网络的互连课程学习.pptx

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1、网络网络(wnglu)的互连的互连第一页，共46页。二月二月 23 232 2本章主要(zhyo)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(shbi)；广域网的一些技术，涉及到PSTN、X.25、DDN、ISDN、FR等。第1页/共46页第二页，共46页。二月二月 23 233 3互连网络(wnglu)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(guchng)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第2页/共46页第三页，共46页。二月二月 23 234 4网络(wnglu)互连的类型网络互连的类型分以下几种

2、：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(chl)互连网络的帧、分组、报文和协议的差异问题；第3页/共46页第四页，共46页。二月二月 23 235 5网络(wnglu)互连的类型网络互连从通信协议的角度来看可以分成网络互连从通信协议的角度来看可以分成(fn chn)(fn chn)四个四个层次：层次：第4页/共46页第五页，共46页。二月二月 23 236 6物理层的互连 在不同的电缆段之间复制位信号(xnho)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

3、理设备，用于在局域网中连接几个网段，只起简单的信号(xnho)放大作用，用于延伸局域网的长度。严格地说，中继器是网段连接设备而不是网络互连设备。第5页/共46页第六页，共46页。二月二月 23 237 7物理层的互连物理层的互连 第6页/共46页第七页，共46页。二月二月 23 238 8数据(shj)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。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(du)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。第7页/共46页

4、第八页，共46页。二月二月 23 239 9数据数据(shj)链路层互连链路层互连 第8页/共46页第九页，共46页。二月二月 23 231010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。分组。互连的主要设备是路由器。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。技术等。如果网络层协议如果网络层协议(xiy)(xiy)相同，则互连主要是解决路由选相同，则互连主要是解决路由选择问题。择问题。如果网络层协议如果网络层协议(xiy)(xiy)不同，

5、则需使用多协议不同，则需使用多协议(xiy)(xiy)路由器。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以下各层协议(xiy)(xiy)是相同的，也可以是不同的。是相同的，也可以是不同的。第9页/共46页第十页，共46页。二月二月 23 231111第10页/共46页第十一页，共46页。二月二月 23 231212高层(o cn)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(jinchng)为应用网关。如果使用应用网关来实现两个网络高层

6、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。第11页/共46页第十二页，共46页。二月二月 23 231313第12页/共46页第十三页，共46页。二月二月 23 231414网络(wnglu)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(zhun f)，把两个物理网络连接成一个逻辑网络；第13页/共46页第十四页，共46页。二月二月 23 231515网桥的特点(tdin)特

7、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。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网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现(shxin)(shxin)两个互连网络之间的通信，两个互连网络之间的通信，并实现并实现(shxin)(shxin)大范围局域网的互连。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

8、性能。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：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；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；网桥传递所有的广播；网桥的成本比转发器高；网桥的成本比转发器高；第14页/共46页第十五页，共46页。网桥分隔(fng)两个网络的通信量第15页/共46页第十六页，共46页。二月二月 23 231717不同(b tn)MAC子层的局域网的连接A AF FE E网桥网桥网桥网桥1 1D DC CB BHHGGKKI IJ J网桥网桥网桥网桥3 3网桥网桥网桥网桥2 2802.3802.38

9、02.3802.3802.5802.5802.4802.4第16页/共46页第十七页，共46页。二月二月 23 231818网桥转发所有(suyu)广播数据 第17页/共46页第十八页，共46页。二月二月 23 231919网桥的分类(fn li)一 根据介质访问控制协议的不同，网桥可分四种(s zhn)：透明网桥源路由网桥转换式网桥源路由透明网桥第18页/共46页第十九页，共46页。二月二月 23 232020网桥的分类(fn li)二本地网桥本地网桥用于直接连接两个相距很近的用于直接连接两个相距很近的LANLAN，通过网桥划分网段以提，通过网桥划分网段以提高网络性能高网络性能(xngnng

