计算机网络技术课件(第6章)网络互联技术教学文案.ppt

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1、计算机网络技术课件(第6章)网络互联技术 6.1 6.1 网络互连技术 6.2 6.2 网络互连设备 6.3 6.3 网络互联的几个重要概念 6.4 6.4 网络互连实例网络互连实例 第六章第六章 网络互联技术网络互联技术第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.1 6.1.1 网络互连的概念网络互连的概念 （1 1）网络互连（）网络互连（InterconnectionInterconnection）是指将分布在不同地理位置的网络，通过一定的方法，用一种是指将分布在不同地理位置的网络，通过一定的方法，用一种或多种通信处理设备相互连接起来，以构成更大规模的网络系或多种通

2、信处理设备相互连接起来，以构成更大规模的网络系统，并实现更大范围的资源共享。也可以为增加网络性能和易统，并实现更大范围的资源共享。也可以为增加网络性能和易于管理而将一个规模很大的网络划分为几个子网或网段。于管理而将一个规模很大的网络划分为几个子网或网段。（2 2）网络互联（）网络互联（InternetworkingInternetworking）是指网络设备间在物理和逻辑上尤其是指逻辑上的联接。是指网络设备间在物理和逻辑上尤其是指逻辑上的联接。（3 3）网络互通（）网络互通（Inter-switch communicationInter-switch communication）是指网络上的设

3、备可以进行数据交换。是指网络上的设备可以进行数据交换。（4 4）网络互操作（）网络互操作（InteroperabilityInteroperability）是指网络中的不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源的是指网络中的不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力。能力。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.2 6.1.2 网络互连的优点网络互连的优点 （1 1）提高网络的性能。将一个大局域网分割成若干个较小的局）提高网络的性能。将一个大局域网分割成若干个较小的局域网，整个互连的网络性能将比只有一个大局域网好得多。域网，整个互连的网络性能将比只有一个大局域网好

4、得多。（2 2）降低成本。当同一地区的多台主机希望接入另一地区的某）降低成本。当同一地区的多台主机希望接入另一地区的某个网络时，采用主机先行联网（局域网或者广域网），再通个网络时，采用主机先行联网（局域网或者广域网），再通过网络互连技术达到目的，可以大大降低联网成本。过网络互连技术达到目的，可以大大降低联网成本。（3 3）提高安全性。将具有相同权限的用户主机组成一个网络，）提高安全性。将具有相同权限的用户主机组成一个网络，在网络互连设备上严格控制其他用户对该网的访问，从而实在网络互连设备上严格控制其他用户对该网的访问，从而实现网络的安全机制。现网络的安全机制。（4 4）提高可靠性。设备的故障可

5、能导致整个网络的瘫痪，而通）提高可靠性。设备的故障可能导致整个网络的瘫痪，而通过子网的划分可以有效地限制设备故障对网络的影响范围。过子网的划分可以有效地限制设备故障对网络的影响范围。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.3 6.1.3 网络互连功能网络互连功能 （1 1）寻址方法）寻址方法（2 2）报文分组长度）报文分组长度（3 3）网络连接方法）网络连接方法 （4 4）超时控制方法）超时控制方法（5 5）差错控制方法）差错控制方法（6 6）路由选择方法）路由选择方法（7 7）用户连接控制方法）用户连接控制方法（8 8）管理与控制方式）管理与控制方式（9 9）流量

6、控制方法）流量控制方法（1010）状态报告方法）状态报告方法（1111）服务类型）服务类型第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.4 6.1.4 网络互连类型网络互连类型 1 1局域网与局域网的互连局域网与局域网的互连 LAN-LANLAN-LAN互连是指近程局域网的互连，其中又包括同种局域网互连是指近程局域网的互连，其中又包括同种局域网之间的互连和异种局域网之间的互连。例如：使用中继器、集之间的互连和异种局域网之间的互连。例如：使用中继器、集线器等设备就可以实现多个近程局域网的连接；使用网桥、二线器等设备就可以实现多个近程局域网的连接；使用网桥、二层交换机等设备可

7、以实现一个局域网和令牌环网的连接。层交换机等设备可以实现一个局域网和令牌环网的连接。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.4 6.1.4 网络互连类型网络互连类型 2 2局域网和广域网的互连局域网和广域网的互连 局域网和广域网的连接可以采用多种接入技术，如通过局域网和广域网的连接可以采用多种接入技术，如通过ModemModem、ISDNISDN、DDNDDN、ADSLADSL等。在接入时，采用在局域网和广域网之等。在接入时，采用在局域网和广域网之间增设代理服务器或路由器的方法进行网络隔离和路由选择、间增设代理服务器或路由器的方法进行网络隔离和路由选择、流量控制等。

