第5章网络互连技术

网络互连技术

5、微波无线传送（略） 它是采用无线电或红外技术将一个 节点或一组节点连接到局域网主体， 它一般是有缆网络的一个扩充部分， 而非替代有线网络。无线局域网能 够有很多不同的体系结构，且很难 给它们分类。无线网有高速、长距 离特点，因此它可以布置在不适宜 同轴电缆布线或人们需要移动的地 方。例如：如果没有通过某个建筑 结构的权利，那么就无法安装电缆， 这时无线连接就可派上用场。
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3)信元交换（略） ATM采用固定长度53个字节的信元 交换.由于长度固定,因而便于用硬 件实现.ATM采用专用的非差别连接, 并行运行。ATM的带宽可以达到25M、 155M、622M甚至数GB的转送能力。
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拥塞控制实现： 向高速结点发送“假”冲突，迫使 它进入后退状态，暂停数据发送， 从而使得集线器得以腾空缓冲区。 如果端口B识别出它的缓冲区快满时， 即发送拥塞模式信号给发送结点。 发送结点则按冲突原则中断发送， 进入标准后退状态。发送结点将保 持此状态，直至端口B腾空内部缓冲 区。
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集线器的主要作用： 1、连接作用：将多个RJ45连接，同 时可以将双绞线同细缆/粗缆相连； 2、放大信号； 3、当HUB 将测到冲突信号时，产生 JAM信号，防止其他计算机不能监测 到碰撞信号； 4、自动监测故障站点，从网络上隔 离有问题的计算机。
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交换式集线器可以同时接收多个端 口信息，并可以同时将这些信息发 向多个目标地址对应的端口。 2、组成 交换式集线器由四个基本元素组成： 端口、缓冲区、信息帧的转发机构 和背板体系结构。
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冲突（共享）亦然存在

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序论： 本章主要介绍如何将计算机或 LAN、MAN、WAN连接称为更大范围的网 络。将要涉及中继器、交换机、路由 器和各种不同网连接方法来扩展网络。 本章主要涉及一般互连的方法， 有关利用帧中继、ATM、交换多兆位数 据服务等进行互联的技术，在最后一 章加以介绍。
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1、下一次课内容 讲座： 题目：“计算机网络安全和VPN技术” 北京安泰成发科技公司 李冰先生
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5．2．2网桥 网桥（Bridge）是一种在数据链路 层实现的连接LAN的存储转发设备， 它独立于高层协议。换句话说，网 桥 可 以 互 连 诸 如 DECnet 、 TCP/IP 网或XNS网等。
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FDDI(光纤分布式数据接口)技术是 由美国国际标准协会指定标准，带 宽100Mbps，它的每个电缆环长度限 制在约100公里内，节点间距可超过 2.5公里。FDDI体系结构采用一个光 缆环(主、副环)传送数据，两个环 同处于一个物理级数据拓扑结构中， 副环主要目的是在主环出现故障时 提供后备连接。
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4、卫星(略) 若想在分布很广的局域网段之间传 输数据，可以考虑卫星无线电系统。 通信卫星一般位于地球赤道上空的 同步轨道，因而其信号可覆盖很大 区域。它优于地面通信线路的是覆 盖面积广阔、易于安装、而且较稳 定。但是，有两个主要缺点，一是 传输速率低，二是卫星存在延迟效 应。
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需要注意的是：Hub和中继器工作 在物理层，不负责MAC帧的转换工 作。所以只能连接同种帧格式的网 络连接。
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（2） 网桥特点 与中继器相比，网桥具有一下特点： 1）以实现不同类型的LAN连接；
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交换式集线器中冲突依然存在，如果 两个接收端口都要向同一个输出端口 转发时，就形成了冲突。但是，这个 冲突相对于共享式集线器来说，无论 是冲突的概率，还是冲突的范围，都 要小得多。
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3、交换种类和原理 1)端口交换（略） 2)帧交换 帧交换是目前应用最广泛的局域网交 换技术,它通过对传统传输介质进行微 分段,提供并行传送的机制,以减小冲 突域,获得高的带宽. 对网络帧的处理 方式有以下两种:
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（1)网桥工作原理 网桥工作在数据链路层。 数据链路层分为两层：MAC层和LLC 子层。MAC子层是模块化的，网卡的 驱动程序工作在该子层。上层是LLC子 层。某些网桥是MAC层的网桥，只能 在同构网络中作桥接（比如IEEE802.3 和IEEE802.3网络之间）。工作在LLC 子层网桥可以桥接不同的MAC层，作 帧 的 转 换 （ 例 如 IEEE802.3 和 IEEE802.5之间）。
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使用注意事项 (1) 中继器连接的以太网不能形成环； (2) 必须遵MAC协议定时特性，不能将电 缆无限制地连接起来，需要遵守5－4－3 规则。
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2.集线器 集线器（Hub）是一种特殊的中继器， 它可以转接多个网络电缆，把多个 网络段连接起来，一般大家管原来 的共享总线或称广播式集线器叫做 HUB。大家熟悉的10BaseT标准网络 模式中核心就是集线器，它可以连 接网络的各个节点，使用集线器的 优点是：当网络上的某条线路或节 点出现故障，不会影响网络上其它 节点。
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*快速交换:提供线速处理能力,交换 机只读出网络帧的前14个字节,便将 网络帧转送到相应得端口上. *贮存转发:通过对网络帧的读取存储， 然后进行验错和控制.（CRC）
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两种方法比较： 前一种方法的交换速度非常快,但缺 乏对网络帧进行更高级的控制,缺乏 智能性和安全性,同时也无法支持具 有不同速率的端口的交换.
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集线器的特点： 1、网络结构化的重要特征： 集线器是星形结构网络的中心，用 于将多个客户机和服务器连接到一 个中央区的网络上。也就是说，集 线器可以将多个网络段连接起来。 集线器是网络的重要构件，是网络 结构化的重要特征。集线器能将一 个网络段上接收到的信号进行扩播 放大后发送到另一网络段上，即具 有中继器的功能。
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4、多路广播分组穿过不支持该功能 的网络时，该网络必须为每个目的 地重复传送相应的分组。 5、不同网络所采用的不同最大分组 尺寸会带来麻烦。怎样把8，000字 节的分组通过一个仅支持1 500字节 的网络？ 6、不同网络的错误流和拥塞控制相 差也很大。 这一系列问题需要在网络互连时加 以解决
4、交换机端口速度和类型

