网络的互连

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第七章 网络互连要点

第七章  网络互连要点

打印机 单片机实验室
工作站 工作站
工作站 工作站 工作站 教 室
打印机
网络实验室
中继器
增加中继器以扩展网络的距离
7.2 桥
一、桥的基本功能
桥是一种存储转发设备。它应该具有足够的缓冲空间, 以满足高峰负载的要求,而且,桥还必须具有寻址和路径 选择的逻辑功能。
二、桥的工作原理
桥只有数据链路层(LLC子层和MAC子层) 和物 理层。如有两个MAC子层和物理层称为双边桥(可以 互连两个不同的LAN);如有K个MAC子层和物理层称 为K边桥(可以互连K个不同的LAN )
用交换机连接ATM交换机、局域网
文理学院 校本部 服务器 LAN1 T1通信 工作站



2.源路径选择桥
核心思想:
1)正常情况:假定帧的每个发送站都知道它所发的帧是送往本地
LAN还是送给别的LAN。则: (1)当送往本地时,桥不转发; (2)当送往别的LAN时,将目的地址的高位设置为1(即:这种桥 只对地址定位设置为1的帧感兴趣),且在帧格式的头内包含 了该帧传递的确切路径,该路径中包括有LAN编号和桥编号。
桥接以太网络
以太网 光纤主干 联大教学楼
FDDI Ring 网桥 联大实验楼
光纤主干 联大办公楼 令牌环
桥接LAN网络
文件服务器 工作站 文件服务器 以太网 网桥
文件服务器 工作站 文件服务器 以太网
工作站
工作站
工作站
工作站
桥接两个10BASE-2网络以扩展成一个网络
H1 LAN1 网桥 工作站 LAN3
分组头,用虚电路的方法实现报文分组的发送)。
X.75协议的作用:
X.25 DTE X.25 X.25 WAN2 DTE DTE

第5章 网络互连技术

第5章 网络互连技术
第5章 网络互联技术
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⑵ 网桥的功能
④网桥具有网络管理功能,对扩展网络的状态进行监督,以便 更好地调整网络拓扑逻辑结构,有些网桥还可以对转发和丢失的帧 进行统计,以便进行系统维护。
⑶ 网桥的分类
①目前的网桥标准有两个,分别由IEEE的802.1与802.5两个分 委员会制定,它们的区别在于路由选择策略不同。基于这两种标准 有两种网桥: ·透明网桥 透明网桥由各网桥自己来决定路由选择,局域网上的各节点 不负责路由选择。 ·源路由选择网桥 源路选网桥由发送帧的源节点负责路由选择。网桥假定每个 节点在发送帧时,都已经 清楚地知道发往各个目的节点的路由, 源节点在发送帧时需要将详细的路由信息放在帧的首部。
第5章
网络互联技术
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4、路由器
⑶路由器的分类
②按照性能和价格高低,路由器可分为: 高端路由器:通常,背板交换能力大于20Gbps,包交换能力大于20 Gbps的路 由器称为高端路由器。 中端路由器:介于高、低端之间的路由器称为中端路由器。 低端路由器:包交换能力小于1 Gbps的路由器称为低端路由器。 高端路由器是线速路由器,能以媒体速率转发数据报,中低端路由器是非线 速路由器。 ③从网络的位置划分,路由器可分为: 核心路由器:核心路由器位于网络中心,通常使用高端路由器,要求快速的包 交换能力与高速的网络接口。 接入路由器:接入路由器位于网络的边缘,通常使用中低端路由器,要求相对 低速的端口和较强的接入控制能力。
第5章 网络互联技术
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6、 交换机
⑸ 交换机的分类
⑴按适应的网络,交换机可分为以太网交换机、令牌环交换机、FDDI交 换机、ATM交换机、快速以太网交换机等。 ⑵根据交换所完成的功能在OSI参考模型中的层次,可分为第二层交换 机、第三层交换机和第四层交换机。 ⑶按照网络构成方式来分,可将交换机分为核心层交换机、会聚层交 换机和接入层交换机。