8、流量控制等。3 3广域网与广域网的互连广域网与广域网的互连 广域网可分为两类。一类是指电信部门提供的电话网或数据网广域网可分为两类。一类是指电信部门提供的电话网或数据网络。如络。如X.25X.25、PSTNPSTN、DDNDDN、FRFR和宽带综合业务数字网。另一和宽带综合业务数字网。另一类是分布在同一城市、同一省或同一国家的专有广域网，这类类是分布在同一城市、同一省或同一国家的专有广域网，这类广域网的通信子网和资源子网分别属于不同的机构，如通信子广域网的通信子网和资源子网分别属于不同的机构，如通信子网属于电信部门、资源子网属于专有部门。网属于电信部门、资源子网属于专有部门。第六章第六章 网络

9、互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.4 6.1.4 网络互连类型网络互连类型 4 4局域网通过广域网与局域网的互连局域网通过广域网与局域网的互连 这种类型的互连是多个远程的局域网通过公用的广这种类型的互连是多个远程的局域网通过公用的广域网进行的互连。一般使用路由器和网关通过广域域网进行的互连。一般使用路由器和网关通过广域网网ISDNISDN、DDNDDN、X.25X.25等实现等实现 【图例图例】第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.5 6.1.5 网络互连层次网络互连层次 1 1互连中继系统的分层结构互连中继系统的分层结构 中继器运行在中继器运行在

10、OSIOSI模型的最底层上，它扩展了网络传输的长度，模型的最底层上，它扩展了网络传输的长度，是最简单的网络互连设备；网桥互连实现数据链路层一级的是最简单的网络互连设备；网桥互连实现数据链路层一级的转换，它用于同一类型的网络互连；路由器工作在网络层上，转换，它用于同一类型的网络互连；路由器工作在网络层上，通常它只能连接相同协议的网络；网关是运行在通常它只能连接相同协议的网络；网关是运行在OSIOSI模型的模型的高层上的互连设备，执行协议的转换，实现不同协议的网络高层上的互连设备，执行协议的转换，实现不同协议的网络间的通信。间的通信。【图例图例】第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互

11、连技术 6.1.5 6.1.5 网络互连层次网络互连层次 2 2分层中继系统的功能分层中继系统的功能（1 1）物理层。物理层是以比特形式传送数据分组的，在传输过）物理层。物理层是以比特形式传送数据分组的，在传输过程中，数据分组可能需要从一种传输介质转换到另一种传输程中，数据分组可能需要从一种传输介质转换到另一种传输介质，通过物理层的互连，可以实现数据在不同媒体中的转介质，通过物理层的互连，可以实现数据在不同媒体中的转换和传输，使得在数据链路层上系统基本上是一个单一的网换和传输，使得在数据链路层上系统基本上是一个单一的网络。物理层互连要求所要连接的各网络的数据传输速率和数络。物理层互连要求所要连

12、接的各网络的数据传输速率和数据链路层协议必须是相同的。物理层互连主要用于分布在不据链路层协议必须是相同的。物理层互连主要用于分布在不同地理范围内的各局域网的互连。物理层中继系统可用中继同地理范围内的各局域网的互连。物理层中继系统可用中继器或共享式集线器互连。器或共享式集线器互连。（2 2）数据链路层。数据链路层是以帧为单位接收或传送数据的。）数据链路层。数据链路层是以帧为单位接收或传送数据的。实现的过程是：当从一条链路上收到一个帧后，先检查数据实现的过程是：当从一条链路上收到一个帧后，先检查数据链路层的协议帧，如果帧的格式相同，直接将帧传送到另一链路层的协议帧，如果帧的格式相同，直接将帧传送到

13、另一条链路上，如果帧的格式不同，则需要先进行帧的格式转换条链路上，如果帧的格式不同，则需要先进行帧的格式转换再传输。再传输。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.5 6.1.5 网络互连层次网络互连层次 2 2分层中继系统的功能分层中继系统的功能 数据链路层互连可以用于互连两个或多个数据链路层协议不同而数据链路层互连可以用于互连两个或多个数据链路层协议不同而网络层协议相同的网络系统。数据链路层中继系统可用网桥或二网络层协议相同的网络系统。数据链路层中继系统可用网桥或二层交换机互连。层交换机互连。（3 3）网络层。网络层互连主要用于局域网子网隔离、局域网和广）网络层