10、)(xngnng)。远程网桥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）。也可通过路由器来实现）。第19页/共46页第二十页，共46页。二月二月 23 232121网桥的分类(fn li)三级联和多端口网桥级联和多端口网桥 第20页/共46页第二十一页，共46页。二月二月 23 232222路由器（Router）路由器的工作路由器的工作(gngzu)(gngzu)原理原理第21页/共46页第二十二页，共

11、46页。二月二月 23 232323路由器的特点(tdin)特点路由器是在网络层上实现多个网络之间互连的设备；路由器为两个或三个以上网络之间的数据传输解决最佳路径选择；路由器与网桥的区别：网桥独立于高层协议，它把几个物理(wl)子网连接起来，向用户提供一个大的逻辑网络。路由器则是从路径选择角度为逻辑子网的节点之间的数据传输提供最佳的路线；路由器要求节点在网络层以上的各层使用相同或兼容的协议。第22页/共46页第二十三页，共46页。二月二月 23 232424路由器的基本功能连接功能网络地址判断最佳(zu ji)路由选择数据处理功能第23页/共46页第二十四页，共46页。二月二月 23 2325

12、25路由器的相关(xinggun)概念 静态路由动态路由路由表路由协议路由信息(xnx)协议RIP开放最短路径优先OSPF第24页/共46页第二十五页，共46页。二月二月 23 232626路由器的分类(fn li)单协议单协议(xiy)(xiy)和多协议和多协议(xiy)(xiy)路由器路由器 第25页/共46页第二十六页，共46页。二月二月 23 232727路由器的分类(fn li)桥路由器（桥路由器（BroutersBrouters）第26页/共46页第二十七页，共46页。二月二月 23 232828路由器的分类(fn li)本地本地(bnd)(bnd)和远程路由器和远程路由器 第27

13、页/共46页第二十八页，共46页。二月二月 23 232929网关（Gateway）网间协议变换器实现不同协议的网络之间的互连，包括不同网络操作系统的网络之间互连，实现局域网与远程网之间的互连。网关一般用于不同类型、差别较大的网络系统之间的互连。又可用于同一个物理(wl)网而在逻辑上不同的网络之间互连，还可用于不同大型主机之间和不同数据库之间的互连。第28页/共46页第二十九页，共46页。二月二月 23 233030广域网的相关(xinggun)技术 公用(gngyng)电话交换网络（PSTN）；综合业务数字网（ISDN）；公用(gngyng)分组交换网络（X.25）；数字数据网络（DDN）；

14、帧中继（FR）；xDSL技术；异步转移模式（ATM）。第29页/共46页第三十页，共46页。二月二月 23 233131公用电话网PSTN PSTNPSTN采用的技术采用的技术(jsh)(jsh)PSTNPSTN提供的是一个模拟的专有通道，通道之间经由若干个电话提供的是一个模拟的专有通道，通道之间经由若干个电话交换机连接而成。交换机连接而成。从从OSIOSI七层模型的角度来看，七层模型的角度来看，PSTNPSTN可以看成是物理层的一个简可以看成是物理层的一个简单的延伸，没有向用户提供流量控制、差错控制等服务。单的延伸，没有向用户提供流量控制、差错控制等服务。由于由于PSTNPSTN是一种电路交

15、换的方式，所以一条通路自建立直至释是一种电路交换的方式，所以一条通路自建立直至释放，其全部带宽仅能被通路两端的设备使用，即使它们之间并放，其全部带宽仅能被通路两端的设备使用，即使它们之间并没有任何数据需要传送。因此，这种电路交换的方式不能实现没有任何数据需要传送。因此，这种电路交换的方式不能实现对网络带宽的充分利用。对网络带宽的充分利用。通过公用电话交换网，可以实现下面的功能：通过公用电话交换网，可以实现下面的功能：拨号接入拨号接入Internet/Intranet/LANInternet/Intranet/LAN；实现两个或多个实现两个或多个LANLAN之间的互连；之间的互连；和其它广域网的