系统结构 第六章 互联网络

系统结构  第六章 互联网络

法使直径减小的改进网络。只是,加弦的规律
是:从任一结点出发与距该结点距离为2的整数 幂结点相连 15 0 1
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2
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3
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4
11 10 9
5
6 7 8
网络直径为2
6.2 静态互连网络
树形与胖树形
二叉树结构网络
二叉胖树结构网络
6.2 静态互连网络
网格形和环形网格
( a ) 网格形
( b ) Illiac网
在符号框内,上一个元素与下一个元素分别对应 输入与输出的连接关系。
6.1 互连网络的基本概念
3)图形表示法
图形表示法是直接用连线将输入与输
出的关系连接在一起,非常直观。其 缺点是不容易从中看出规律性的东西, 即函数关系不能一目了然。
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第六章 互连网络
6.1 互连网络的基本概念 6.2 静态互连网络 6.3 动态互连网络
6.1 互连网络的基本概念
一. 互连网络的功能
1.什么是互连网络?
从广义上讲,凡是用以实现部件、设备或系统 之间连接用的部件都可以称为互连网络。
狭义上讲,互连网络是一种由开关元件按一定 的拓扑结构和控制方式构成的网络,用来实现 计算机系统内部多处理机或多功能部件之间的 相互连接。
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6.1 互连网络的基本概念

net8

net8

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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。
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外桥可用一台单独的计算机来担任,即在计算机上插
入两块网卡并运行相应的网桥软件而构成的网桥。
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2、网桥的工作原理
网桥的操作在数据链路层。当一个信息包通过网桥时
,网桥检查它的源地址和目的地址。如果这两个地址分 别属于不同的网络,则网桥把该信息包转发到另一个网 络上,反之则不转发,所以网桥具有过滤(确保本地通 信在本地进行)和转发功能,因此能起到网络的隔离作 用,这样提高了网络的整体效率。 网桥对高层协议也是透明的。网桥还有一个重要特点 ;它能连接各种不同传输介质的网络。
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透明网桥:由各网桥自己来决定路由选择,局域网上
的各结点不负责路由选择;
它对传输的用户完全透明。当它接收到与之连接的 LAN的某一帧时,网桥必须决定将其丢弃还是转发。如 里转发,则必须决定发往哪个LAN。 优点:易于安装 缺点:没有最佳利用带宽。
将两个分布在不同地理位置的LAN通过WAN实现互连,

《计算机网络实用技术》-第5章 网络的扩展与互连技术

《计算机网络实用技术》-第5章 网络的扩展与互连技术





(1) 中继器——常用于局域网的扩展,在物理
层实现互连。

(3) 网桥——主要用于局域网与局域网之间的 互连,是一种在数据链路层实现互连的存储转发设 备。 (4) 以太网交换机——工作在OSI模型的数据链 路层,过滤、转发和涌出基于每帧目的端地址的帧 的网络设备。


(5) 路由器——是用来连接多个不同的网络或 网段,它工作在OSI模型的第三层,即网络层,它决 定网络通信能够通过的最佳路径。 (6) 网关——是用来连接两个协议差别很大的 计算机网络,又称为网络协议转换器,它工作在OSI 模型


接收通过RS-232接口从计算机或终端送来的数据。 这些数据被调制为具有音频频段的模拟信号送入电 话线。接收端的调制解调器解调信号,生成数字信 号送入计算机或终端。
图5-7 RS-232和调制解调器

