网络互连技术第1章 网络互联基本概念
网络第6章 网络互连技术
第6章网络互连技术6.1网络互连概述在20世纪80年代，局域网技术迅猛发展，越来越多的个人计算机进入了网络环境，实现了彼此之间的信息交换和资源共享。
但是由于局域网本身的距离限制，连接的站点有限。
另外，由于不同的用户选择的局域网的类型各不相同，因此，不同的局域网之间就像一座座彼此分离的孤岛，无法相互通信。
网络互连的目的就是采用适当的技术和设备将孤立的局域网连接起来，使不同网络中的计算机能够实现相互通信和资源共享。
6.1.1网络互连的概念网络互连是将多个网络互相连接，实现在更大范围内的信息交换、资源共享和协同工作。
网络互连要实现多个网络之间的互连、互通和互操作。
1．互连（Interconnection）互连是在不同的物理网络之间建立物理连接。
它涉及计算机之间传输信息的方法，包括物理介质上信号的传递、数据打包机制和从起点到达终点之间的多个网络之间的路由。
这是网络互连的物理基础。
2．互通（Intercommunication）互通是通过适当的技术，屏蔽物理网络之间的差异，使不同子网中的任意站点之间都可以进行数据交换。
互通仅涉及相互通信的两台计算机之间的端到端的连接与数据交换，它提供了不同的计算机系统之间相互操作的手段。
3．互操作（Interoperability）通过一定的技术手段，屏蔽不同计算机系统之间的差异，让使用完全不同的计算机操作系统和语言的计算机可以相互理解数据，从而使互联网络中的任意计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力。
这是网络互连的最终目的。
6.1.2网络互连的复杂性由于不同网络在拓扑结构、网络设备、传输介质、速率/带宽、主机类型、网络操作系统等方面的不同，使不同网络具有各不相同的特性。
为了实现不同网络中的任意两台主机之间的通信，网络互连必须协调下列各方面的差异：1．提供的服务不同的网络可能提供不同类型的服务。
面向连接的服务与无连接的服务的差异，使面向连接的网络发出的报文分组跨越无连接的网络后必须重新排序。
《计算机网络技术及应用(第二版)》第1章 计算机网络概述
交换机
集线器 集线器
5.网状型拓扑
网状拓扑构型又称做无规则型。在网状拓扑构 型中，结点之间的连接是任意的，没有规律的。 网状型拓扑见图1-9。 特点：它的安装也很复杂，但系统可靠性高， 容错能力强。
1.5 几种典型的计算机网络结 构类型
依信息处理的方式不同,计算机局域网的 类型常见的主要有以下四种：集中处理 的主机-终端机结构、对等网络系统结构 和基于服务器的客户机／服务器系统结 构以及无盘工作站网络结构。
1.3.3 其它几种分类方法
1.按传输速率划分 低速网络：传输速率为几十至10Kbps。 中速网络：传输速率为几万至几十Mbps。 高速网络：传输速率为100M至几个 Gbps。 注：1K=1024 b 1M=1024 K 1G=1024 M。
2.按传输媒体划分 有线计算机网：传输介质可以是双绞线、同轴 电缆和光纤等。 无线计算机网：传输介质有无线电波、微波、 红外线、激光等。 3.按拓扑结构划分 网络的拓扑结构是指抛开网络中的具体设备， 用点和线来抽象出网络系统的逻辑结构。可分 为星型、总线型、环形、树型、网状结构。
1.1.1 面向终端的计算机网络
近程低速 远程高速 M TC
T T
计算机
M
FEP
M
T
M T
T
图1-1 远程联机系统
1.1.2 计算机—计算机网络
H H H 注： H H H 代表主机 代表 IMP H H H 图 1-2 存储转发的计算机网络
1.1.3 开放式标准化网络
第1章Internet基础
第1章Internet基础1.1Internet的基本概念组成网络的必要条件对于学习计算机网络来说，最重要的是要了解组成网络的必要条件：⑴两台或两台以上的计算机才能构成网络。
⑵必须要具备一条信息传输通道和相应的信息传输设备，即信息传输介质。
在计算机网络中常见的介质有双绞线、同轴电缆、光纤和卫星信道等。
⑶计算机之间要互相交换信息，就必须要理解对方传递过来的信息。
也就是说，两台计算机之间需要按某种约定才能互相通信，这就是协议。
Internet的定义Internet是一个全球性的计算机互联网络，中文名称为“国际互连网”、“因特网”、“网际网”或“信息高速公路”等，全称为国际计算机互联网络。