16、互连。和其它广域网的互连。第30页/共46页第三十一页，共46页。二月二月 23 233232通过(tnggu)PSTN实现网络互连 通过普通拨号电话通过普通拨号电话(dinhu)(dinhu)线；线；通过租用电话通过租用电话(dinhu)(dinhu)专线。专线。第31页/共46页第三十二页，共46页。二月二月 23 233333综合(zngh)业务数字网ISDN ISDNISDN将多种业务集成在一个网内，为用户提供经济将多种业务集成在一个网内，为用户提供经济(jngj)(jngj)有效的数字化综合有效的数字化综合服务，包括电话、传真、可视图文及数据通信等。服务，包括电话、传真、可视图文及数

17、据通信等。ISDNISDN使用单一入网接口，使用单一入网接口，利用此接口可实现多个终端（利用此接口可实现多个终端（ISDNISDN电话、终端等）同时进行数字通信连接。电话、终端等）同时进行数字通信连接。ISDNISDN的组成部件的组成部件用户终端（用户终端（TE1TE1和和TE2 TE2）、终端适配器、网络终端；）、终端适配器、网络终端；第32页/共46页第三十三页，共46页。二月二月 23 233434ISDN的传输速率ISDNISDN基本基本(jbn)(jbn)速率接口速率接口BRIBRI两个两个B B通道（通道（64Kbps64Kbps）和一个）和一个D D通道（通道（16Kbps16K

18、bps），即），即2B2BD D。B B通道用于传输用户数据。通道用于传输用户数据。D D通道用于传输控制和信令信息。通道用于传输控制和信令信息。BRIBRI的传输速率通常为的传输速率通常为128Kbps128Kbps，当，当D D通道也用于传输数据时，通道也用于传输数据时，BRIBRI的传输速率可的传输速率可达达144Kbps144Kbps。ISDNISDN基群速率接口基群速率接口PRIPRI在北美洲和日本，在北美洲和日本，PRIPRI提供提供23B+D23B+D，总传输速率为，总传输速率为1.544Mbps1.544Mbps。在欧洲、澳大利亚、中国和其它国家，在欧洲、澳大利亚、中国和其它国

19、家，PRIPRI提供提供30B+D30B+D，总传输速率为，总传输速率为2.048Mbps2.048Mbps。ISDNISDN的的PRIPRI提供了更高速率的数据传输，因此，可实现可视电话、视频会议或提供了更高速率的数据传输，因此，可实现可视电话、视频会议或LANLAN间的高速网络互连。间的高速网络互连。第33页/共46页第三十四页，共46页。二月二月 23 233535ISDN的应用(yngyng)第34页/共46页第三十五页，共46页。二月二月 23 233636公共(gnggng)分组交换数据网X.25 公共分组交换数据网是一个以数据通信为目标公共分组交换数据网是一个以数据通信为目标(m

20、bio)(mbio)的公共数据网的公共数据网PDNPDN（Public Data NetworkPublic Data Network）。在）。在PDNPDN内各节点是由交换机（内各节点是由交换机（PSEPSE）组）组成的。成的。交换机间交换的数据单元是分组（数据包），交换机具有存储转发分组交换机间交换的数据单元是分组（数据包），交换机具有存储转发分组的能力。的能力。为了使用户设备经为了使用户设备经PDNPDN的连接实现标准化，的连接实现标准化，ITU-TITU-T于于19761976年推出了年推出了X.25X.25建议书。建议书。X.25X.25建议书使建议书使PDNPDN向用户提供了统一的

21、接口规格标准，所以习向用户提供了统一的接口规格标准，所以习惯上称惯上称PDNPDN为为X.25X.25网或网或X.25 PDNX.25 PDN。第35页/共46页第三十六页，共46页。二月二月 23 233737X.25网的特点(tdin)统一的用户设备接口统一的用户设备接口X.25X.25网内各节点是具有运算、存储转发等功能的专用计算机，向用户设备提供了网内各节点是具有运算、存储转发等功能的专用计算机，向用户设备提供了统一的接口，从而能够统一的接口，从而能够(nnggu)(nnggu)实现不同速率、码型和传输控制规程的用户设备实现不同速率、码型和传输控制规程的用户设备接入接入X.25X.25