14、。网络层互连主要用于局域网子网隔离、局域网和广域网及广域网之间的互连。由于各广域网的协议机制往往不同，域网及广域网之间的互连。由于各广域网的协议机制往往不同，所以，网络层互连主要解决的问题是路由选择、阻塞控制和差错所以，网络层互连主要解决的问题是路由选择、阻塞控制和差错控制等。网络层中继系统可用路由器和三层交换机互连。控制等。网络层中继系统可用路由器和三层交换机互连。（4 4）高层。由于）高层。由于OSIOSI的高层包括会话层、表示层、应用层三个层次，的高层包括会话层、表示层、应用层三个层次，高层解决的是端对端服务问题，高层没有相应统一的标准协议，高层解决的是端对端服务问题，高层没有相应统一的

15、标准协议，所以对高层互连来说，是复杂多样的。但高层的核心还是在高层所以对高层互连来说，是复杂多样的。但高层的核心还是在高层之间进行不同协议的转换。高层上的中继系统可用网关之间进行不同协议的转换。高层上的中继系统可用网关（GatewayGateway）互连）互连。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.5 6.1.5 网络互连层次网络互连层次 3 3利用中继系统实现网络互连的形式利用中继系统实现网络互连的形式（1 1）直接利用中继系统实现网络互连）直接利用中继系统实现网络互连 由于一个网络的主要组成部分是结点（即数据通讯设备由于一个网络的主要组成部分是结点（即数据通讯

16、设备DCEDCE）和主机（即数据终端设备）和主机（即数据终端设备DTEDTE）。因此，可以形成两）。因此，可以形成两种互连方式：种互连方式：结点级结点级（或（或DCEDCE级）互连（级）互连（DCE-DCE InterconnectionDCE-DCE Interconnection）。）。结点级（或结点级（或DCEDCE级）互连，把中继系统连接到不同的结点上，级）互连，把中继系统连接到不同的结点上，这时，网络这时，网络N1N1和和N2N2都把中继系统看作是一台主机都把中继系统看作是一台主机H H，并通过，并通过它实现相互通信。这样，网络它实现相互通信。这样，网络N1N1和网络和网络N2N2中

17、的通信子网和连中的通信子网和连接它们的中继系统便构成了一个互连的通信子网，它们在数接它们的中继系统便构成了一个互连的通信子网，它们在数据链路层或网络层实现互连。这种方式较适合于具有相同交据链路层或网络层实现互连。这种方式较适合于具有相同交换方式的网络互连。例如换方式的网络互连。例如X.25X.25公用数据交换网之间、局域网公用数据交换网之间、局域网之间均可采用结点级方式互连之间均可采用结点级方式互连。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.5 6.1.5 网络互连层次网络互连层次 3 3利用中继系统实现网络互连的形式利用中继系统实现网络互连的形式（1 1）直接利用中

18、继系统实现网络互连）直接利用中继系统实现网络互连 结点级结点级（或（或DCEDCE级）互连（级）互连（DCE-DCE InterconnectionDCE-DCE Interconnection）。）。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.5 6.1.5 网络互连层次网络互连层次 3 3利用中继系统实现网络互连的形式利用中继系统实现网络互连的形式（1 1）直接利用中继系统实现网络互连）直接利用中继系统实现网络互连 主机级（或主机级（或DTEDTE级）互连（级）互连（DTE-DTE InterconnectionDTE-DTE Interconnection）。这）

19、。这种互连是把中继系统连接到不同网络的主机上，由于互连发生种互连是把中继系统连接到不同网络的主机上，由于互连发生在主机上，因此称为主机级（或在主机上，因此称为主机级（或DTEDTE级）互连。主机级互连相级）互连。主机级互连相当于在传输层或传输层以上的层次进行互连，所以此时的中继当于在传输层或传输层以上的层次进行互连，所以此时的中继系统必须能实现传输层或传输层以上的协议转换，必须使用网系统必须能实现传输层或传输层以上的协议转换，必须使用网关。这种互连方式主要用于不同类型网络的互连。关。这种互连方式主要用于不同类型网络的互连。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.1 网络互连技术 6.1.5

