第6章-网络互连技术.ppt

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1、 1%大连理工大学出版社地址：大连市软件园路80号发行：0411-84708842E-mail:新世纪高职高专教材编审委员会 组编主编：边倩 陈晓范 鞠光明“十二五”职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定计算机网络技术计算机网络技术计算机网络技术计算机网络技术（基础篇（基础篇（基础篇（基础篇 第六版第六版第六版第六版）-高职计算机应用技术专业高职计算机应用技术专业高职计算机应用技术专业高职计算机应用技术专业-2 过渡页TRANSITION PAGE第 2 页 第6章 网络互连技术训教训教重点重点n 网络互连、网络互连技术、网络互连设备如中继器、网 桥、HUB、交换机、路由器等n

2、网络互连中的技术概念如广播域、冲突域、VLAN中继 协议、STP生成树协议等n 路由表、网关 3 过渡页TRANSITION PAGE第 3 页 第6章 网络互连技术能力能力目标目标n 掌握网络互连技术中的基本原理和概念n 掌握网络互连中各种设备的功能、互连方式和 作用n 掌握简单的网络互连方案设计 4 第6章网络互连技术6.1 网络互连技术概述 （1 1）网络互连（）网络互连（InterconnectionInterconnection）是指将分布在不同地理位置的网络，通过一定的方法，用一种或多种通信处理设备是指将分布在不同地理位置的网络，通过一定的方法，用一种或多种通信处理设备相互连接起来

3、，以构成更大规模的网络系统，并实现更大范围的资源共享。相互连接起来，以构成更大规模的网络系统，并实现更大范围的资源共享。（2 2）网络互联（）网络互联（InternetworkingInternetworking）是指网络设备之间在物理和逻辑上尤其是指逻辑上的连接。是指网络设备之间在物理和逻辑上尤其是指逻辑上的连接。6.1.1 网络互连的概念 5 第6章网络互连技术 通过网络互连，不但可以使多种类型的网络长期使用下去，扩大资源共享和数据通信的通过网络互连，不但可以使多种类型的网络长期使用下去，扩大资源共享和数据通信的范围，而且还有以下优点：范围，而且还有以下优点：（1 1）提高网络的性能。将一

4、个大局域网分割成若干个较小的局域网，整个互连的网络）提高网络的性能。将一个大局域网分割成若干个较小的局域网，整个互连的网络性能将比只有一个大局域网好得多。性能将比只有一个大局域网好得多。（2 2）降低成本。当同一地区的多台主机希望接入另一地区的某个网络时，采用主机先）降低成本。当同一地区的多台主机希望接入另一地区的某个网络时，采用主机先行联网（局域网或者广域网），再通过网络互连技术达到目的，可以大大降低联网成本。行联网（局域网或者广域网），再通过网络互连技术达到目的，可以大大降低联网成本。（3 3）提高安全性。将具有相同权限的用户主机组成一个网络，在网络互连设备上严格）提高安全性。将具有相同权

5、限的用户主机组成一个网络，在网络互连设备上严格控制其他用户对该网的访问，从而实现网络的安全机制。控制其他用户对该网的访问，从而实现网络的安全机制。（4 4）提高可靠性。设备的故障可能导致整个网络的瘫痪，而通过子网的划分可以有效）提高可靠性。设备的故障可能导致整个网络的瘫痪，而通过子网的划分可以有效地限制设备故障对网络的影响范围。地限制设备故障对网络的影响范围。6.1 网络互连技术概述6.1.2 网络互连的优点 6 第6章网络互连技术 网络互连的类型有：局域网与局域网的互连（网络互连的类型有：局域网与局域网的互连（LAN-LANLAN-LAN）、局域网与广域网的互连）、局域网与广域网的互连（LA

