项目六 网络的互连（课件）《计算机网络基础》（电子工业出版社）

1.了解网络互连的概念、功能和分类等。 2.理解中继器、网桥、路由器和网关的工作原理及特点。 3.掌握广域网的 PSTN 技术、ISDN 技术、xDSL 技术和 X.25 技术等。 项目六 网络的互连 1 任务一 了解网络互连的基础知识 2 一、网络互连的概念及功能 网络互连是将使用不同链路或 MAC 层协议的单个网络连接成一个整体,使之能够相互通信的一种技术和方法。 网络互连的最大优点是,能集合任意多个网络而成为规模更大的网络,并且能互通互连,实现资源共享。 网络互连的功能分为基本功能和扩展功能。 基本功能包括不同网络之间传输数据时的寻址与路由选择等功能。 扩展功能是指当互连的网络提供不同的服务类型时所需的功能,包括协议转换、分组长度变换、分组重新排序和差错检测等功能。 网络互连的目的是,将不同的网络或相同的网络用互连设备连接在一起以形成一个范围更大的网络;出于增加网络性能及安全和管理方面的考虑,可以将原来一个很大的网络划分为几个网段或逻辑上的子网;实现异种网络之间的服务和资源共享。 3 二、网络互连的要求和分类 (1)在网络之间至少提供一条物理上连接的线路,并具有对这条线路的控制规程。 (2)在不同网络的进程之间提供合适的路由实现数据交换。 (3)提供网络记账服务,记录网络资源使用情况,以及用户使用网络的有关状态信息。 (4)不对互连在一起的网络体系结构和协议进行修改。 (5)在提供网络互连时,应尽量避免由于互连而降低网络的通信性能。 (一)网络互连的要求 1.按同种网络和异种网络划分 (1)同种网络之间的互连。 (2)异种网络之间的互连。 (3)局域网与远程公共数据网之间的互连。 2.按连接方式划分 (二)网络互连的分类 4 三、网络互连的层次 网桥是在数据链路层上实现不同网络互连的设备。 需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议。 (一)数据链路层互连 路由器是在网络层上实现多个网络互连的设备。 需要每个局域网网络层以上高层协议相同,而数据链路层与物理层协议可以不同。 (二)网络层互连 传输层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,高层互连的网关很多是应用层网关,通常简称应用网关。 (三)高层互连 5 任务二 熟悉网络互连的设备 6 一、关于网桥 网桥是用于连接两个或两个以上具有相同通信协议、传输介质及寻址结构的局域网间的互连设备,能实现网段间或 LAN 与 LAN 之间的互连,并使其互连后成为一个逻辑网络 (一)网桥的工作原理 1.帧转发和过滤功能；2.源地址跟踪；3.管理监控功能； 4.存储转发功能；5.生成树的演绎 (二)网桥的功能 当网络中节点达到连接限制的最大值时,可对 LAN 进行扩展;将 LAN 进行分段以减少数据信息流量的瓶颈;对 LAN 进行扩展,使其超过长度限制;防止未授权的节点访问 LAN (三)网桥的主要作用 1.增加网络时延；2.广播风暴；3.帧丢失 (四)网桥带来的问题 网桥的工作过程 7 二、关于路由器 用于连接多个逻辑上分开的网络。 为了给用户提供最佳的通信路径,路由器利用路由表为数据传输选择路径 (一)路由器的工作原理 1.网络互连；2.路由选择；3.协议转换；4.数据处理； 5.网络管理与安全；6.多协议路由选择； 7.实现网络层的一些功能 (二)路由器的功能 1.边界路由器和内部路由器 2.静态路由器和动态路由器 3.单协议路由器和多协议路由器 (三)路由器的分类 优点是,能适用于大规模的网络互连,管理控制能力强,能更好地处理多媒体,安全性高,隔离不需要的通信量,节省局域网的频宽。 缺点是,不支持非路由协议,设置复杂,延迟大。 (四)路由器的优点和缺点 路由器的工作过程 8 三、关于网关 网关用于类型不同且差别较大的网络之间的互连,主要用于不同体系结构的网络或局域网与主机系统的连接 (一)网关的概念 网关通常为路由器和调制解调器的组合。 网关在网络边缘实现并管理从该网络内部或外部定向的所有数据 (二)网关的工作原理 网关的主要变换项目包括信息格式变换、地址变换和协议变换等 (三)网关的主要变换项目 网关按其功能可以分为 3 种类型:协议网关、应用网关和安全网关 (四)网关的分类 网关的工作过程 9 任务三 掌握广域网的关键技术 10 一、公用电话交换网 传统的公用电话交换网(Public Switched Telephone Network,PSTN)是以模拟技术为基础的电路交换网络,租用该网络实现数据通信较为廉价,但传输质量较差,网络资源利用率也较低 (一)公用电话交换网概述 PSTN 提供的是一个模拟的专有通道,通道之间经由若干电话交换机连接而成。 