20、6.1.5 网络互连层次网络互连层次 3 3利用中继系统实现网络互连的形式利用中继系统实现网络互连的形式（2 2）通过互联网进行网络互连）通过互联网进行网络互连 当通过网关将网络当通过网关将网络N1N1和网络和网络N2N2互连时，需要两个协议转换程序，互连时，需要两个协议转换程序，一个把网络一个把网络N1N1的协议转换为网络的协议转换为网络N2N2的协议；另一个则把网络的协议；另一个则把网络N2N2的协议转换为网络的协议转换为网络N1N1的协议。若互连的网络共有的协议。若互连的网络共有n n个，则这个，则这种转换程序最多可达种转换程序最多可达n n（n-1n-1）个。因此，需要设计出非常多的）

21、个。因此，需要设计出非常多的协议转换程序才能使网关胜任网络互连的任务。协议转换程序才能使网关胜任网络互连的任务。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.1 6.2.1 中继器中继器 1 1中继器中继器 中继器（中继器（RepeaterRepeater）又称转发器，是物理层的互连设备，）又称转发器，是物理层的互连设备，执行物理层协议。中继器在执行物理层协议。中继器在OSI/RMOSI/RM中的位置如图中的位置如图6-56-5（a a）所示。其功能是在物理层内实现透明的二进制比特信号的所示。其功能是在物理层内实现透明的二进制比特信号的再生，即中继器从一个网段接收比特信号

22、，然后进行整形再生，即中继器从一个网段接收比特信号，然后进行整形放大再传送到下一个网段。放大再传送到下一个网段。作为一种网络互连部件，中作为一种网络互连部件，中继器用于互连两个相同类型的网段（例如：两个以太网网继器用于互连两个相同类型的网段（例如：两个以太网网段），其主要功能是延伸网段和改变传输介质，从而实现段），其主要功能是延伸网段和改变传输介质，从而实现信息位的转发信息位的转发。【图例图例】【案例案例】【图例图例】第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.1 6.2.1 中继器中继器 2 2集线器集线器 集线器（集线器（HUBHUB）是）是10Base-T10Ba

23、se-T和和100Base-TX100Base-TX网络中常用的设备，网络中常用的设备，在本质上也是一种中继器，所以也是位于物理层的设备。在本质上也是一种中继器，所以也是位于物理层的设备。使用集线器可以将一组客户机和服务器连接在一起，在某一时使用集线器可以将一组客户机和服务器连接在一起，在某一时刻集线器以刻集线器以“共享共享”信道的方式向客户机提供全部带宽。即在信道的方式向客户机提供全部带宽。即在同一时刻，只为网络上的一个客户服务。同一时刻，只为网络上的一个客户服务。连接端口的所有计算机仍然采用连接端口的所有计算机仍然采用CSMA/CDCSMA/CD方式竞争带宽的使用。方式竞争带宽的使用。当连

24、接的计算机越来越多时，大家竞争使用带宽的情况就越来当连接的计算机越来越多时，大家竞争使用带宽的情况就越来越激烈，因此每台计算机平均能抢到的概率越来越小，而且如越激烈，因此每台计算机平均能抢到的概率越来越小，而且如果集线器发生故障，则整个网络将处于故障状态而无法运行。果集线器发生故障，则整个网络将处于故障状态而无法运行。【案例案例】第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.1 6.2.1 中继器中继器 3 3集线器的分类集线器的分类（1 1）按传输速率可分为：）按传输速率可分为：10Mbps10Mbps、100Mbps100Mbps、10/100Mbps10/100Mb

25、ps自适自适应集线器。应集线器。（2 2）按集线器的结构可分为：独立式集线器、堆叠式集线器、箱）按集线器的结构可分为：独立式集线器、堆叠式集线器、箱体式集线器。体式集线器。（3 3）按供电方式可分为：有源和无源集线器。）按供电方式可分为：有源和无源集线器。（4 4）按有无管理功能可分为：无网管功能和智能型集线器。）按有无管理功能可分为：无网管功能和智能型集线器。（5 5）按端口数量可分为：）按端口数量可分为：8 8口、口、1616口、口、2424口、口、3232口集线器。口集线器。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.1 6.2.1 中继器中继器 4 4集线器组网