6、N-WANLAN-WAN）、广域网与广域网的互连（）、广域网与广域网的互连（WAN-WANWAN-WAN）及局域网经广域网与局域网的互连）及局域网经广域网与局域网的互连（LAN-WAN-LANLAN-WAN-LAN）。）。6.1 网络互连技术概述6.1.4 网络互连的类型 7 第6章网络互连技术 1.局域网与局域网的互连 此类型的此类型的LAN-LANLAN-LAN是指近程局域网的互连，其中又包括同种局域网之间的互连和异种是指近程局域网的互连，其中又包括同种局域网之间的互连和异种局域网之间的互连。局域网之间的互连。6.1 网络互连技术概述6.1.4 网络互连的类型 8 第6章网络互连技术 2局

7、域网和广域网的互连 局域网和广域网的连接可以采用多种接入技术，如通过局域网和广域网的连接可以采用多种接入技术，如通过ModemModem、ISDNISDN、DDNDDN、ADSLADSL等。等。在接入时，采用在局域网和广域网之间增设代理服务器或路由器的方法进行网络隔离和路在接入时，采用在局域网和广域网之间增设代理服务器或路由器的方法进行网络隔离和路由选择、流量控制等。当由选择、流量控制等。当LANLAN中的计算机之间进行通信时，不需访问广域网，需要用路由器中的计算机之间进行通信时，不需访问广域网，需要用路由器与与WANWAN隔离，当隔离，当LANLAN上的计算机要访问上的计算机要访问WANWA

8、N上的服务器时，必须通过路由器进行路由选择。上的服务器时，必须通过路由器进行路由选择。3广域网与广域网的互连 广域网可分为两类。一类是指电信部门提供的电话网或数据网络。如广域网可分为两类。一类是指电信部门提供的电话网或数据网络。如X.25X.25、PSTNPSTN、DDNDDN、FRFR和宽带综合业务数字网。另一类是分布在同一城市、同一省或同一国家的专有广域网，和宽带综合业务数字网。另一类是分布在同一城市、同一省或同一国家的专有广域网，这类广域网的通信子网和资源子网分别属于不同的机构这类广域网的通信子网和资源子网分别属于不同的机构6.1 网络互连技术概述6.1.4 网络互连的类型 9 第6章网

9、络互连技术 4局域网通过广域网与局域网的互连 这种类型的互连是多个远程的局域网通这种类型的互连是多个远程的局域网通过公用的广域网进行的互连。一般使用路由过公用的广域网进行的互连。一般使用路由器和网关通过广域网器和网关通过广域网ISDNISDN、DDNDDN、X.25X.25等实等实现。现。6.1 网络互连技术概述6.1.4 网络互连的类型 10 第6章网络互连技术 网络互连通常需要利用一个中间设备，这个中间设备称为中继系统，或称之为网间连接网络互连通常需要利用一个中间设备，这个中间设备称为中继系统，或称之为网间连接器。中继系统在网间的连接路径中进行协议和功能转换，它具有很强的层次性。按器。中继

10、系统在网间的连接路径中进行协议和功能转换，它具有很强的层次性。按ISO/OSIISO/OSI体系的分层，中继系统可分为以下几类，它们分属不同的层次。体系的分层，中继系统可分为以下几类，它们分属不同的层次。1互连中继系统的分层结构 图中中继器运行在图中中继器运行在OSIOSI模型的最底层上，它扩展了网络传输的长度，是最简单的网络互模型的最底层上，它扩展了网络传输的长度，是最简单的网络互连设备；网桥互连实现数据链路层一级的转换，它用于同一类型的网络互连；路由器工作在连设备；网桥互连实现数据链路层一级的转换，它用于同一类型的网络互连；路由器工作在网络层上，通常它只能连接相同协议的网络；网关是运行在网

11、络层上，通常它只能连接相同协议的网络；网关是运行在OSIOSI模型的高层上的互连设备，模型的高层上的互连设备，执行协议的转换，实现不同协议的网络间的通信。执行协议的转换，实现不同协议的网络间的通信。6.1 网络互连技术概述6.1.5 网络互连的层次 11 第6章网络互连技术6.1 网络互连技术概述6.1.5 网络互连的层次 12 第6章网络互连技术 2分层中继系统的功能 （1 1）物理层。）物理层。物理层是以比特形式传送数据分组的，在传输过程中，数据分组可能需要从一种传输物理层是以比特形式传送数据分组的，在传输过程中，数据分组可能需要从一种传输介质转换到另一种传输介质，通过物理层的互连，可以实

