高等学校21世纪教材：《计算机网络》第5章 (5-2) 广域网2

网络互连 ·其目的是使得一个网络上的某一台主机能够与 另一个网络上的主机进行通信。 提供网络间的链路。至少必须提供物理和链路层的 连接 提供不同网络中的进程间的数据的路由选择和传递 提供记帐服务,跟踪各个网络和路由器的使用情况, 并记录这些状态信息。 必须能够适应网络间的许多差异,而不需要变更所 连接网络的体系结构。 网络互连可以在不同的层次上进行 前页后页退出

前页 后页 退出 网络互连 • 其目的是使得一个网络上的某一台主机能够与 另一个网络上的主机进行通信。 – 提供网络间的链路。至少必须提供物理和链路层的 连接。 – 提供不同网络中的进程间的数据的路由选择和传递。 – 提供记帐服务，跟踪各个网络和路由器的使用情况， 并记录这些状态信息。 – 必须能够适应网络间的许多差异，而不需要变更所 连接网络的体系结构。 • 网络互连可以在不同的层次上进行

网络互连设备 转发器: 物理层设备,将网段上衰减的信号,经放大、整形再转发到 其他网段上去 用来延伸电缆的长度,扩展网段的距离,但它不能提供网段 之间的隔离作用 集线器 实际上是一种多端口转发器,来自于一个端口的物理信号被 转发给所有其它端口上去 ·网桥 数据链路层设备,网桥接收一个帧,并将它向上传送到数据 链路层进行检验和的检査。然后该帧递交给物理层,转发到 另一个不同的网络。网桥在转发帧之前可能对数据链路层的 帧头作一些改变,以进行数据链路层上的协议转换 前页后页退出

前页 后页 退出 网络互连设备 • 转发器： –物理层设备，将网段上衰减的信号，经放大、整形再转发到 其他网段上去。 –用来延伸电缆的长度，扩展网段的距离，但它不能提供网段 之间的隔离作用 • 集线器 –实际上是一种多端口转发器，来自于一个端口的物理信号被 转发给所有其它端口上去。 • 网桥 –数据链路层设备，网桥接收一个帧，并将它向上传送到数据 链路层进行检验和的检查。然后该帧递交给物理层，转发到 另一个不同的网络。网桥在转发帧之前可能对数据链路层的 帧头作一些改变，以进行数据链路层上的协议转换

网络互连设备 交换Hb或者局域网交换机 实际上是属于第二层(数据链路层)的设备,也就是它是一 种多端口的网桥。 ·智能Hub 常常提供网络管理的功能,用户可以通过某种网络管理协议 比如SNMP)来对智能Hub所连接的端口、流量进行监视和 控制。 ·可堆叠Hub 各个Hub之间可以通过另外一个高速数据通道(常常是Gbps) 相连,从而使得各个堆叠起来的Hub组合起来形成一个具有更 多端口的Hub 它和通过以太网技术把多个级连起来是不同的概念,级连技 术必须遵循以太网的基本组网原则;而堆叠起来的Hub实际上 相当于一个大的Hub 前页后页退出

前页 后页 退出 网络互连设备 • 交换Hub或者局域网交换机 –实际上是属于第二层（数据链路层）的设备，也就是它是一 种多端口的网桥。 • 智能Hub –常常提供网络管理的功能，用户可以通过某种网络管理协议 （比如SNMP）来对智能Hub所连接的端口、流量进行监视和 控制。 • 可堆叠Hub –各个Hub之间可以通过另外一个高速数据通道（常常是Gbps） 相连，从而使得各个堆叠起来的Hub组合起来形成一个具有更 多端口的Hub –它和通过以太网技术把多个级连起来是不同的概念，级连技 术必须遵循以太网的基本组网原则；而堆叠起来的Hub实际上 相当于一个大的Hub

网络互连设备 ·路由器 网络层的设备,在不同的网络间存储和转发 分组,提供网络层上的协议转换 网关 指高层协议(包括运输层)进行协议转换的 网间连接器,又被称为协议转换器 运输层网关在运输层连接两个网络 应用层网关在应用层连接两部分应用程序, 比如邮件网关 前页后页退出

前页 后页 退出 网络互连设备 • 路由器 – 网络层的设备，在不同的网络间存储和转发 分组，提供网络层上的协议转换 • 网关 –指高层协议（包括运输层）进行协议转换的 网间连接器，又被称为协议转换器 –运输层网关在运输层连接两个网络 –应用层网关在应用层连接两部分应用程序， 比如邮件网关