尽管当前FDDI和令牌环的集线器产 品已经在市场上出现，然而占优势 的仍是10BASE-T和100BASE-T端口的 交换机。另外，集线器端口也可以 是 100BASE-TX ， 100BASE-T4 或 100BASE-FX。
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5、交换机缓冲能力和拥塞控制 一般说来，大的缓冲区意味着较 好的性能，但同时价格也就高。 如何控制交换机的缓存溢出？ 1）增加缓存大小 问题 2）拥塞控制 许多交换式集线器厂商选择拥塞 控制机制来防止缓冲区溢出的情 况发生。
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下面详细介绍各种设备。 5．2．1中继器 1. 中继器的特征： （1）中继器两侧必须是同一种介质 访问方法，比如同为CSMA/CD。 （2）中继器通常在一幢楼中使用。 （3）扩展段上的节点地址不能与现 行网段上的地址相同。
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5.1网络互连概述 5.1.1网络互连分类
1、粗缆连接 若各局域网段在物理上靠得较近， 那么网桥、路由器就可以用来延伸 粗缆，并且控制局域网信息传输， 但是很多单位需要几千米以上的距 离连接局域网段，在这种情况下， 粗缆不适用了。

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（3）路由器（Router）：工作在网络 层（第三层），在不同的网络间存储 并转发分组，根据信息包的IP地址， 将信息包发送到目的地，可以进行网 络层上的协议转换。 （4）网关（协议转换器）：针对高层 协议（包括传输层及更高层次）进行 转换的网间连接器。使处于通信网上 采用不同高层协议的主机仍然可以相 互通信。换句话说，允许使用不兼容 的 协 议 ， 如 将 使 用 IPX/SPX 协 议 、 TCP/IP协议的不同系统进行网络互连。
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6、转发机构 交换式集线信息帧的转发方法可以 是存储转发式、切入式或改进的切 入式。三种转发机构分别描述如下：
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1)存储转发式（store and forword）
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