12、现数据在不同媒体中的转换和传介质转换到另一种传输介质，通过物理层的互连，可以实现数据在不同媒体中的转换和传输，使得在数据链路层上系统基本上是一个单一的网络。物理层互连要求所要连接的各网输，使得在数据链路层上系统基本上是一个单一的网络。物理层互连要求所要连接的各网络的数据传输速率和数据链路层协议必须是相同的。物理层互连主要用于分布在不同地理络的数据传输速率和数据链路层协议必须是相同的。物理层互连主要用于分布在不同地理范围内的各局域网的互连。物理层中继系统可用中继器或共享式集线器互连。范围内的各局域网的互连。物理层中继系统可用中继器或共享式集线器互连。6.1 网络互连技术概述6.1.5 网络互连的

13、层次 13 第6章网络互连技术 （2 2）数据链路层。）数据链路层。数据链路层是以帧为单位接收或传送数据的。实现的过程是：当从一条链路上收到一数据链路层是以帧为单位接收或传送数据的。实现的过程是：当从一条链路上收到一个帧后，先检查数据链路层的协议帧，如果帧的格式相同，直接将帧传送到另一条链路上，个帧后，先检查数据链路层的协议帧，如果帧的格式相同，直接将帧传送到另一条链路上，如果帧的格式不同，则需要先进行帧的格式转换再传输。数据链路层互连可以用于互连两如果帧的格式不同，则需要先进行帧的格式转换再传输。数据链路层互连可以用于互连两个或多个数据链路层协议不同而网络层协议相同的网络系统。数据链路层中继

14、系统可用网个或多个数据链路层协议不同而网络层协议相同的网络系统。数据链路层中继系统可用网桥或二层交换机互连。桥或二层交换机互连。6.1 网络互连技术概述6.1.5 网络互连的层次 14 第6章网络互连技术 （3 3）网络层。）网络层。网络层互连主要用于局域网子网隔离、局域网和广域网及广域网之间的互连。由于各广网络层互连主要用于局域网子网隔离、局域网和广域网及广域网之间的互连。由于各广域网的协议机制往往不同，所以，网络层互连主要解决的问题是路由选择、阻塞控制和差错域网的协议机制往往不同，所以，网络层互连主要解决的问题是路由选择、阻塞控制和差错控制等。网络层中继系统可用路由器和三层交换机互连。控制

15、等。网络层中继系统可用路由器和三层交换机互连。（4 4）高层。）高层。由于由于OSIOSI的高层包括会话层、表示层、应用层三个层次，高层解决的是端对端服务问题，的高层包括会话层、表示层、应用层三个层次，高层解决的是端对端服务问题，高层没有相应统一的标准协议，所以对高层互连来说，是复杂多样的。但高层的核心还是在高层没有相应统一的标准协议，所以对高层互连来说，是复杂多样的。但高层的核心还是在高层之间进行不同协议的转换。高层上的中继系统可用网关（高层之间进行不同协议的转换。高层上的中继系统可用网关（GatewayGateway）互连。）互连。6.1 网络互连技术概述6.1.5 网络互连的层次 15

16、第6章网络互连技术 3利用中继系统实现网络互连的形式 （1 1）直接利用中继系统实现网络互连）直接利用中继系统实现网络互连 结点级（或结点级（或DCEDCE级）互连（级）互连（DCE-DCE InterconnectionDCE-DCE Interconnection）。把中继系统连接到不同的结）。把中继系统连接到不同的结点上，这时，网络点上，这时，网络N1N1和和N2N2都把中继系统看做是一台主机都把中继系统看做是一台主机H H，并通过它实现相互通信。网络，并通过它实现相互通信。网络N1N1和网络和网络N2N2中的通信子网和连接它们的中继系统便构成了一个互连的通信子网，它们在数据链中的通信子

