网络的扩展与互联设备.ppt

第5章 网络的扩展与互连设备 计算机网络技术 本章学习目标 了解：网络互连的基本概念 掌握：网络互连设备的类型、层次与使用 掌握：网络接入技术的种类和概念 了解：可申请的广域网通信服务的类型 主要内容 5.1 网络互连概述 5.2 物理层的扩展与连接设备 5.3 数据链路层的扩展与连接设备 5.4 网络层的互联设备 5.5 网关 5.1 网络互连概述 1.什么是网络的连接或互连？ （1）网络的延伸 （2）网络的分段 所谓的网络分段就是将一个大的网络系统分解成几个小的局域网（即子网），然后再通过互连设备（交换机、网桥或路由器）将各个子网连接成一个整体网络。分段设计优点如下： ① 提高可靠性。 ② 分散了负荷，提高了网络的性能。 ③ 提高了安全性。 2. 互连网络必须要解决的问题①实现一种网络与另一种网络的互访与通信。 ②解决两种不同网络之间在协议方面的差异。 ③处理两种网络之间在传输速率方面的差别。 3.网间互连设备概述 “网络连接器”又称为“网间互连设备”，它可以采用硬件和软件的方法对网络的差别进行处理。 （1）局域网连接或延伸用的网络互连设备 中继器、集线器、网桥、交换机等。 （2）局域网远程连接时用的网络互连设备 有调制解调器、桥式路由器、路由器远程访问服务器和网关等。 5.2 物理层的扩展与连接设备 5.2.1 物理层设备和部件概述 1. 理论作用 信号的接收、放大、整形、向所有端口转发数据的作用； 2. 实际应用 增长传输距离、增加网络结点数目、不同介质网络的连接，以及组网。 3. 冲突域和广播域 物理层设备互连的网络的各个结点都处于同一个冲突域；另外，这层设备不能隔离广播信息的传播，所以互连的网段都处于同一个广播域。 4. 常见设备和部件 物理层的设备主要有收发器、中继器、集线器，以及接入点AP；网络部件主要有传输介质、介质连接器、各类转换部件（RJ45-AUI）等 5.2.2 中继器和转接器 1. 中继器的功能 中继器又称“转发器”，它实现网络在物理层上的连接。由于线路损耗的存在，在线路上传输的信号功率将会随着距离的增加而逐步衰减，衰减到一定程度时，将导致信号失真，从而发生连接错误。 中继器是最简单的和最便宜的网间连接设备，如图5-1所示，中继器可以连接两个或多个网络的电缆段。 中继器起到放大、整形、并且重新产生电缆上的数字信号，并按原来的方向重新发送该再生信号， 图5-1千兆以太网光纤收发器  图5-2 用中继器再生信号 中继器（收发器）既可以用来扩展网络距离，也可以用来连接两个或多个使用不同传输介质的局域网。 中继器具有接收、放大、整形和转发网络信息的作用，因此，可以降低传输线路对信号的干扰影响，起到扩充网络规模的作用。 使用带有不同接口的中继器，可以连接两个不同类型的网络。 中继器的使用规则（中继规则） 在10Mb/s以太网中，这个限制规则称为5-4-3规则。此规则规定，在以太网中最多允许有5个网段、使用4个中继器，而这些网段中只有3个是可以连接客户计算机（终端）的网段，图5-3形象地说明了5-4-3规则。 图5-3 10Mb/s以太网的 5-4-3规则 中继器的应用特点 （1）优点 中继器安装简单，不仅可以扩展网络的距离，还能将不同传输介质的网络连接在一起，而且是最便宜的扩展网络距离的设备。 （2）缺点 ①有条件连接；第2~7层使用相同或兼容协议。 ②无网段隔离功能，多个网络连接后将增加网络的信息量，易发生阻塞。 ③使用中继器扩展网段距离有所限制。 ④中继器不能控制广播风暴。 4.使用和选择中继器时应注意的事项 ①网段的接口。 ②网段扩展的极限距离。 使用中继器时，应当注意所连接的各个网段的高层（2～7层）协议应当相兼容。 5. 转接器 由于网络的类型和介质连接器的种类繁多，因此，在实际工程中经常需要各种物理层的转换部件。如：AUI-RJ45，BNC-RJ45，ST-RJ45等不同类型的接口转换器，有时也称其为“跳线”,如，图5-4。 5. 转接器 5.2.3 有线和无线集线器  集线器主要指共享式集线器，又被称为多端口中继器，工作在OSI模型的物理层；作用与中继器类似。 1. 集线器的分类 （1）无线集线器-AP： 参见图5-5。AP用来连接周边的无线网络终端，形成星形网络结构。 （2）有线集线器的分类 集线器和交换机的外型十分相似，按外型可以分为：独立式集线器、堆叠式集线器和模块式集线器3种，参见图5-6、图5-7和图5-