26、的方式集线器组网的方式（1 1）单一集线器结构）单一集线器结构 使用单一集线器的以太网结构很简单，所有结点通过非屏蔽双使用单一集线器的以太网结构很简单，所有结点通过非屏蔽双绞线与集线器普通端口连接，构成物理上的星型拓扑。从结点绞线与集线器普通端口连接，构成物理上的星型拓扑。从结点到集线器的非屏蔽双绞线的最大长度为到集线器的非屏蔽双绞线的最大长度为100m100m。单一集线器结。单一集线器结构适用于小型工作组规模的局域网。构适用于小型工作组规模的局域网。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.1 6.2.1 中继器中继器 4 4集线器组网的方式集线器组网的方式（2 2

27、）多集线器级联结构）多集线器级联结构 联网的结点数超过单一联网的结点数超过单一集线器的端口数时，通集线器的端口数时，通常需要采用多集线器级常需要采用多集线器级联结构。普通的集线器联结构。普通的集线器一般都能提供两类端口：一般都能提供两类端口：一类是用于连接结点的一类是用于连接结点的RJ-45RJ-45端口；另一类是端口；另一类是上行端口，包括连接粗上行端口，包括连接粗缆的缆的AUIAUI端口、连接细端口、连接细缆的缆的BNCBNC端口或光纤连端口或光纤连接端口。接端口。【图例图例】第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.1 6.2.1 中继器中继器 4 4集线器组网

28、的方式集线器组网的方式（3 3）堆叠式集线器结构）堆叠式集线器结构 堆叠式集线器适用于中、堆叠式集线器适用于中、小型企业网络环境。堆叠小型企业网络环境。堆叠式集线器由一个基础集线式集线器由一个基础集线器和多个扩展集线器组成。器和多个扩展集线器组成。基础集线器是一种具有网基础集线器是一种具有网络管理功能的独立集线器。络管理功能的独立集线器。通过在基础集线器上堆叠通过在基础集线器上堆叠多个扩展集线器，一方面多个扩展集线器，一方面可以增加以太网的结点数，可以增加以太网的结点数，另一方面可以实现对网络另一方面可以实现对网络中结点的网络管理功能。中结点的网络管理功能。【图例图例】第六章第六章 网络互联技

29、术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.2 6.2.2 网桥网桥 网桥也称桥接器，是数据链路层的连接设备，准确地网桥也称桥接器，是数据链路层的连接设备，准确地说，它工作在说，它工作在MACMAC子层上，用它可以连接两个采用不子层上，用它可以连接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。网桥在两个局域网的数据链路层（网络。网桥在两个局域网的数据链路层（DDLDDL）间按）间按帧传送信息，一般情况下，被连接的网络系统都具有帧传送信息，一般情况下，被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程（相同的逻辑链路控制规程（LLCLLC）

30、，但媒体访问控制），但媒体访问控制协议（协议（MACMAC）可以不同。）可以不同。【图例图例】第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.2 6.2.2 网桥网桥 1 1网桥的工作原理网桥的工作原理 两个局域网两个局域网LAN1LAN1和和LAN2LAN2可以通过网桥连接。可以通过网桥连接。LAN1LAN1中地址中地址为为201201的结点，如果想与地址为的结点，如果想与地址为202202的同一局域网结点通的同一局域网结点通信时，网桥可以接收到发送帧，但网桥在进行地址过滤后，信时，网桥可以接收到发送帧，但网桥在进行地址过滤后，认为属于同一网络的通信，不需要进行转发，而将

31、该帧丢认为属于同一网络的通信，不需要进行转发，而将该帧丢弃，所以结点弃，所以结点201201发送的帧不会被转发到发送的帧不会被转发到LAN2LAN2。如果结点。如果结点201201要与要与LAN2LAN2中的结点中的结点104104通信，结点通信，结点201201发送的帧被网发送的帧被网桥接收到，网桥在进行地址过滤后，识别出该帧应发送到桥接收到，网桥在进行地址过滤后，识别出该帧应发送到LAN2LAN2，此时网桥将通过与，此时网桥将通过与LAN2LAN2的网络接口，向的网络接口，向LAN2LAN2转发转发该帧，处于该帧，处于LAN2LAN2内的结点内的结点104104将能接收到该帧。从用户看将能

32、接收到该帧。从用户看来，来，LAN1LAN1与与LAN2LAN2就像是一个逻辑的网络一样，用户可以就像是一个逻辑的网络一样，用户可以不知道网桥的存在，即网桥对用户来说是透明的。不知道网桥的存在，即网桥对用户来说是透明的。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.2 6.2.2 网桥网桥 1 1网桥的工作原理网桥的工作原理 网桥网桥与与中继器中继器不同，网桥处理的是一个完整的帧，具有帧过不同，网桥处理的是一个完整的帧，具有帧过滤、存储和转发的能力，并使用和计算机相同的接口设备滤、存储和转发的能力，并使用和计算机相同的接口设备。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2