17、网和连接它们的中继系统便构成了一个互连的通信子网，它们在数据链路层或网络层实现互连。这种方式较适合于具有相同交换方式的网络互连。路层或网络层实现互连。这种方式较适合于具有相同交换方式的网络互连。6.1 网络互连技术概述6.1.5 网络互连的层次 16 第6章网络互连技术 3利用中继系统实现网络互连的形式 （1 1）直接利用中继系统实现网络互连）直接利用中继系统实现网络互连 结点级（或结点级（或DCEDCE级）互连（级）互连（DCE-DCE DCE-DCE InterconnectionInterconnection）。把中继系统连接到不同的结点上，）。把中继系统连接到不同的结点上，这时，网络这

18、时，网络N1N1和和N2N2都把中继系统看做是一台主机都把中继系统看做是一台主机H H，并，并通过它实现相互通信。网络通过它实现相互通信。网络N1N1和网络和网络N2N2中的通信子网中的通信子网和连接它们的中继系统便构成了一个互连的通信子网，和连接它们的中继系统便构成了一个互连的通信子网，它们在数据链路层或网络层实现互连。这种方式较适它们在数据链路层或网络层实现互连。这种方式较适合于具有相同交换方式的网络互连。合于具有相同交换方式的网络互连。6.1 网络互连技术概述6.1.5 网络互连的层次 17 第6章网络互连技术 主机级（或主机级（或DTEDTE级）互连（级）互连（DTE-DTE Inte

19、rconnectionDTE-DTE Interconnection）。这种互连是把中继系统连）。这种互连是把中继系统连接到不同网络的主机上，由于互连发生在主机上，因此称为主机级（或接到不同网络的主机上，由于互连发生在主机上，因此称为主机级（或DTEDTE级）互连。主机级）互连。主机级互连相当于在传输层或传输层以上的层次进行互连，所以此时的中继系统必须能实现传级互连相当于在传输层或传输层以上的层次进行互连，所以此时的中继系统必须能实现传输层或传输层以上的协议转换，必须使用网关。这种互连方式主要用于不同类型网络的互输层或传输层以上的协议转换，必须使用网关。这种互连方式主要用于不同类型网络的互连。

20、连。6.1 网络互连技术概述6.1.5 网络互连的层次 18 第6章网络互连技术 （2 2）通过互联网进行网络互连）通过互联网进行网络互连 当通过网关将网络当通过网关将网络N1N1和网络和网络N2N2互连时，需要两个协议转换程序，一个把网络互连时，需要两个协议转换程序，一个把网络N1N1的协议转的协议转换为网络换为网络N2N2的协议；另一个则把网络的协议；另一个则把网络N2N2的协议转换为网络的协议转换为网络N1N1的协议。若互连的网络共有的协议。若互连的网络共有n n个，个，则这种转换程序最多可达则这种转换程序最多可达n n（n-1n-1）个。因此，需要设计出非常多的协议转换程序才能使网关）

21、个。因此，需要设计出非常多的协议转换程序才能使网关胜任网络互连的任务。胜任网络互连的任务。6.1 网络互连技术概述6.1.5 网络互连的层次 19 第6章网络互连技术 1中继器 中继器（中继器（RepeaterRepeater）又称转发器，是物理层的互连设备，执行物理层协议。其功能是）又称转发器，是物理层的互连设备，执行物理层协议。其功能是在物理层内实现透明的二进制比特信号的再生，即中继器从一个网段接收比特信号，然后在物理层内实现透明的二进制比特信号的再生，即中继器从一个网段接收比特信号，然后进行整形放大再传送到下一个网段。进行整形放大再传送到下一个网段。作为一种网络互连部件，中继器用于互连两

22、个相同作为一种网络互连部件，中继器用于互连两个相同类型的网段（例如：两个以太网网段），其主要功能是类型的网段（例如：两个以太网网段），其主要功能是延伸网段和改变传输介质，从而实现信息位的转发。延伸网段和改变传输介质，从而实现信息位的转发。6.2 网络互连设备6.2.1 中继器 20 第6章网络互连技术 2.集线器（和后面内容重复）集线器（集线器（HUBHUB）是）是10BASE-T10BASE-T和和100BASE-TX100BASE-TX网络中常用的设备，在本质上也是一种中继器，网络中常用的设备，在本质上也是一种中继器，所以也是位于物理层的设备。所以也是位于物理层的设备。集线器如图集线器如图