1.内置调制解调器 调制解调器有内置式和外置式,内置式和普通 的计算机插卡一样,都称为传真卡,外置式的却只 能叫做调制解调器或Modem了。如图5-8所示。

且也是集线器的理想替代物。 与网桥和集线器相比,交换机从下面几方面改进 了性能: (1)通过支持并行通信,提高了交换机的信息吞 吐量。 (2)将传统的一个大局域网上的用户分成若干工 作组,每个端口连接一台设备 或连接一个工作组, 有效地解决拥挤现象。这种方法人们称之为网络微 分段(Micro一segmentation)技术。 (3)虚拟网(VirtuaI LAN)技术的出现,给交 换机的使用和管理带来了更大的灵活性。 (4)端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络 系统都是有一个或几个服务器,而绝大部分都是普 通的客户机。

5.2.1中继器(REPEATER)

网络互连

网络互连

局域网与局域网互连-中继器特性1 局域网与局域网互连-中继器特性1 中继器只能连接完全相同的局域网 协议和速率) (协议和速率) 中继器连接的局域网在物理上是一 个网络
局域网与局域网互连-中继器特性2 局域网与局域网互连-中继器特性2
中继器可以连接相同/不同传输介质同类局域网 中继器可以连接相同 不同传输介质同类局域网
交换技术的前景
近几年,由于交换技术 的迅速发展,交换机的 应用越来越普遍。 交换机相当于多个网桥
交换机
交换机(Switch)可以在其多个端口之间建立多个并发连接。 可以在其多个端口之间建立多个并发连接。 交换机 可以在其多个端口之间建立多个并发连接 交换机工作在OSI模型第二层(数据链路层)。 模型第二层( 交换机工作在 模型第二层 数据链路层)。
常用网络互连设备
互连层越高,互连设备越复杂,参加互连的网 络之间差异就越大。 中继器是最简单的互连设备,网关则是最复杂 的互连设备。
局域网-局域网互连
将局域网互连起来,以实现更大范 围的计算机联网 局域网互连的主要设备为 中继器(同种局域网互连) 网桥(同种/异型局域网互连)
中继器(重发器) 中继器(重发器)
中继器
通过中继器连接起来的各种网络仍属于 一个物理网络系统。 一般不认为这是网络互连,而只是将一 个网络的作用范围扩大而已。
中继器
延长是有限的,中继器只能在规定的信 号延迟范围内进行有效的工作。 如:在10Base-5粗线以太网的组网规则 中规定,每个电缆段最大长度为500米, 最多可用4个中继器连接5个电缆段,延 长后的最大网络长度为2500米。
网络互连概述
由于目前存在着局域网和广域网两种类型的网络, 由于目前存在着局域网和广域网两种类型的网络,因而可 对应有以下三种网络互连: 对应有以下三种网络互连: 局域网-局域网互连; 同种/异型局域网) 局域网-局域网互连;(同种/异型局域网) 局域网-广域网互连; 局域网-广域网互连; 局域网-广域网-局域网互连; 局域网-广域网-局域网互连; 广域网与广域网互连。 广域网与广域网互连。

计算机网络课件-第三章网络互连

计算机网络课件-第三章网络互连

图3-4 网关连接
思考:请对几种互连方式从互连设备、互
连层次、应用场合、功能、优点、缺点进
行对比。
互连。
(3)网络层互连:用于局域网域局域网的互连、 局域网与广域网、广域网与广域网的互连,互连 设备是路由器(Router),实现网络层及网络层 以下各层的协议转换。 (4)网络层以上的互连:互连设备是网关 (Gateway),负责网络层以上各层的协议转换。
3、网络互连设备
1.中继器 2.网桥 3.路由器 4.协议转换器(网关)
3.1.2 网络互连的种类和方式
1、网络互连的种类:
局域网和局域网的互连
局域网和广域网的互连
局域网—广域网—局域网的互连 广域网和广域网的互连
2、网络互连的方式
根据网络进行网络互连所在的层次,常用的互连设备有
以下几类:
(1)物理层互连:可以连接两个同质的网络,如两个以 太网,物理层互连设备为中继器(Repeater),中继 器可把两个数据链路层以及以上各层完全相同的网络 连接起来。实际上是把多个网段连接在一起,形成一 个范围延伸了的局域网。 (2)数据链路层互连:用于两个局域网的互连,当两个 局域网的MAC层不同时,可以使用网桥(Bridge)实现
图3-3 用路由器连接网络
路由器的数据交换
A
数据包 传送到:目的主机(网络地址) Router 1(物理地址) 数据包 Router 1 传送到:目的主机(网络地址) Router 2(物理地址)
Router 2
Router 3
传送到:目的主机(网络地址) Router 3(物理地址)
第3章 主要内容
• 3.1 网络互连 的概念 • 3.2 互连设备
本章学习目标