33、 网络互连设备 6.2.2 6.2.2 网桥网桥 2 2网桥的功能网桥的功能在互连局域网之间存储转发帧，实现数据链路层上的协议转换：在互连局域网之间存储转发帧，实现数据链路层上的协议转换：（1 1）对收到的帧进行格式转换，以适应不同的局域网类型。）对收到的帧进行格式转换，以适应不同的局域网类型。（2 2）匹配不同的网速。）匹配不同的网速。（3 3）对帧具有检测和过滤作用。通过对帧进行检测，对错误的帧）对帧具有检测和过滤作用。通过对帧进行检测，对错误的帧予以丢弃，起到了对出错帧的过滤作用。予以丢弃，起到了对出错帧的过滤作用。（4 4）具有寻址和路由选择的功能。它能对进入网桥数据的源）具有寻址和路

34、由选择的功能。它能对进入网桥数据的源/目目的的MACMAC地址进行检测，若目的地址是同一网段的工作站，则丢地址进行检测，若目的地址是同一网段的工作站，则丢弃该数据帧，不予转发；若目的地址是不同网段的工作站，则弃该数据帧，不予转发；若目的地址是不同网段的工作站，则将该数据帧发送到目的网段的工作站。这种功能称为筛选将该数据帧发送到目的网段的工作站。这种功能称为筛选/过过滤功能，它隔离掉不需要在网间传输的信息，大大减少了网络滤功能，它隔离掉不需要在网间传输的信息，大大减少了网络负载，改善了网络性能。但网桥不能对广播信息进行识别和过负载，改善了网络性能。但网桥不能对广播信息进行识别和过滤，容易形成网络

35、广播风暴。滤，容易形成网络广播风暴。（5 5）提高网络带宽，扩大网络地址范围。）提高网络带宽，扩大网络地址范围。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.2 6.2.2 网桥网桥 3 3网桥的分类网桥的分类 网桥依据使用范围的大小，可分成本地网桥（网桥依据使用范围的大小，可分成本地网桥（Local Local BridgeBridge）和远程网桥（）和远程网桥（Remote BridgeRemote Bridge）。本地网桥又有内）。本地网桥又有内桥和外桥之分。桥和外桥之分。内桥是文件服务器的一部分，它是在文件服务器中，利用不内桥是文件服务器的一部分，它是在文件服务器

36、中，利用不同网卡把局域网连接起来。同网卡把局域网连接起来。外桥是独立于被连接的网络之外的、实现两个相似的不同网外桥是独立于被连接的网络之外的、实现两个相似的不同网络之间连接的设备。通常把连接在网络上的工作站作为外桥络之间连接的设备。通常把连接在网络上的工作站作为外桥，外桥工作站可以是专用的，也可以是非专用的。专用外桥，外桥工作站可以是专用的，也可以是非专用的。专用外桥不能作为工作站使用，它只能用来建立两个网络的连接，管不能作为工作站使用，它只能用来建立两个网络的连接，管理网络之间的通信。非专用外桥既起网桥的作用，又能作为理网络之间的通信。非专用外桥既起网桥的作用，又能作为工作站使用。工作站使用

37、。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.2 6.2.2 网桥网桥 3 3网桥的分类网桥的分类 本地网桥主要用于局域网中。而远程网桥具有连接广域网的本地网桥主要用于局域网中。而远程网桥具有连接广域网的能力，通过调制解调器，可连接分隔在两地的不同局域网。能力，通过调制解调器，可连接分隔在两地的不同局域网。根据路由选择策略的不同，网桥可分为透明网桥和源路由网根据路由选择策略的不同，网桥可分为透明网桥和源路由网桥两种。桥两种。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.2 6.2.2 网桥网桥 4 4网桥选择路径的方法网桥选择路径的方法 网桥选择路