它是由成千上万个不同类型、不同规模的计算机网络通过网络设备互连在一起所组成的覆盖世界范围的、开放的全球性网络。
简言之，它是专指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的计算机网络。
Internet和internet的区别Internet，中文译名因特网，现有名和曾有名国际互联网，互联网，全球互联网，英特网、交互网，国际电脑网络，国际计算机互联网。
现专指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的计算机网络，它由美国阿帕网(ARPAnet>发展而成，主要采用TCP/IP协议。
internet，中文译名互联网，曾有名有“互联网”、“网际网”、“网间网”。
泛指由多个计算机网络相互连接而成的一个网络,它是在功能和逻辑上组成的一个大型网络。
因特网并不是全球唯一的互联网络例如在欧洲，跨国的互联网络就有“欧盟网”<Euronet）,“欧洲学术与研究网”<EARN），“欧洲信息网”<EIN），在美国还有“国际学术网”<BITNET），世界范围的还有“飞多网”<全球性的BBS系统）等。
其实世界上存在着各种不同的网络，并不仅限于我们所认识的Internet，例如各银行间有自己的财政系网络；航空业也有自己互通讯息的网络；军事单位有战管的网络；先进的欧美国家，一直都有先进的网络技术在开发，这些也都是一个一个的网络。
《_网络互连技术与实训》-第1章网络方案设计概述
1.1 1.2 1.3
網路方案設計目標 網路設計步驟
網路的設備選擇和命名
1.1 網路方案設計目標
•· •· •·
企業網路設計是網路生命週期的重要階段，要進行網路設計 時有許多因素需要考慮。 在這些因素之中，首先需要明確設計的目標。
網路設計的目標是要滿足一定的商業需求，在網路的功能、 性能、造價等方面都需要加以考慮。
•·
種。 •
構建網路的核心就是網路設備，常見的網路設備有如下幾
① 路由器：網路中最重要的設備，提供最豐富的介面連接、 軟體特性，也是構建網路的核心設備，主要用於互連本地網路或 者組建廣域網。
•
② 以太網交換機設備（L2/L3/LAN）：提供各種以太網介面類 型的線速轉發功能，是構建局域網和城域網的核心設備，主要是提 供本地網路的連接性。
•
③ 路由交換設備：提供LAN交換機的路由器，提供增強型引擎 的交換機。
•·
路由器和交換機的融合趨勢越來越明顯。
•·
在完成網路的基本互連功能外，從安全性、可靠性、可控 性等原則出發，一個現代的功能完善的網路，還需要大量其他輔 助設備。
•·
•
在網路中通常還會提供網管和業務增值功能的其他設備。
① 網管系統：網管系統的主要功能包括網路級管理和網元級 管理。
① 網路拓撲和設備。 ② 地址規劃。
• •
③ 運行的主要協）。
•
•
⑤ 現有的網管平臺系統。
⑥ 流量分析和管理。
•·
用。
除此之外，還應該包括現有的應用和將來可能會用到的應
•
① 應用的類型：如Email、基於web的服務、檔服務、視頻 會議等，不同的應用對網路的需求不同。 ② 使用該應用的用戶數量：統計使用的用戶數量和分佈情況。
第1章 计算机网络概述
信介质以及各种网络互联设备。网络软
件有网络操作系统和网络协议软件。
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第1章 计算机网络概述
网络实用技术
基本特征： • 网络建立的主要目的是实现计算机资源 的共享； • 互连的计算机是分布在不同地理位臵的 多台独立的“自治计算机系统”； • 连网计算机在通信过程中必须遵循相同 的网络协议。
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第1章 计算机网络概述
网络实用技术
计算机网络的演变过程
阶段一 阶段二 阶段三 具有统一的 网络体系结 构、遵循国 际标准化协 议的计算机 网络
以单计算机 为中心的联 机系统
以通信子网 为中心的主 机互联
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第1章 计算机网络概述
网络实用技术
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第1章 计算机网络概述
网络实用技术
互联网作为一种互动媒体、信息渠 道、生活平台，对人们行为方式的影响 尤其值得研究。 2011年7月19日 ，中国互联网络信息 中心（CNNIC）在京发布了 “第28次中国互联网络发展状况统计报 告”。 在此与大家分享一下报告的部分内容。