网络互连技术

网络互连技术

用集线器实现主机互联:
5.2.2 数据链路层网络互联设备 (网桥与二层交换机) 网桥是在数据链路层上实现网络互连 的设备,二层交换机是一种多端口的 网桥,主要用于交换式网络中。
网桥的功能:
(1)网桥能够互连两个采用不同数据 链路层协议、不同传输介质、不同传输 速率的网络。 (2)网桥通过存储转发和地址过滤方 式实现互连网络之间的通信。 (3)用网桥互连的网络在数据链路层 以上采用相同的协议。
路由器到最后一比特从路由器输出的时间 间隔。 ●VPN支持能力:通常路由器都能支持 VPN。 ●大家在选择路由器的时候可以从上述几 个方面入手,选择合适的产品。
3、 路由表
路由器的主要工作就是通过路由表为 经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传 输路径,并将该数据有效地传送到目的站 点。 路由表根据其的生成方式,可以分为 静态路由表和动态路由表两种:
Console AUX
路由器的硬件连接
路由器与局域网接入设备之间的连接
AUI接口的连接方法
路由器的硬件连接
路由器与广域网接入设备之间的连接
Байду номын сангаас
异步串口和路由器连接
路由器的硬件连接
路由器与广域网接入设备之间的连接
同步串口 和路由器连接
路由器的硬件连接
路由器与广域网接入设备之间的连接
ISDN BRI接口连接
路由器物理结构
处理器
路由器存储器
只读内存(ROM) 闪存(FLASH) 随机存取内存(RAM) 非易失性RAM(NVRAM)
路由器接口及连接线缆
●局域网接口:
AUI接口 RJ-45接口
SC接口
路由器接口及连接线缆
●广域网接口:
高速同步串口
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互连的主要设备是网桥。
网桥在网络互连中起到数据接收、地址过滤与 数据转发的作用,它用来实现多个网络系统之 间的数据交换。
用网桥实现数据链路层互连时,允许互连网络 的数据链路层与物理层协议是相同的,也可以 是不同的。
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数据链路层互连
计算机A
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
选择问题。 如果网络层协议不同,则需使用多协议路由器。 用路由器实现网络层互连时,允许互连网络的网络 层及以下各层协议是相同的,也可以是不同的。
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路由器
路由器
计算机A
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
路由器 路由器
计算机B
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
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网络互连的类型
网络互连的类型分以下几种: 局域网—局域网互连 同构网互连:具有相同协议的局域网互连; 异构网互连:不同协议的局域网互连; 局域网—广域网互连; 广域网—广域网互连;
网络互连需解决的问题 处理互连网络的帧、分组、报文和协议的差异 问题;
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① A要给B发送数据,A将 数据帧发送到信道上
A
网桥
B
② 网桥识别出A与B在同一
个网段,不转发数据帧
③ A要给C发送数据,A将
C
数据帧发送到信道上
A
网桥
B
④网桥识别出A与C在不同的
网段上,则转发该数据帧
C
不同MAC子层的局域网的连接
C
D
802.3 网桥1
802.3
E
F
网桥2
802.5
网桥3
I 802.4
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路由器的特点
特点
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网络一
网络二
计算机A
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网关 网关
计算机B
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
传输介质
传输介质
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网络互连设备——网桥
应用场合
在一个单位内各个部门之间的局域网互连; 在一个企业或校园,有上千台计算机需要连网; 连网计算机之间的距离超过了单个局域网的最大覆盖
远程网桥 用来连接两个远距离的网络,通常可以利用公用网连接分 布在不同地理位置的网桥,以形成单个大型的网络(远程 网桥也可通过路由器来实现)。
网桥
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A.本地网桥的应用
网桥
公用网
网桥
B.本地网桥的应用
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网桥的分类三
级联和多端口网桥
LAN1
网桥A
LAN2
网桥B
A.网桥级联
LAN3
LAN1 网桥 LAN3
网桥 网桥
计算机B