23、6-106-10所示。通常集线器采用所示。通常集线器采用RJ-45RJ-45标准接口，一般集线器可以拥有标准接口，一般集线器可以拥有4-324-32个端个端口。计算机或其它终端设备可以通过口。计算机或其它终端设备可以通过UTPUTP电缆与集线器电缆与集线器RJ-45RJ-45接口相连，成为网络的一部分。接口相连，成为网络的一部分。只有通过集线器，网络中节点之间才能进行通信。集线器的功能和特性如下：只有通过集线器，网络中节点之间才能进行通信。集线器的功能和特性如下：u作为以太网的中心连接点作为以太网的中心连接点u可以放大接收到的信号可以放大接收到的信号u可以通过网络传播信号可以通过网络传播信号6

24、.2 网络互连设备6.2.1 中继器 21 第6章网络互连技术 4集线器组网的方式 （1 1）单一集线器结构）单一集线器结构 使用单一集线器的以太网结构很简单，如图使用单一集线器的以太网结构很简单，如图6-116-11所示。所有结点通过非屏蔽双绞线与集线器所示。所有结点通过非屏蔽双绞线与集线器普通端口连接，构成物理上的星型拓扑。从结点普通端口连接，构成物理上的星型拓扑。从结点到集线器的非屏蔽双绞线的最大长度为到集线器的非屏蔽双绞线的最大长度为100 m100 m。单一集线器结构适用于小型工作组规模的局域网。单一集线器结构适用于小型工作组规模的局域网。6.2 网络互连设备6.2.1 中继器 22

25、 第6章网络互连技术 （2 2）多集线器级联结构）多集线器级联结构 如果需要联网的结点数超过单一集线器的端口数时，通常需要采用多集线器级联结构。如果需要联网的结点数超过单一集线器的端口数时，通常需要采用多集线器级联结构。普通的集线器一般都能提供两类端口：一类是用于连接结点的普通的集线器一般都能提供两类端口：一类是用于连接结点的RJ-45RJ-45端口；另一类是上行端端口；另一类是上行端口，包括连接粗缆的口，包括连接粗缆的AUIAUI端口、连接细缆的端口、连接细缆的BNCBNC端口或光纤连接端口。端口或光纤连接端口。用双绞线，通过集线器的用双绞线，通过集线器的RJ-45RJ-45端口实现级联。端

26、口实现级联。用同轴电缆或光纤，通过集线器提供的连接端口实现级联。用同轴电缆或光纤，通过集线器提供的连接端口实现级联。图图6-126-12（a a）给出了两个集线器通过）给出了两个集线器通过RJ-45RJ-45端口的级联结构，两个集线器通过非屏蔽双端口的级联结构，两个集线器通过非屏蔽双绞线直接连接，非屏蔽双绞线的最大距离为绞线直接连接，非屏蔽双绞线的最大距离为100 m100 m。图。图6-126-12（b b）给出了使用集线器上行端）给出了使用集线器上行端口实现级联的结构。口实现级联的结构。6.2 网络互连设备6.2.1 中继器 23 第6章网络互连技术6.2 网络互连设备6.2.1 中继器

27、24 第6章网络互连技术 （3 3）堆叠式集线器结构）堆叠式集线器结构 堆叠式集线器适用于中、小型企业网络环境。堆叠式集线器由一个基础集线器和多个堆叠式集线器适用于中、小型企业网络环境。堆叠式集线器由一个基础集线器和多个扩展集线器组成。基础集线器是一种具有网络管理功能的独立集线器。通过在基础集线器扩展集线器组成。基础集线器是一种具有网络管理功能的独立集线器。通过在基础集线器上堆叠多个扩展集线器，一方面可以增加以太网的结点数，另一方面可以实现对网络中结上堆叠多个扩展集线器，一方面可以增加以太网的结点数，另一方面可以实现对网络中结点的网络管理功能。点的网络管理功能。6.2 网络互连设备6.2.1

