第5章 网络互连技术

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1、第5章网络互连技术主要内容：1、局域网互连　　　　　2、网络互连原理　　　　　3、无连接网络互连、各种路由选择算法和协议　　　　　4、核心路由器体系结构体系一、局域网互连1、网络互连的目的：是将多个网络互相连接，以实现在更大范围内的信息交换资源共享和协同工作。2、局域网互连方式：从距离上分有本地局域网互连和远程局域网互连即LAN-LAN和LAN-WAN-LAN；从互连所采用的介质区分，有同轴细缆或粗缆(coaxialcable)、各类非屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedpair

2、)和屏蔽双绞线STP(shieldedTwistedpair)、单模或多模光纤等(opticalfiber)连接方式。3、局域网互连划分：物理层(中继器repeater)：使用中继器在不同电缆段之间复制位信号，工作在OSI物理层，互连同类型网段，只起到放大信号的作用，驱动长距离通信。又称集线器(hub)，可分为普通型，可叠加组合型和高档智能型。网桥(bridge)：使用网桥在局域网之间存储、转发帧，工作在OSI数据链路层，更准确地说应该位于MAC层，它互连兼容地址的局域网，利用同MAC和MAC地

3、址，以及存储、转发功能进行局域网间的信息交换。从应用上分本地网桥和远程网桥、主干网桥；从帧转发功能分配分透明网桥和源地址路径选择网桥。透明网桥TB的基本功能有学习及过滤、帧转发和分枝树算法功能。(1)网桥作信息帧转发时要利用地址转发表，按表中学习到的MAC地址和网桥对应关系，将包准确转发到该网桥。但如网桥未学习到MAC地址时，便将帧发向除接收口之外的所有接口，这在网桥刚启动工作时会造成大量的广播帧，称为广播风暴(broadcaststorm)。(2)扩展树协议是为了克服由于网桥不具网络层功能，在

4、常任冗余路径的网桥中出现信息回路造成网桥瘫痪的问题。IEE802.1定义了分枝树协议STP，将整个网络路由定义为无回路的树形结构。(3)源地址路径选择网桥SRB主要用于标记环IEEE802.5标记环局域网。互连不同型局域网时使用封装网桥(encapsulationbridging)和转换桥接方式(translationbridging)和源地址路径选择透明网桥SRT。路由器(router)：使用路由器在不同网络间存储、转发分组，工作在OSI网络层，它需要处理网络层的数据分组或网络地址，决定数据分

5、组的转发，它要决定网桥中信息通信的完整路由。网关(gateway)：使用协议转换器提供高层接口，工作在应用层。二、网络互连原理1、网络互连的要求：在网络之间提供一条链路，至少需要一条物理和链路控制的链路；在不同网络的进程间提供路径选择和传递数据；提供各用户使用网络的记录和保持状态信息；在提供上述服务时不需要修改原有各网络的网络结构。2、网络互连的功能分类：基本功能，指的是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

6、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。3、面向连接运行模式：连到同一子网上的两个DTE之间可建立一条逻辑的网络连接。4、无连接运行模式：对应于分组交换网的数据报机制，而面向连接运行对应于虚电路机制。三、无连接网络互连1、IP提供无连接或数据报服务优点：无连接互连网络设备灵活性较好，对子网要求低；无连接网络能提供强健的服务；无连接网络服务对于无连接传输层协议最为适用。2、无连接网络互连设计主要问题：路由、数据报生命周期，分段和重组，纠错和流控

7、。重组：一种重组的方法是在目的站进行重组，其缺点是分成小段的数据通过网络胆识的效率。另一种重组方法是由中间的路由器进行重组，则也会下列问题：路由器需要大容量缓冲器，还可能发生缓冲器不够用的情况；一个数据报的所有分段必须使用同一路由，限制了动态路由的使用。IP数据报报头中，包含下列内容：数据单元标识(ID)，数据长度，偏移(offset)，还有标识(moreflag)。路由器中IP分段的功能：offset=0是整个数据的开始，more-flag=0是整个数据报的结束。（1）建立两个新的数据报，它们

8、的头部就是原先数据报的头报（2）以64位为边界，把原先的数据报分成长度差不多的两部分，把它们分别放入新的数据报中。第一部分必须是64位的倍数。（3）把第一个新数据报的长度设置为所插入的数据，把more-flag设置成1，offset不变。（4）把第二个新数据报的长度设置为所插入的数据，把more-flag设置成0，offset设置成第一部分数据长度除以8。生命周期：一种是对来到的第一段设置一个生命周期，如果在生命周期内没有完成重级工作，那么就撤销已经到达的分段；第二种是利用数据报的生命周期，它包