22、网进行相互通信。网进行相互通信。高可靠性高可靠性为保证数据的可靠传输，采用大量的差错控制协议；为保证数据的可靠传输，采用大量的差错控制协议；第三层协议提供了可靠的面向连接的虚电路服务；第三层协议提供了可靠的面向连接的虚电路服务；每个交换机至少与另两个交换机相连接来增加网络的抗毁性和可靠性。每个交换机至少与另两个交换机相连接来增加网络的抗毁性和可靠性。多路复用技术多路复用技术在单一的物理链路上可同时复用多条逻辑信道（虚电路），使一个用户设备能同在单一的物理链路上可同时复用多条逻辑信道（虚电路），使一个用户设备能同时与多个用户设备进行通信；时与多个用户设备进行通信；第36页/共46页第三十七页，共

23、46页。二月二月 23 233838l流量控制与管理流量控制与管理lX.25网内通过流量控制协议来实现对流量的控制，并网内通过流量控制协议来实现对流量的控制，并且具有拥塞控制机制来防止拥塞现象的产生。且具有拥塞控制机制来防止拥塞现象的产生。l点对点协议点对点协议lX.25是一个是一个(y)点对点协议，不支持广播，可以点对点协议，不支持广播，可以采用每个节点两两相连的全网状拓扑；采用每个节点两两相连的全网状拓扑；l与其它网络互连与其它网络互连 l可以与公用电话网、可以与公用电话网、ISDN等公用网互连；等公用网互连；X.25网的特点网的特点(tdin)第37页/共46页第三十八页，共46页。二月

24、二月 23 233939数字(shz)数据网DDN DDNDDN是一个公共数字数据传输网络，为用户提供一个高质量、高带宽的数字传输是一个公共数字数据传输网络，为用户提供一个高质量、高带宽的数字传输通道，它由数字通道、通道，它由数字通道、DDNDDN节点、网管控制和用户环路组成，由节点、网管控制和用户环路组成，由DDNDDN提供的业务提供的业务又称数字数据业务（又称数字数据业务（DDSDDS）。）。X.25X.25只是对端系统的高层协议透明，而只是对端系统的高层协议透明，而DDNDDN则是完全透明的，这意味着则是完全透明的，这意味着DDNDDN支持支持任何规程，不受约束，只要通信双方自行任何规程

25、，不受约束，只要通信双方自行(zxng)(zxng)约定了通信协议就能在约定了通信协议就能在DDNDDN上进上进行数据通信。行数据通信。DDNDDN可以支持任何类型的用户设备入网，比如计算机、可以支持任何类型的用户设备入网，比如计算机、PCPC机、终端，也可以是图机、终端，也可以是图像设备、语音设备或像设备、语音设备或LANLAN等，支持数据、图像、声音等多种业务。等，支持数据、图像、声音等多种业务。DDNDDN提供的业务和服务提供的业务和服务 专用电路：点对点专线和多点专线专用电路：点对点专线和多点专线帧中继；帧中继；压缩话音压缩话音/G3/G3传真业务；传真业务；虚拟专用网；虚拟专用网；第

26、38页/共46页第三十九页，共46页。二月二月 23 234040帧中继 帧中继类似于X.25网络，都是点对点的交换网络。帧中继与X.25不同X.25强调网内数据传输的高度(god)可靠性；帧中继则着眼于数据的快速传递，最大程度地提高网络的吞吐量。帧中继具有高的网络吞吐量、低延时等特性，向用户提供的入网速率可由低速到高速（64Kbps 2.048Mbps）；第39页/共46页第四十页，共46页。二月二月 23 234141xDSL技术(jsh)DSL是数字用户环路（Digital Subscriber Line）的简称，是以铜质电话双绞线为传输介质的点对点传输技术(jsh)。DSL利用软件和电