38、径的方法，依据网络类型的不同而有所差异。例网桥选择路径的方法，依据网络类型的不同而有所差异。例如，在以太网中使用透明网桥，使用的路径选择方法是动态如，在以太网中使用透明网桥，使用的路径选择方法是动态树延伸法；在令牌环网中使用源路由网桥，使用的路径选择树延伸法；在令牌环网中使用源路由网桥，使用的路径选择方法是源路由法。方法是源路由法。（1 1）动态树延伸法）动态树延伸法 动态树延伸法包含两个程序，分别是网桥前导程序（动态树延伸法包含两个程序，分别是网桥前导程序（Bridge Bridge Forwarding ProcessForwarding Process）和网桥学习程序（）和网桥学习程序（

39、Bridge Learning Bridge Learning ProcessProcess）。）。（2 2）源路由法）源路由法 以动态方式选择源结点到目的结点的路径，可避开一些拥塞以动态方式选择源结点到目的结点的路径，可避开一些拥塞的路径。其工作方式是，先以类似广播的方式发出探测帧信的路径。其工作方式是，先以类似广播的方式发出探测帧信号，依原路径回到源结点，经由所有可能的路径后，判断出号，依原路径回到源结点，经由所有可能的路径后，判断出最短的一条路径，最后再以此路径来传送数据最短的一条路径，最后再以此路径来传送数据。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.3 6.

40、2.3 路由器路由器 路由器（路由器（RouterRouter）是在网络层上实现多个网络互连的设备，是在网络层上实现多个网络互连的设备，用来互连两个或多个独立的相同类型或不同类型的网络：局用来互连两个或多个独立的相同类型或不同类型的网络：局域网与广域网的互连，局域网与局域网的互连。域网与广域网的互连，局域网与局域网的互连。在由路由器互连的局域网中，每个局域网只要求网络层及以在由路由器互连的局域网中，每个局域网只要求网络层及以上高层协议相同，数据链路层与物理层协议可以是不同的。上高层协议相同，数据链路层与物理层协议可以是不同的。路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来，路由器可以有效

41、地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来，每一个局域网都是独立的子网。每一个局域网都是独立的子网。路由器和网桥进行比较路由器和网桥进行比较：从表面上看，两者均为网络互连，：从表面上看，两者均为网络互连，似乎是一件事情。但两者最本质的区别在于网桥的功能是发似乎是一件事情。但两者最本质的区别在于网桥的功能是发生在生在OSIOSI参考模型的第二层（数据链路层），而路由器的功参考模型的第二层（数据链路层），而路由器的功能发生在第三层（网络层）。也就是说，网桥在把数据从源能发生在第三层（网络层）。也就是说，网桥在把数据从源端向目的端转发时，仅仅依靠帧头中的端向目的端转发时，仅仅依靠帧头中的MACMAC地址

42、作为转发的地址作为转发的依据，而路由器是根据网络层中依据，而路由器是根据网络层中IPIP数据报报头中的网络地址数据报报头中的网络地址作为转发的依据，从而减少了对特定网络技术的依赖。作为转发的依据，从而减少了对特定网络技术的依赖。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.3 6.2.3 路由器路由器 1 1路由器的工作原理路由器的工作原理第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.3 6.2.3 路由器路由器 1 1路由器的工作原理路由器的工作原理第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.3 6.2.3 路由器路由器 2

43、 2路由器的功能路由器的功能（1 1）网络互连）网络互连 路由器面向网络层的数据报真正实现网络间互连，多协议路由器路由器面向网络层的数据报真正实现网络间互连，多协议路由器不仅可以实现不同类型局域网的互连，而且可以实现局域网和不仅可以实现不同类型局域网的互连，而且可以实现局域网和广域网的互连及广域网间的互连。广域网的互连及广域网间的互连。路由器在网络互连中的功能如下：路由器在网络互连中的功能如下：地址映射：即实现网络逻辑地址和子网的物理地址的映射。地址映射：即实现网络逻辑地址和子网的物理地址的映射。数据转换：由于路由器互连的不同网络的数据转换：由于路由器互连的不同网络的MTUMTU不同，因此路由

44、不同，因此路由器具有将数据报进行分段和重组的功能。器具有将数据报进行分段和重组的功能。路由选择：当收到一个数据报后，路由器会根据其目的地址，路由选择：当收到一个数据报后，路由器会根据其目的地址，从本路由器的路由表中找出一个最佳的路径对其进行转发。从本路由器的路由表中找出一个最佳的路径对其进行转发。协议转换：多协议路由器具有实现不同网络层协议转换的功能。协议转换：多协议路由器具有实现不同网络层协议转换的功能。如如IPIP协议与协议与IPXIPX之间的转换之间的转换。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.3 6.2.3 路由器路由器 （2 2）网络隔离）网络隔离 路由