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第1章 计算机网络概述
网络实用技术
网络实用技术
Internet在促进人们信息获取，拓展 人们人际交往，鼓励人们参与社会，便 利人们实际生活上发挥的积极作用较为 突出，但是也容易引起人们与现实的脱 离，可能造成一定的网络沉迷和成瘾。 总体而言， Internet作为生活助手、 信息渠道和交往工具的价值是突出的。
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第1章 计算机网络概述
公共数据网
集线器 辅楼1
集线器
网络技术 网络互联基础
数据链路层 Data Link
物理层 Physical
介质访问控制，建立、维持、和释放网络实体之间的数据链路，为 网络层提供无差错的信道。
规定通信设备的物理特性，为数据通信提供传输介质及其连接。
端到端通信（Peer-to-Peer Communication）
主机A 应用层 表示层
协议数据单元 (PDU)
广域网链路选择
广域网链路
专线式
交换式
DDN
电路交换
包交换
采用PPP、HDLC封装
PSTN ISDN
X.25 FR ATM SMDS
TCP/IP协议
TCP/IP体系结构 TCP与UDP IP协议（1.2中重点讲解）
OSI为什么使用网络分层结构
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
校验和 紧急指针 CheckSum Urgent Pointer 选项（0或更多32位长的字） Option（0 or morev 32-bits words） 数据（长度可变） Data（Optional）
URG ACK PSH
紧急指针有效 确认有效号 接收端将报文交往应用层
动态路由
路由协议
管理距离 度量 平衡混合 跳数 度量值 带宽、负载
延迟、可靠性
路由选择协议是本门课的重点内容，将在以后的课程中着重讲解。
二、传输层及相关协议
2.1 相关协议TCP和UDP
传 输 层 中 提 供 了 两个 比 较 重要 的 协议： 传 输控制 协 议 （Transmission Control Protocol，TCP）和用户数据报 协议（User Datagram Protocol，UDP）。 （1）TCP是面向连接的可靠的协议。在面向连接的环境中， 信息传输开始之前，在两个终端之间建立一个连接。TCP 负责将消息分成数据报文，并在目的主机重新组装它们， 如果数据发生丢失，则重新发送没有接收到的数据报文。 TCP在终端用户程序间提供一个虚拟电路。 （2）UDP是无连接非应答协议。尽管UDP负责传输信息， 但在这层中不提供数据报文传输校验，UDP依赖上层协议 提供可靠性。
网络互联技术与实践唐灯平第2版教学大纲
《网络互联技术与实践》（第2版）课程教学大纲一、课程简介：本课程为江苏省在线开放课程2018-2019年度立项建设课程,并于2023年认定为江苏省首批一流本科课程，2023年认定为第二批国家级一流本科课程。
本课程培养学生理论和实践相结合的能力，实践验证理论，理论促进实践。
主要内部包括：作为网络互连技术基础的网络互联设备、互联介质介绍。
作为网络互连技术基础的网络设备基本配置。
通过交换机路由器技术来讲解整个网络互连过程，其中交换机技术包括交换机广播隔离技术，交换机网络健壮性增强技术等；路由器技术包括路由技术，直连路由与静态路由技术，常见的动态路由协议；另外包括三层交换以及V1AN间通信等；连接互联网技术NAT技术以及访问控制列表AC1技术。
最后通过大型校园网组网技术来整个前面学过的知识。
所有实践项目均以思科网络设备为例，并通过思科虚拟仿真软件PaCketTraCer进行。
本课程适合高等院校计算机、网络工程、物联网工程专业高年级专科生或应用型本科生学习，同时适合社会在职人员再培训学习。
本课程具有以下特点：（1）激发学生爱国热情，揭示发达国家信息领域核心技术对我国的技术封锁，努力解决卡脖子问题（2）理论和实践相结合，理论验证实践，实践促进理论（3）每个实践项目都有详细的配置过程以及具有相关命令行的解释（4）以校园网组建这一大型网络互联项目为依托，贯穿整个课程（5）课程提供一定数量的课外实践题目，采用课内外结合的方式，提高学生的工程实践能力，使得学生能够满足当前网络工程相关行业的需求。
