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1、第4章 网络互连设备及应用技术 本章学习要点：本章学习要点：ll了解局域网互连的基本概念了解局域网互连的基本概念ll掌掌握握局局域域网网常常用用互互连连设设备备的的类类型型、层次与原理层次与原理ll掌掌握握各各层层设设备备的的作作用用、特特点点与与应应用用ll熟熟练练掌掌握握集集线线器器与与交交换换机机的的区区别别与使用与使用ll熟熟练练掌掌握握虚虚拟拟局局域域网网的的设设计计原原则则、实现条件和划分方法实现条件和划分方法ll了了解解OSIOSI模模型型与与局局域域网网互互连连设设备备之之间的关系间的关系4.1 网络互连概述4.2 物理层的互连设备4.3 数据链路层的互连设备4.4 虚拟局域网
2、4.5 网络层的互连设备4.6 高层的互连设备4.7 网络互连设备的应用场合4.1 网络互连概述 网络互连（联）就是指不同网段、网络或子网之间通过网络的连接或互连设备（中继器、网桥、路由器或网关等）实现各个网络段或子网间的互相连接，其目的在于实现各个网段或子网之间的数据传输、通信、交互与资源共享。1.什么是网络的连接或互连？（1）网络的延伸（2）网络的分段提高可靠性。分散了负荷。提高了安全性。2.2.互连网络的类型互连网络的类型（11）网络互连的应用类型网络互连的应用类型局局域域网网之之间间的的互互连连（LAN-LAN-LANLAN）局局域域网网与与广广域域网网的的互互连连（LAN-LAN-W
3、ANWAN）局局域域网网通通过过广广域域网网与与InternetInternet之之间间的的互连（互连（LAN-WAN-InternetLAN-WAN-Internet）多多个个远远程程局局域域网网之之间间互互连连为为广广域域网网（LAN-WAN-LANLAN-WAN-LAN）（22）互连局域网的类型互连局域网的类型 1）同构网（homogeneousnet）2）异构网（heterogeneousnet）所 谓“异 构 网”（heterogeneousnet）是指网络具有完全不同的传输性质和通信协议。目前，不同类型的网络之间的连接大多是异构网间的连接。1.1.互连网络必须要解决的问题互连网络必
4、须要解决的问题在在进进行行网网络络互互连连时时，人人们们必必须须面面对对如如下下一些问题：一些问题：ll如如何何在在物物理理上上把把两两种种不不同同的的网网络络连接起来。连接起来。ll如如何何实实现现一一种种网网络络与与另另一一种种网网络络的互访与通信。的互访与通信。ll如如何何解解决决两两种种不不同同网网络络之之间间在在协协议方面的差异。议方面的差异。ll如如何何处处理理两两种种网网络络之之间间在在传传输输速速率方面的差别。率方面的差别。4.1.1 网络互连的层次1.1.网间互连中的三个重要概念网间互连中的三个重要概念（11）网络的互连（网络的互连（InterconnectionInterc
5、onnection）（22）网络的互通（网络的互通（IntercommunicationIntercommunication）（33）网络的互操作（网络的互操作（InteroperabilityInteroperability）2.2.网间互连设备的层次网间互连设备的层次（11）网间互连设备网间互连设备（22）网间互连设备的层次网间互连设备的层次4.2 物理层的互连设备 4.2.1中继器 中继器（Repeater）又称转发器或收发器，是最简单的连接设备，它工作在OSI模型的第一层，即物理层。它的作用是对网络电缆上传输的数据信号经过放大和整形后再发送到其他电缆段上。因此，中继器实际上只能算是数字
6、信号的再生放大器。1.中继器的功能 第一，中继器具有接收、放大、整形和转发网络信息的作用，可以起到扩充网络规模（扩充网络连接距离或工作站数目）的作用；第二，使用带有不同接口的中继器，可以连接两个使用不同的传输介质、不同类型的以太网段。图4-2光纤收发器 图4-1用中继器再生信号2.中继器使用的规则（中继规则）使用中继器注意两点：不能形成环路；考虑到网络的传输延迟和负载情况，不能无限制的连接中继器。例如：以太网用粗同轴电缆连网，电缆段最大距离为500m，细同轴电缆最大距离为185m，采用中继器扩展网络，Ethernet最多可用四个中继器。图4-310Mb/s以太网的5-4-3规则 中继器按其接口
7、个数可分为：双口中继器和多口中继器。前者有两个接口，一个用于输入，另一个用于输出；后者接口数大于两个，又称为集线器（Hub）。按连接的传输介质可分为：电缆中继器（用于双绞线、同轴电缆）和光缆中继器（用于连接光缆）。3.中继器的应用特点（1）中继器的主要优点 中继器安装简单、可以轻易地扩展网络的长度、使用方便、价格相对低廉，它是最便宜的扩展网络距离的设备。（22）中继器的主要缺点中继器的主要缺点中中继继器器用用于于局局域域网网之之间间有有条条件件的的连连接接。一一般般情情况况下下，互互联联网网络络的的第第11层层可可以以不不同同，但但是是第第2727层层应应当当使使用用相相同同或或兼兼容容协协议
8、议。中中继继器器可可以以连连接接两两个个使使用用不不同同传传输输介介质质和和物物理理端端口，但使用相同介质访问控制方法的网络。口，但使用相同介质访问控制方法的网络。中中继继器器不不能能进进行行通通信信分分段段，多多个个网网段段使使用用中中继继器器互互联联后后，将将增增加加网网络络的的信信息息量量，易发生阻塞。易发生阻塞。中继器不能控制广播风暴。中继器不能控制广播风暴。使使用用中中继继器器扩扩展展网网段段和和网网络络距距离离时时，其数目有所限制。其数目有所限制。4.使用和选择中继器时应注意的事项网段的接口网段扩展的极限距离使用中继器互联网络时，应注意所连接的各网段的高层（27层）协议应当相兼容。4.2.2 以太网集线器 集线器（Hub）主要指共享式集线器，它工作在OSI模型的第一层，即物理层。它也被称为多端口中继器。由于集线器与中继器以相同的方式进行工作，因此具有同样的基本功能，遵循同样的规则。把它作为一个中心节点，可用它连接多条传输介质。其优点是当某条传输介质发生故障，不会影响到其他的节点。1.使用集线器网络的拓扑结构 物理拓扑为星形而逻辑拓扑为总线形 2.集线器的分类（1）独立型共享式集线器（2）堆叠式集线器（3）模块化集线器