线路速率、延迟、带宽等因素确定最佳路径。,23,开放最短路径优先-OSPF,OSPF是一种链路状态路由协议，除了路由器的数目外，OSPF还可以通过判断路程段之间的连接速率和负载平衡来确定发送数据包的最佳途径。 OSPF可以支持大型的互连网络，它将网络划分为多个区域，采用层次型的路由选择。 路由器更新信息时，每台路由器只发送与其自身相连的网络状态的信息，而不是整个路由表。通常情况下，用于更新链路状态的数据包很小，且发送并不频繁，因而大大减少了由此产生的网络通信量，从而减少了网络拥塞。 在运行OSPF的网络里，各区域之间会进行路由选择，每个区域的内部路由选择是在区域内部进行，当某个区域存在

10、链路故障又恢复的问题时，其他区域内的路由器则不会受影响，无需不断运行OSPF算法。,24,路由器的分类,单协议和多协议路由器,25,路由器的分类,桥路由器（Brouters）,26,路由器的分类,本地和远程路由器,27,网关（Gateway）,网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。 网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。,网关分类,根据网关功能的不同，一般将网关分成以下三种类型。 1）协议网关 协议网关通常用于实现不同体系结构网络之间的互联或在两个使用不同协议的网络之间作协议转换。例如，将为IBM大型机开发的SNA协议转换成TCP/IP协议。,28,2）应用网关 应用网关是在使用不同数据格式间翻译数据的系统。典型的应用网关接收一种格式的输入，将之翻译，然后以新的格式发送。其输入和输出接口可以是分立的也可以使