45、器不仅可以根据局域网的地址和协议类型，而且可以根路由器不仅可以根据局域网的地址和协议类型，而且可以根据网络号、主机的网络地址、子网掩码、数据类型（如高层据网络号、主机的网络地址、子网掩码、数据类型（如高层协议是协议是FTPFTP、TelnetTelnet等）来监控、拦截和过滤信息，具有很等）来监控、拦截和过滤信息，具有很强的网络隔离能力。这种网络隔离功能不仅可以避免广播风强的网络隔离能力。这种网络隔离功能不仅可以避免广播风暴，提高整个网络的性能，更主要的是有利于提高网络的安暴，提高整个网络的性能，更主要的是有利于提高网络的安全性和保密性。因此，路由器可以作为网络的防火墙。全性和保密性。因此，路

46、由器可以作为网络的防火墙。（3 3）流量控制）流量控制 路由器有很强的流量控制能力，可以采用优化的路由算法来路由器有很强的流量控制能力，可以采用优化的路由算法来均衡网络负载，从而有效地控制拥塞，避免因拥塞而使网络均衡网络负载，从而有效地控制拥塞，避免因拥塞而使网络性能下降。性能下降。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.3 6.2.3 路由器路由器 3 3路由表路由表 路由表是指由路由协议建立、维护的用于容纳路由信息并存储在路由表是指由路由协议建立、维护的用于容纳路由信息并存储在路由器的中的表。路由表中一般保存着以下重要信息：路由器的中的表。路由表中一般保存着以下

47、重要信息：（1 1）协议类型：创建路由选择表条目的路由选择协议的类型。）协议类型：创建路由选择表条目的路由选择协议的类型。（2 2）可达网络的跳数：到达目的网络途所经历的路由器的个数。）可达网络的跳数：到达目的网络途所经历的路由器的个数。（3 3）路由选择度量标准：用来判别一条路由选择项目的优劣，不）路由选择度量标准：用来判别一条路由选择项目的优劣，不同的路由选择协议使用不同的路由选择度量标准。例如，路由同的路由选择协议使用不同的路由选择度量标准。例如，路由信息协议信息协议RIPRIP（Routing Information ProtocolRouting Information Protoc

48、ol）使用跳数作为自）使用跳数作为自己的度量标准。己的度量标准。InternetInternet组管理协议组管理协议IGRPIGRP（Internet Group Internet Group Management ProtocolManagement Protocol）使用带宽、负载、延迟和可靠性来创建）使用带宽、负载、延迟和可靠性来创建合成的度量标准。合成的度量标准。（4 4）出站接口：数据必须从这个接口被发送出去以到达最终目的）出站接口：数据必须从这个接口被发送出去以到达最终目的地地。第六章第六章 网络互联技术网络互联技术6.2 网络互连设备 6.2.3 6.2.3 路由器路由器 4 4

49、路由器的一般结构路由器的一般结构 （1 1）硬件结构：通常由主板、）硬件结构：通常由主板、CPUCPU（中央处理器）、随机访问存（中央处理器）、随机访问存储器（储器（RAM/DRAMRAM/DRAM）、非易失性随机存取存储器（）、非易失性随机存取存储器（NVRAMNVRAM）、）、闪速存储器（闪速存储器（FlashFlash）、只读存储器（）、只读存储器（ROMROM）、基本输入）、基本输入/输出输出系统（系统（BIOSBIOS）、物理输入）、物理输入/输出（输出（I/OI/O）端口以及电源、底板和）端口以及电源、底板和金属机壳等组成。金属机壳等组成。（2 2）软件：路由器操作系统，该软件的主

50、要作用是控制不同硬件）软件：路由器操作系统，该软件的主要作用是控制不同硬件并使它们正常工作。最典型的路由器操作系统是美国思科系统并使它们正常工作。最典型的路由器操作系统是美国思科系统公司的公司的CiscoCisco路由器的操作系统，被称为互联网络操作系统，简路由器的操作系统，被称为互联网络操作系统，简称称IOSIOS。（3 3）常用连接端口：路由器常用端口可分为三类，它们分别是：）常用连接端口：路由器常用端口可分为三类，它们分别是：局域网端口、多种广域网端口和管理端口。网络管理员通常将局域网端口、多种广域网端口和管理端口。网络管理员通常将一台一台PCPC机通过专用线缆连接到路由器的管理端口上，