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
传输介质
传输介质
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网络层互连
网络层互连要解决的问题是在不同的网络之间存储 转发分组。
互连的主要设备是路由器。 网络层互连包括路由选择、拥塞控制、差错处理与
分段技术等。 如果网络层协议相同,则互连主要是解决路由
范围;
网桥工作在数据链路层,可以实现局域网互联, 并在两个局域网网段之间对数据链路层帧进行接 收、存储与转发,把两个物理网络连接成一个逻 辑网络;
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网桥的特点
特点:
使用网桥互连两个网络时,必须要求每个网络在数据链路层以上 采用相同或兼容的协议。
网桥互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传 输速率的网络。
网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现两个互连网络之 间的通信,并实现大范围局域网的互连。
网桥可以分隔两个网络之间的通信量,有利于改善互连网络的性 能。
缺点:
由于网桥处理其接收到的数据,增加了时延,降低了网络性能; 网桥传递所有的广播; 网桥的成本比转发器高;
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网桥分隔两个网络的通信量
A
B
G
H
J
K
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网桥转发所有广播数据
LAN1 LAN2
网桥
网桥
网桥 LAN3
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网桥的分类一
根据介质访问控制协议的不同,网桥可分四种: 透明网桥 源路由网桥 转换式网桥 源路由透明网桥
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网桥的分类二
本地网桥 用于直接连接两个相距很近的LAN,通过网桥划分网段以 提高网络性能。
第8章 网络的互连
本章主要内容
互连网络的基本概念; 网络互连的类型和层次; 网络互连的基本设备; 广域网的一些技术,涉及到PSTN、X.25、DDN、
ISDN、FR等。
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互连网络的基本概念
互连网络是指将分布在不同地理位置的网络、 设备连接起来,以构成更大规模的网络,最大 程度地实现网络资源的共享。 网络连接 网络互连 网络互通
网络互连的类型
网络互连从通信协议的角度来看可以分成四个层次:
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网关
路由器 网桥 中继器
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
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物理层的互连
在不同的电缆段之间复制位信号是物理层互连的 基本要求。
物理层的连接设备主要是中继器。中继器是最低 层的物理设备,用于在局域网中连接几个网段, 只起简单的信号放大作用,用于延伸局域网的长 度。
传输介质
传输介质
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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。
实现高层互连的设备是网关。 高层互连使用的网关很多是应用层网关,
通常简称为应用网关。如果使用应用网关 来实现两个网络高层互连,那么允许两个 网络的应用层及以下各层网络协议是不同 的。
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严格地说,中继器是网段连接设备而不是网络互 连设备。
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物理层的互连
计算机A
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
中继器 中继器
计算机B
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
传输介质
传输介质
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数据链路层互连
数据链路层互连要解决的问题是在网络之间存储 转发数据帧。
LAN2
B.多端口网桥
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路由器(Router)
路由器的工作原理
A
网络一
路由器R3
路由器R1
网络四
网络二
路由器R2 网络三
路由器R4
节点A与节点C通信时,可能的路径有: 网络一—R3—网络四—R4—网络三 网络一—R1—网络二—R2—网络三
C
应该选择哪一条路径,由路由器决定
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