28、中继器 25 第6章网络互连技术 网桥也称桥接器，是数据链路层的连接设备，准确地说，它工作在网桥也称桥接器，是数据链路层的连接设备，准确地说，它工作在MACMAC子层上，用它可子层上，用它可以连接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。以连接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。1网桥的工作原理 两个局域网两个局域网LAN1LAN1和和LAN2LAN2可以通过网桥连接。可以通过网桥连接。LAN1LAN1中地址为中地址为201201的结点，如果想与地址为的结点，如果想与地址为202202的同一局域网结点通信时，网桥可以接收到发送帧，但网桥在进行地址过

29、滤后，认为属的同一局域网结点通信时，网桥可以接收到发送帧，但网桥在进行地址过滤后，认为属于同一网络的通信，不需要进行转发，而将该帧丢弃，所以结点于同一网络的通信，不需要进行转发，而将该帧丢弃，所以结点201201发送的帧不会被转发到发送的帧不会被转发到LAN2LAN2。如果结点。如果结点201201要与要与LAN2LAN2中的结点中的结点104104通信，结点通信，结点201201发送的帧被网桥接收到，网桥在进发送的帧被网桥接收到，网桥在进行地址过滤后，识别出该帧应发送到行地址过滤后，识别出该帧应发送到LAN2LAN2，此时网桥将通过与，此时网桥将通过与LAN2LAN2的网络接口，向的网络接口

30、，向LAN2LAN2转发转发该帧，处于该帧，处于LAN2LAN2内的结点内的结点104104将能接收到该帧。在用户看来，将能接收到该帧。在用户看来，LAN1LAN1与与LAN2LAN2就像是一个逻辑的就像是一个逻辑的网络一样，用户可以不知道网桥的存在，即网桥对用户来说是透明的。网络一样，用户可以不知道网桥的存在，即网桥对用户来说是透明的。6.2 网络互连设备6.2.2 网桥 26 第6章网络互连技术 1网桥的工作原理 6.2 网络互连设备6.2.2 网桥 27 第6章网络互连技术 2网桥的功能 网桥的功能就是在互连局域网之间存储转发帧，实现数据链路层上的协议转换，具体网桥的功能就是在互连局域网

31、之间存储转发帧，实现数据链路层上的协议转换，具体表现如下：表现如下：（1 1）对收到的帧进行格式转换，以适应不同的局域网类型。）对收到的帧进行格式转换，以适应不同的局域网类型。（2 2）匹配不同的网速。）匹配不同的网速。（3 3）对帧具有检测和过滤作用。通过对帧进行检测，对错误的帧予以丢弃，起到了）对帧具有检测和过滤作用。通过对帧进行检测，对错误的帧予以丢弃，起到了对出错帧的过滤作用。对出错帧的过滤作用。（4 4）具有寻址和路由选择的功能。若目的地址是同一网段的工作站，则丢弃该数据）具有寻址和路由选择的功能。若目的地址是同一网段的工作站，则丢弃该数据帧，不予转发；若目的地址是不同网段的工作站，

32、则将该数据帧发送到目的网段的工作站。帧，不予转发；若目的地址是不同网段的工作站，则将该数据帧发送到目的网段的工作站。这种功能称为筛选这种功能称为筛选/过滤功能。过滤功能。（5 5）提高网络带宽，扩大网络地址范围。）提高网络带宽，扩大网络地址范围。6.2 网络互连设备6.2.2 网桥 28 第6章网络互连技术 3网桥的分类 网桥依据使用范围的大小，可分成本地网桥（网桥依据使用范围的大小，可分成本地网桥（Local BridgeLocal Bridge）和远程网桥（）和远程网桥（Remote Remote BridgeBridge）。本地网桥又有内桥和外桥之分。）。本地网桥又有内桥和外桥之分。内桥

