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第8章 网络互连技术 韩维良 青海师范大学教师教育学院 Hwljxq@qhnu.edu.cn 本章学习要求： 了解：网络互连的基本概念 掌握：网络互连的类型与层次 掌握：典型网络互连设备的工作原理 了解：第三层交换技术与应用 第一节 网络互连的基本概念 一、网络互连的概念 网络互连（Internetworking）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，并实现互连网络资源的共享； 网络互连的目的：使一个网络上的用户能访问其它网络上的资源，并能使不同网络上用户互相通信相互交换信息。它是计算机网络通信技术迅速发展的结果，也是计算机网络应用范围不断扩大的自然要求。 网络互连是指扩展网络的重要方法。 网络互连也称为网际互连，它是指两个以上的计算机网络通过一定的方法，用一种或多种通信处理设备互连起来，以构成更大的网络系统，实现更大范围的信息交换和资源共享。 互连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。 二、网络互连的目标 在网络之间提供一条链路，至少需要一条物理和链路控制的链路； 在不同网络的进程间提供路径选择和传递数据； 提供各用户使用网络的记录和保持状态信息； 在提供上述服务时不需要修改原有各网络的网络结构。 在网络互连时，应尽量避免由于互连而降低网内的通信性能。 网络互连的功能分类： 基本功能，即网络互连必须的功能，即使对那些类型相同的网络互连也应该具备的功能，它包括不同网络之间传送寻址和路径选择等。 扩展功能，指的是当各种互连的网络提供不同的服务级别时所需要的功能，包括协议转换、分组的分段组合和重定序及差错检测。 面向连接运行模式：连到同一子网上的两个DTE之间可建立一条逻辑的网络连接。 无连接运行模式：对应于分组交换网的数据报机制，而面向连接运行对应于虚电路机制。 面向连接就像打电话，有一个明显的拨通电话、讲话、再挂断电话的过程，面向连接服务的提供者也要做建立连接、维护连接和拆除连接的工作，这种服务的最大好处就是可靠性高，而且保证数据顺序传输； 无连接的服务就像发电报，电报发出后你并不能马上确认对方已经收到，无连接的服务不需要维持连接的额外开销，但是可靠性较低，也不保证数据的传输顺序。 第二节 网络互连的类型与层次 一、网络互连的类型 局域网-局域网互连 互连又分为同种LAN互连和异种LAN互连，常用设备有中继器和网桥。 局域网-广域网互连 用来连接的设备是路由器或网关。 局域网-广域网-局域网互连 将两个分布在不同地理位置的LAN通过WAN实现互连，连接设备主要有路由器和网关。 广域网-广域网互连 通过路由器和网关将两个或多个广域网互连起来，可以使分别连入各个广域网的主机资源能够实现共享。 二、网络互连的层次 互连（Interconnection）是指在两个物理网络之间至少有一条在物理上连接的线路，但不能保证两个网络一定能进行数据交换，这取决于两个网络的通信协议是否相互兼容； 互通 （Intercommunication）是指两个网络之间可以交换数据； 互操作（Interoperability）是指网络中不同计算机系统之间具有透明访问对方资源的能力； 互连是网络互连的基础，互通是网络互连的手段，互操作是网络互连的目的。 根据网络层次的结构模型，网络互连的层次可以分为： 物理层互连：互连的设备是中继器。 数据链路层互连：互连的设备是网桥（Bridge）； 网络层互连：互连的设备是路由器（Router）； 高层互连：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，互连的设备是网关（Gateway）。 三、基本原理 1、物理层 用于不同地理范围内的网段的互连。通过互连，在不同的通信媒体中传送比特流，要求连接的各网络的数据传输率和链路协议必须相同。 设备：中继器 2、数据链路层 用于互连两个或多个同一类型的局域网，传输帧。 设备：网桥（或桥接器） 3、网络层 主要用于广域网的互连中。网络层互连解决路由选择、阻塞控制、差错处理、分段等问题。 设备：路由器、路由交换机 4、高层 高层之间进行不同协议的转换，最复杂。 设备：网关 第三节 典型网络互连设备的工作原理 一、中继器 又叫转发器，工作于网络的物理层，用于互连两个相同类型的网段（如：两个以太网段），它在物理层内实现透明的二进制比特复制，补偿信号衰减，接收从一个网段传来的所有信号，进行放大后发送到下一个网段。（接力赛） 它不能对信号作校验处理，即不能消除信号中的错误信息和杂音。 两种工作方式： a. 直接放大式：主要应用于对链路质量要求不是很高的场合，且级联的中继器数量很少，一般为一到两个。 b.信号再生式：主要应用于链