二、教学目标与要求通过本课程的学习，使学生能够对计算机网络组网，网络互联有一个系统的、全面的了解；掌握交换机路由器的基本配置，掌握交换机特性，以及V1AN技术,不同V1AN间通信，掌握直连路由，静态路由技术，默认路由，动态路由协议RIP,OSPF,EIGRP,同时掌握访问控制列表，以及网络地址转换技术，为学习其他课程以及从事计算机网络的研究、开发、管理和使用打下坚实的基础1、掌握网络互联技术基本概念，网络设备基本特征2、掌握交换机路由器基本配置，交换机V1AN技术，STP技术，VTP技术,链路聚合技术，路由器路由协议，AC1以及NAT技术等3、具备一定的分析和解决实际问题的能力；4、提高学生的实际动手能力三、适用专业（领域）及层次：适用于物联网工程、计算机科学与技术及相关专业的本科学生学习。
网络应用技术开篇-第01章 网络技术基础概述
1.3 计算机网络的类型
对等网、C/S网络 局域网、城域网、广域网 内部网、互联网、因特网
按网络节点之间的关系划分
对等网络: 在计算机网络中，倘若每台计算机 的地位平等，都可以平等地使用其他计算机内 部的资源，这种网就称之为对等局域网（Peer to Peer LAN），简称对等网。 服务器和C/S网络: 如果网络所连接的计算机 较多，需要考虑专门设立一个计算机来存储和 管理需要共享的资源，这台计算机被称为服务 器，其他的计算机称为工作站，这种网络称为 客户机/服务器（Client/Server）网络。
网络硬件（Hardware）
端点设备（用户设备） 网络连接与互连设备 网络传输介质
网络硬件（Hardware）
数据终端设备和电路终端设备
DTE（Data Terminal Equipment）表示数据终端设备， 包括主计算机、终端、计算机外设等用户设备。 DCE（Data Circuit Terminating Equipment ）表示数 据电路终端设备，即为网络连接与互连设备，包括各 种通信设备（如集线器、调制解调器、通信控制处理 机、多路复用器等）。
网络是计算机技术和通信技术发展的产物
计算机 处理能力越来越高，处理速度越来越快； 体积越来越小，价格越来越低
摩尔定律：处理器的能力每18个月就能翻一倍 64K-2M-10M-1000M-1000M
网络技术是由现代通信技术和计算机技 术的发展、密切结合而产生和发展的。
第1章 概述
计算机网络的定义和功能 计算机网络的组成 计算机网络的类型 计算机网络的协议与体系结构
本章学习目标
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1.2网络互联设备
• 1.2.1 路由器（Router） • 最简单的网络可以想象成单线的总线，各个计算 机可以通过向总线发送分组信息以互相通信。但 随着网络中的计算机数目增长，这会产生许多问 题： • 1．带宽资源耗尽。 • 2．每台计算机都浪费许多时间处理无关的广播数 据。 • 3．网络变得无法管理，任何错误都可能导致整个 网络瘫痪。 • 4．每台计算机都可以监听到其他计算机的通信。
3．DDN专线
• DDN是“Digital Data Network”的缩写，意思是 数字数据网，即平时所说的专线上网方式。数字 数据网是一种利用光纤、数字微波或卫星等数字 传输通道和数字交叉复用设备组成的数字数据传 输网，它可以为用户提供各种速率的高质量数字 专用电路和其他新业务，以满足用户多媒体通信 和组建中高速计算机通信网的需要。主要有六个 部分组成：光纤或数字微波通信系统；智能节点 或集线器设备；网络管理系统；数据电路终端设 备；用户环路；用户端计算机或终端设备。它的 速率从64Kbit/s-2Mbit/s可选。
1.1.2 上网方式
• 目前常见的上网方式通常有以下几种： • 1．ISDN（综合业务数字网） • ISDN的英文全称是Integrated Services Digital Network，中文意思就是综合业务数字网。在国内前几年 才开始应用，而国外整整比我们早了二十多年。ISDN的 概念是在1972年首次提出的，是以电话综合数字网（IDN） 为基础发展而成的通信网，它能提供端到端的数字连接， 用来承载包括语音和非语音等多种电信业务。ISDN分为 两种：N-ISDN（窄带综合业务数字网）和B-ISDN（宽带 综合业务数字网）。由于ISDN是数字信号，所以比普通 模拟电话信号更加稳定，而上网的稳定性是速度的最根本 的保证。ISDN比模拟电路更不易塞车，并且它可以按需 拨号。