33、是文件服务器的一部分，它在文件服务器中，利用不同网卡把局域网连接起来。内桥是文件服务器的一部分，它在文件服务器中，利用不同网卡把局域网连接起来。外桥是独立于被连接的网络之外的、实现两个相外桥是独立于被连接的网络之外的、实现两个相似的不同网络之间连接的设备。本地网桥主要用于局似的不同网络之间连接的设备。本地网桥主要用于局域网。而远程网桥具有连接广域网的能力，通过调制域网。而远程网桥具有连接广域网的能力，通过调制解调器，可连接分隔在两地的不同局域网。解调器，可连接分隔在两地的不同局域网。6.2 网络互连设备6.2.2 网桥 29 第6章网络互连技术 4网桥选择路径的方法 （1 1）动态树延伸法）动

34、态树延伸法 动态树延伸法包含两个程序，分别是网桥前导程序（动态树延伸法包含两个程序，分别是网桥前导程序（Bridge Forwarding ProcessBridge Forwarding Process）和）和网桥学习程序（网桥学习程序（Bridge Learning ProcessBridge Learning Process）。网桥前导程序的操作流程如下：）。网桥前导程序的操作流程如下：当网桥的接收端口收到数据报时，它会判断其当网桥的接收端口收到数据报时，它会判断其MACMAC地址是否存在于网桥的数据库中，若地址是否存在于网桥的数据库中，若存在，则判断其目的地址所对应的端口与其接收域是否

35、相同，若相同，表示传送结点与目的存在，则判断其目的地址所对应的端口与其接收域是否相同，若相同，表示传送结点与目的结点是位于同一区域，则数据报不会再由其他端口传出，而从接收域传到目的地址；若目的结点是位于同一区域，则数据报不会再由其他端口传出，而从接收域传到目的地址；若目的地址所对应的端口与其接收域不同，表示目的结点的地址可能在其他区域中，则需由其他端地址所对应的端口与其接收域不同，表示目的结点的地址可能在其他区域中，则需由其他端口将数据报传出，然后重复上述步骤，以将数据传送到正确的目的结点。口将数据报传出，然后重复上述步骤，以将数据传送到正确的目的结点。6.2 网络互连设备6.2.2 网桥 3

36、0 第6章网络互连技术 （2 2）源路由法）源路由法 以动态方式选择源结点到目的结点的路径，可避开一些拥塞的路径。因此，可提高传以动态方式选择源结点到目的结点的路径，可避开一些拥塞的路径。因此，可提高传输效率。其工作方式是：先以类似广播的方式发出探测帧信号，依原路径回到源结点，经输效率。其工作方式是：先以类似广播的方式发出探测帧信号，依原路径回到源结点，经由所有可能的路径后，判断出最短的一条路径，最后再以此路径来传送数据。由所有可能的路径后，判断出最短的一条路径，最后再以此路径来传送数据。6.2 网络互连设备6.2.2 网桥 31 第6章网络互连技术 路由器（路由器（RouterRouter）

37、是在网络层上实现多个网络互连的设备，用来互连两个或多个独立的）是在网络层上实现多个网络互连的设备，用来互连两个或多个独立的相同类型或不同类型的网络：局域网与广域网的互连，局域网与局域网的互连。相同类型或不同类型的网络：局域网与广域网的互连，局域网与局域网的互连。在由路由器互连的局域网中，每个局域网只要求网络层及以上高层协议相同，数据链路在由路由器互连的局域网中，每个局域网只要求网络层及以上高层协议相同，数据链路层与物理层协议可以是不同的。路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来，层与物理层协议可以是不同的。路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来，每一个局域网都是独立的

38、子网。路由器和网桥进行比较，从表面上看，两者均为网络互连，每一个局域网都是独立的子网。路由器和网桥进行比较，从表面上看，两者均为网络互连，似乎是一件事情。但两者最本质的区别在于网桥的功能是发生在似乎是一件事情。但两者最本质的区别在于网桥的功能是发生在OSIOSI参考模型的第二层（数参考模型的第二层（数据链路层），而路由器的功能发生在第三层（网络层）。也就是说，网桥在把数据从源端向据链路层），而路由器的功能发生在第三层（网络层）。也就是说，网桥在把数据从源端向目的端转发时，仅仅依靠帧头中的目的端转发时，仅仅依靠帧头中的MACMAC地址作为转发的依据，而路由器是根据网络层中地址作为转发的依据，而路