网桥概述 ·桥提供了一种对LAN的扩展。由于网桥 实现MAC子层的连接,对于遵循IEEE 802标准的局域网是完全透明的。它不需 要对连接在这些LAN上的站点的通信软 件进行修改。 前页后页退出

前页 后页 退出 网桥概述 • 桥提供了一种对LAN的扩展。由于网桥 实现MAC子层的连接，对于遵循IEEE 802标准的局域网是完全透明的。它不需 要对连接在这些LAN上的站点的通信软 件进行修改

主机A 主机B 网络 分组 网桥 分组 LLC 分组 分组 分组 MCM分组8)分组8分组802)分组 物理802分组漫分组分组国分组 82分组 802Y ￥分组 802X局域网 802Y局域网 从IEEE802X到IEEE802Y的网桥 前页后页退出

前页 后页 退出 802.X 分组 802.X 分组 分组 分组 网络 802.X 分组 802.Y 分组 分组 分组 802.Y 分组 MAC 802.X 分组 802.Y 分组 802.X 分组 802.Y 分组 分组 802.Y 分组 LLC 物理 网桥 主机A 主机B 802.X局域网 802.Y局域网 从IEEE 802.X到IEEE 802.Y的网桥

网桥概述 ·网桥的功能 过滤和转发 当网桥收到一个MAC帧时,它检查该帧的源地 址和目的地址,如果在同一网络之上,则不对其 进行转发 否则根据它所保持的路由表选择正确的网络来进 行“转发” 网桥可能具有“学习”功能,应该能够动态 地了解别的局域网或网桥的状态,帮助其进 行自我配置工作 前页后页退出

前页 后页 退出 网桥概述 • 网桥的功能 –过滤和转发 • 当网桥收到一个MAC帧时，它检查该帧的源地 址和目的地址，如果在同一网络之上，则不对其 进行转发 • 否则根据它所保持的路由表选择正确的网络来进 行“转发” 。 –网桥可能具有“学习”功能，应该能够动态 地了解别的局域网或网桥的状态，帮助其进 行自我配置工作

网桥:协议转换 ·各种局域网都有其不同的物理特性和帧 格式 不同的帧格式 不同的数据速率 不同的超时时间 不同的最大帧长度 前页后页退出

前页 后页 退出 网桥：协议转换 • 各种局域网都有其不同的物理特性和帧 格式 –不同的帧格式 –不同的数据速率 –不同的超时时间 –不同的最大帧长度

透明网桥 ·每个网桥维护一张过滤数据库,列出了每个可能的目 的地以及哪一条输出线路(端口号) 假设一个桥在端口x上接收到一个MAC帧: 查询过滤数据库,决定该目的MAC地址是否列在除端口x外的 其它端口中。 扩散 ·如果目的MAC地址没有找到,把该帧往除了它所到来的端口外 的所有端口发送 转发: ·如果目的地址列在过滤数据库中的某个端口y中,如果端口y是非 阻塞的,把该帧通过端口y转发到它所连接的LAN 逆向学习:利用每个MAC帧中的源地址字段 超时:过滤数据库中每一项都有一个防止过时的计时器, 定时间站点没有活动将从过滤数据库中清除 前页后页退出

前页 后页 退出 透明网桥 • 每个网桥维护一张过滤数据库，列出了每个可能的目 的地以及哪一条输出线路（端口号）。 • 假设一个桥在端口x上接收到一个MAC帧： – 查询过滤数据库，决定该目的MAC地址是否列在除端口x外的 其它端口中。 – 扩散： • 如果目的MAC地址没有找到，把该帧往除了它所到来的端口外 的所有端口发送。 – 转发： • 如果目的地址列在过滤数据库中的某个端口y中，如果端口y是非 阻塞的，把该帧通过端口y转发到它所连接的LAN – 逆向学习：利用每个MAC帧中的源地址字段 –超时：过滤数据库中每一项都有一个防止过时的计时器，一 定时间站点没有活动将从过滤数据库中清除

生成树算法 桥的回路:会带来广播风暴和单播帧的 学习故障 让网桥互相通信,并用一棵到达每个 LAN的生成树覆盖实际的拓扑结构 前页后页退出

前页 后页 退出 生成树算法 • 桥的回路：会带来广播风暴和单播帧的 学习故障 • 让网桥互相通信，并用一棵到达每个 LAN的生成树覆盖实际的拓扑结构