5．有线电视网
• 利用有线电视网进行通信，可以使用Cable Modem，即 电缆调制解调器，可以进行数据传输。Cable Modem主 要面向计算机用户的终端。它连接有线电视同轴电缆与用 户计算机之间的中间设备。目前的有线电视节目传输所占 用的带宽一般在50~550MHz范围内，有很多的频带资源 都没有得到有效利用。由于大多数新建的CATV网都采用 光纤同轴混合网络（HFC网，即Hybrid Fiber Coax Network），使原有的550MHzCATV网扩展为750MHz 的HFC双向CATV网，其中有200MHz的带宽用于数据传 输，接入国际互联网。这种模式的带宽上限为 860MHz~1000MHz。Cable Modem技术就是基于 750MHz HFC双向CATV网的网络接入技术的。
2.ADSL
• 2.ADSL（非对称数字用户服务线） • ADSL是Asymmetric Digital Subscriber Loop（非对称 数字用户回路）的缩写，它的特点是能在现有的铜双绞普 通电话线上提供高达8Mbit/s的高速下载速率和Mbit/s的 上行速率，而其传输距离为3km到5km。其优势在于可以 不需要重新布线，它充分利用现有的电话线网络，只需在 线路两端加装ADSL设备即可为用户提供高速高带宽的接 入服务，它的速度是普通Modem拨号速度所不能及的， 就连ISDN一线通的传输率也约只有它的百分之一。这种 上网方式不但降低了技术成本，而且大大提高了网络速度。 因而受到了许多用户的关注。器接口地址的网络之间的路 由器
ATM技术具有如下特点：
• （1）实现网络传输有连接服务，实现服务 质量保证(QoS)。 • （2）交换吞吐量大、带宽利用率高。 • （3）具有灵活的组网拓扑结构和负载平衡 能力，伸缩性、可靠性极高。 • （4）ATM是现今惟一可同时应用于局域网、 广域网两种网络应用领域的网络技术，它 将局域网与广域网技术统一。它的速率可 达千兆位（1000Mbit/s）。
第 1章
网络互联基本概念和 网络互联设备
1.1网络互联基本概念
• 网络世界发展迅猛，各种技术丰富多采。在过去 的20年中最为成功的一项技术就是网络互联 （Internetworking）技术。网络互联是指将使 用不同链路层协议的单个网络连结成一个整体， 使之能够相互通信的一种技术和方法。 • 从通信协议的角度看，网络互联分为四个层次： 物理、链路、网络、传输及以上。一般Lan-Lan 互联由于在传输层以下，大多采用中继器和桥， 有时也用路由器做信息隔离。而LAN-பைடு நூலகம்AN互联 一般采用路由器，少数用网关，并且可以利用公 共传输系统联网。中继器、桥及路由器等设备的 特点和用途将在后面章节进行介绍。
4．ATM异步传输方式
• 4．ATM异步传输方式 • ATM是目前网络发展的最新技术，它采用基于信 元的异步传输模式和虚电路结构，根本上解决了 多媒体的实时性及带宽问题。实现面向虚链路的 点到点传输，它通常提供155Mbit/s的带宽。它 既汲取了话务通讯中电路交换的“有连接”服务 和服务质量保证，又保持了以太、FDDI等传统网 络中带宽可变、适于突发性传输的灵活性，从而 成为迄今为止适用范围最广、技术最先进、传输 效果最理想的网络互联手段。ATM技术具有如下 特点：
1.1.1 网络互联的方式
• 1.1.1 网络互联的方式 • 由于互联网络的规模不一样，网络互联有以下几种形式： • 1．局域网的互联。由于局域网种类较多（如今牌环网、以太网等）， 使用的软件也较多，因此局域网的互联较为复杂。对不同标准的异种 局域网来讲，既可实现从低层到高层的互联，也可只实现低层（在数 据链路层上，例如网桥）上的互联； • 2．局域网与广域网的互联。不同地方（可能相隔很远）的局域网要 借助于广域网互联。这时每个独立工作的局域网都能相当于广域网的 互联,常用网络接入、网络服务和协议功能； • 3．广域网与广域网的互联。这种互联相对以上两种互联要容易些。 这是因为广域网的协议层次常处于OSI七层模型的低层，不涉及高层 协议。著名的X.25标准曾经是局域网连入Internet的主要方式。帧中 继与X.25网、DDN均为广域网。它们之间的互联属于广域网的互联， 目前没有公开的统一标准。下面所要说的网络互联的方式就是针对上 述的网络互联而言的 。