27、子技术(jsh)结合，使用在电话系统中没有被利用的高频信号传输数据以弥补铜线传输的一些缺陷。第40页/共46页第四十一页，共46页。二月二月 23 234242lxDSL的特点的特点lxDSL支持工业标准支持工业标准l支持任意数据格式或字节流数据业务：电话、视频、图像、多媒体等；支持任意数据格式或字节流数据业务：电话、视频、图像、多媒体等；lxDSL是一种是一种ModemlxDSL的调制技术有三种方式，即的调制技术有三种方式，即2B1Q、无载波幅相调制、无载波幅相调制CAP和离散多音频和离散多音频(ynpn)调制调制DMT。该技术把频率分割成三部分，分别用于。该技术把频率分割成三部分，分别用于

28、POTS（普通电话服务）、上行和下行高速宽带信号。（普通电话服务）、上行和下行高速宽带信号。l对称与非对称之分对称与非对称之分lxDSL有对称与非对称之分，分别用于满足不同用户需求。有对称与非对称之分，分别用于满足不同用户需求。l应用于两个局域网之间的互连应用，应选择使用对称应用于两个局域网之间的互连应用，应选择使用对称xDSL；l用户连接用户连接ISP可以使用非对称。可以使用非对称。第41页/共46页第四十二页，共46页。二月二月 23 234343xDSL的种类(zhngli)对称(duchn)的DSLHDSLHDSL是高速对称(duchn)四线DSL。这种技术可在两对铜线上提供1.544

29、Mbps（全双工方式）的速度，在三对铜线上提供2.048Mbps（全双工方式）的速度。SDSLSDSL是HDSL的单对线版本，也被称为S-HDSL。S-HDSL是高速对称(duchn)二线DSL，它可以提供双向高速可变比特率连接，速率范围从160Kbps到2.048Mbps IDSL通过在用户端使用ISDN终端适配器及ISDN接口卡，可以提供128Kbps上下行速率的服务。第42页/共46页第四十三页，共46页。二月二月 23 234444xDSL的种类(zhngli)非对称的非对称的DSLDSLADSLADSLADSLADSL为非对称数字用户环路，在二个传输方向上的速率是为非对称数字用户环路

30、，在二个传输方向上的速率是不一样的。它使用单对电话线，为网络用户提供很高的传输不一样的。它使用单对电话线，为网络用户提供很高的传输速率，从速率，从32Kbps32Kbps到到8.192Mbps8.192Mbps的下行速率和从的下行速率和从32Kbps32Kbps到到1.088Mbps1.088Mbps的上行速率，同时在同一根线上可以提供语音电的上行速率，同时在同一根线上可以提供语音电话服务，支持同时传输数据和语音。话服务，支持同时传输数据和语音。ADSLADSL的调制技术主要有离散的调制技术主要有离散(lsn)(lsn)多音频调制技术多音频调制技术DMTDMT和和无载波调幅调相技术无载波调幅调

31、相技术CAPCAP两种。两种。第43页/共46页第四十四页，共46页。二月二月 23 234545lRADSLlRADSL为速率自适应数字用户环路，是为速率自适应数字用户环路，是ADSL的一种扩充，允许服务提供者调整的一种扩充，允许服务提供者调整xDSL连接的带宽以适应实际需要并且解决线长和质量问题。它利用一对双绞线传输，支持同步和非同步传输方式，速率自适应，下行连接的带宽以适应实际需要并且解决线长和质量问题。它利用一对双绞线传输，支持同步和非同步传输方式，速率自适应，下行(xixng)速率从速率从640Kbps到到12Mbps，上行速率从，上行速率从128Kbps到到1Mbps，支持同时传输数据和语音。，支持同时传输数据和语音。lVDSLlVDSL甚高速数字用户环路，是一种极高速非对称数据传输技术。它是在甚高速数字用户环路，是一种极高速非对称数据传输技术。它是在ADSL的基础上发展起来的的基础上发展起来的xDSL技术，可以将传输速率提高到技术，可以将传输速率提高到2552Mbps，应用前景更广。，应用前景更广。xDSL的种类的种类(zhngli)第44页/共46页第四十五页，共46页。二月二月 23 234646ADSL的典型(dinxng)连接结构 第45页/共46页第四十六页，共46页。