当两个主机或路由器设备需要通过 PSTN 连接时,在两端的网络接入侧(用户回路侧)必须使用Modem实现信号的模/ 数、数/ 模转换 (二)PSTN 采用的技术 1.通过普通拨号电话线入网 2.通过租用电话专线入网 3.拨号或专线方式接入公共数据交换网 (三)PSTN 的入网方式 11 二、综合业务数字网 综合业务数字网(Integrated Services Digital Network, ISDN)能使用户利用现有的电话线,实现用户端数字信号入网,是数字传输和数字交换综合而成的数字电话网,整个思想就是电话网络数字化 (一)综合业务数字网的概念 ISDN 只使用两种基本类型的信道:一是用于传输数字话音和数据业务的 64 Kb/ s 的 B 信道;二是用于传输呼叫用的数字信令或数据业务的 16 Kb / s 的 D 信道 (二)ISDN 的实现过程 1.ISDN 是一种先进的网络技术 2.ISDN 能够提供各种通信业务 3.ISDN 能够提供标准的接口 4.ISDN 能够提供很高的带宽 (三)ISDN 的特点 用户终端设备、接口和网络的连接关系 12 三、xDSL 技术 xDSL 是数字用户线路(Digital Subscriber Line,DSL)的统称,它是一种点到点的传输技术,利用现有电话网的用户环路为用户提供高速的数据传输,本地用户环路是带宽为 1MHz 或更宽的双绞线电缆 (一)xDSL 技术的概念 正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM) 、分立多音频技术(Discrete Multi Tone,DMT) 、无载波振幅调制(Carrierless Amplitude Phase Modulation,CAP)和多虚拟线路(Multiple Virtual Line,MVL)等 (二)xDSL 使用的调制技术 数字用户线路技术有多种,实际应用中主要有非对称数字用户线路(ADSL)和对称数字用户线路(SDSL),可以从信号的传输速率和传输距离进行区别 (三)xDSL 的分类 xDSL 技术连接示意图 13 四、分组交换网 分组交换网(X.25)是继电路交换网和报文交换网之后发展出的一种新型交换网络,它主要用于数据通信 (一)分组交换网的概念 中继线的电路利用率高；可实现分组交换网上的不同码型、速率和规程之间的终端互通；数据传输的误码率极低；网络管理功能强 (二)X.25 特点 分组交换机实现数据终端与交换机之间的接口协议(X.25),交换机之间的信令协议(如X.75 或内部协议),并以分组的方式进行存储转发,提供分组网服务的支持,与网络管理中心协同完成路由选择、监测、计费和控制等 分组装拆设备的主要功能是一方把普通字符终端的非分组格式转换成分组格式 网络管理中心有网络管理、用户管理、测量管理、计费管理、运行及维护管理、路由管理、搜集网络统计信息及必要的控制功能等 远程集中器的功能类似于分组交换机 (三)ISDN 的特点 分组交换网 14 五、数字数据网 (1)DDN 是纯数字线路,传输质量高,延迟小,可靠性高。 (2)传输速率根据需要可在 9.6 kb/s ~ 2.048 Mb/s 进行选择,当 DDN 专线是光纤时,接入速率可达千兆比特/ 秒。 (3)可以集电话、视频等多媒体服务于一体,向用户提供永久性连接。 (4)传输距离远,DDN 的传输距离可以实现跨地区甚至跨国传输。 (5)投资和运行费用较高。 (一)DDN 的特点 1.用户终端接入 DDN 2.局域网接入 DDN (二)DDN 用户接入方式 数字数据网(Digital Data Network,DDN)可以采用铜电缆、光纤和微波等作为传输介质,向用户提供永久性连接,它是一种使用数字信道传输数据的数字传输网络,是面向所有专线用户或专用网用户的基础电信网,DDN 专线能够为用户提供多种速率。 DDN 专线与 Internet 接入方式 15 六、帧中继 帧中继(Frame Relay,FR)是一种用于连接计算机系统的面向分组的通信方法。 (一)帧中继的概念 局域网 1 和局域网 2 代表两个要通过帧中继网络互连的局域网。 路由器 1 或 FRAD1(帧中继装拆设备)的作用是先将局域网 1 的帧封装打包成 FR 的帧,再送入 FR 网络进行传送 (二)帧中继通信过程 实现带宽的复用和动态分配；要用于传输数据业务；帧信息长度远比 X.25 分组长度要长；帧中继协议是对 X.25 协议的简化 (三)帧中继技术的特点 X.25 有自己的网络层,而帧中继只在物理层和数据链路层运行；X.25 中的每个分组都需要在第三层进行转发,而帧中继中数据帧的交换在第二层进行；X.25 强调高可靠性,而帧中继着眼于快速传输 (四)X.25 和帧中继的区别 帧中继通信过程 16 感谢您的观看指导 17 $$