计算机网络技术及应用第06章网络互连技术课件教学.pptVIP

网络互连技术 本章要点： 网络互连设备 Internet协议 网络互连实用技术 6.1 网络互连设备 网络互连设备的作用是连接不同的网络。网络互连设备可以根据它们工作的协议层进行分类，中继器（Repeater）工作于物理层，网桥（Bridge）工作于数据链路层，路由器（Router）工作于网络层，而网关（Gateway）则工作于网络层以上的协议层。这种根据OSI协议层的分类只是概念上的，在实际的网络互连产品中可能是几种功能的组合，从而可以提供更复杂的互联网服务。 6.1.1 中继器 由于传输线路噪音的影响，承载信息的数字信号或模拟信号只能传输有限的距离。如在802.3中，收发器芯片的驱动能力只有500m。虽然MAC协议的定时特性（t值的大小）允许电缆长达2.5km，但是单个电缆段却不允许做得那么长。在线路中间插入放大器的办法是不可取的，因为伴随信号的噪声也被放大了。在这种情况下用中继器连接两个网络段可以延长信号传输的距离。中继器的功能是对接收信号进行再生和发送。中继器不解释也不改变接收到的数字信息，它只是从接收信号中分离出数字数据，存储起来，然后重新构造它并转发出去。再生的信号与接收信号完全相同，并可以沿着其他的网络段传输到远端。 从理论上说，可以用中继器把网络延长到任意长的传输距离，然而在很多网络上都限制了一对工作站之间加入中继器的数目。如在以太网中限于最多使用四个中继器，即最多由五个网络段组成。中继器工作于物理层，只是起到延长传输距离的作用，对高层协议是透明的。实际上，通过中继器连接起来的网络相当于同一条电缆组成的更大的网络。中继器也能把不同传输介质（如10Base-5和10Base-2）的网络连在一起，多用在数据链路层以上相同的局域网的互连中。这种设备安装简单，使用方便，并能保持原来的传输速率。 6.1.2 网桥 与中继器类似，网桥也用于连接两个局域网络段，但它工作于数据链路层。网桥要分析帧的地址字段，以决定是否把收到的帧转发到另一个网络段上。 网桥检查帧的源地址和目的地址，如果目的地址和源地址不在同一个网络段上，就把帧转发到另一个网络段上；若两个地址在同一个网络段上，则不转发，所以网桥能起到过滤帧的作用。网桥的帧过滤特性很有用，当一个网络由于负载很重而性能下降时，可以用网桥把它分成两个网络段，并使得段间的通信量保持最小。如把分布在两层楼上的网络分成每层一个网络段，段中间用网桥相连。这样的配置可以缓解网络通信繁忙的程度，提高通信效率。同时由于网桥的隔离作用，一个网络段上的故障不会影响到另一个网络段，从而提高了网络的可靠性。 网桥可用于运行相同高层协议的设备间的通信，采用不同高层协议的网络不能通过网桥互相通信。另外网桥也能连接不同传输介质的网络，如可实现同轴电缆以太网与双绞线以太网之间的互连，或是以太网与令牌环网之间的互连。确切地说，网桥工作于MAC子层，只要两个网络MAC子层以上的协议相同，都可以用网桥互连。至于网桥如何获得各个工作站的MAC地址，如何决定转发的方向，将在后面详细讨论。 按网桥的智能来分，可分为智能网桥和非智能网桥。智能网桥在为帧选择路径时，无需管理员给出路径信息，自己可学会。非智能网桥要求网络管理员指明网络地址属于本地还是远程，才能做出路径选择。 局域网用网桥互连。IEEE802标准中有两种关于网桥的规范，一种是透明网桥，另一种是源路由网桥。 生成树（Spanning Tree）网桥是一种完全透明的网桥，这种网桥插入电缆后就可自动完成路由选择的功能，无需由用户装入路由表或设置参数。 生成树网桥的优点是易于安装，无需人工输入路由信息，但是这种网桥只利用了互联网络拓扑结构的一个子集，没有最佳地利用带宽。所以802.5标准中给出了另一种网桥路由策略——源路由网桥。源路由网桥的核心思想是由帧的发送者显式地指明路由信息。路由信息由网桥地址和LAN标识符的序列组成，包含在帧头中。每个收到帧的网桥根据帧头中的地址信息可以知道自己是否在转发路径中，并可以确定转发的方向。网桥无需保存路由表，只需记住自己的地址标识符和它所连接的LAN标识符，就可根据帧头中的信息做出路由决策。然而发送帧的工作站必须知道网络的拓扑结构，了解目标站的位置，才能给出有效的路由信息。在802.5标准中有各种路由指示和寻址模式用以解决源站获取路由信息的问题。 6.1.3 路由器 路由器工作在OSI/RM的第三层（网络层），是一种可以在不同的网络和不同媒体之间进行数据转换的基于在网络层协议上保持信息、管理局域网间通信、适于在运行多种网络协议的大型网络中使用的互连设备。 路由器是一种网际设备，拥有丰富的路由协议，如路由信息协议RIP、开放最短路径优先协议OSPF、外部网关路由协议EGRP等协议。它能在不同网络之间转发信息，实现不同网络之间