39、由器是根据网络层中IPIP数数据报报头中的网络地址作为转发的依据，从而减少了对特定网络技术的依赖。据报报头中的网络地址作为转发的依据，从而减少了对特定网络技术的依赖。6.2 网络互连设备6.2.3 路由器 32 第6章网络互连技术 1路由器的工作原理6.2 网络互连设备6.2.3 路由器 33 第6章网络互连技术 1路由器的工作原理6.2 网络互连设备6.2.3 路由器 34 第6章网络互连技术 （1 1）接收帧并分解出）接收帧并分解出IPIP数据报：当数据报：当IPIP数据报封装在数据链路帧中，沿某种物理网络传数据报封装在数据链路帧中，沿某种物理网络传送到路由器的某个端口时，路由器中的数据链

40、路层协议接收这个帧，并从中分解出送到路由器的某个端口时，路由器中的数据链路层协议接收这个帧，并从中分解出IPIP数据数据报上交给报上交给IPIP协议处理。协议处理。（2 2）IPIP数据报报头合法性验证：路由器必须对数据报报头合法性验证：路由器必须对IPIP数据报报头的合法性进行验证，以确数据报报头的合法性进行验证，以确保报头有意义。如果保报头有意义。如果IPIP数据报在测试中失败，则它将被丢弃，同时进行错误统计。数据报在测试中失败，则它将被丢弃，同时进行错误统计。（3 3）对）对IPIP数据报选项进行处理。数据报选项进行处理。（4 4）IPIP数据报本地递交或转发：当进行数据报本地递交或转发

41、：当进行IPIP数据报报头的合法性验证之后，路由器判断数据报报头的合法性验证之后，路由器判断此此IPIP数据报中的目的地址是否为本地网络地址，如是则本地递交，否则进行转发。数据报中的目的地址是否为本地网络地址，如是则本地递交，否则进行转发。（5 5）转发寻径：当路由器决定要转发一个）转发寻径：当路由器决定要转发一个IPIP数据报时，就要选择下一路由器的地址。数据报时，就要选择下一路由器的地址。路由器根据目的地址检索其路由表，从中找到一个最佳的路径。路由器根据目的地址检索其路由表，从中找到一个最佳的路径。6.2 网络互连设备6.2.3 路由器 35 第6章网络互连技术 （6 6）转发验证：在转发

42、）转发验证：在转发IPIP数据报之前，路由器可以有选择地进行一些验证工作；当检测数据报之前，路由器可以有选择地进行一些验证工作；当检测到不合法的到不合法的IPIP源地址或目的地址时，这个源地址或目的地址时，这个IPIP数据报将被丢弃；非法的广播和组播数据报也将被数据报将被丢弃；非法的广播和组播数据报也将被丢弃；通过设置数据报过滤和访问控制列表功能，限制在某个方向上数据报的转发，这样可以丢弃；通过设置数据报过滤和访问控制列表功能，限制在某个方向上数据报的转发，这样可以提供一种安全措施，使得外部系统不能与内部系统在某种特定协议上进行通信，也可以限制只提供一种安全措施，使得外部系统不能与内部系统在某

43、种特定协议上进行通信，也可以限制只能是某些系统之间进行通信。能是某些系统之间进行通信。（7 7）TTLTTL处理：处理：IPIP数据报中的数据报中的TTLTTL（生存周期）每经过一个路由器，其值减少（生存周期）每经过一个路由器，其值减少1 1。如果。如果TTLTTL值为值为0 0，则这个，则这个IPIP数据报被丢弃，路由器发给源站点一个数据报被丢弃，路由器发给源站点一个ICMPICMP控制报文。控制报文。（8 8）数据报分段：）数据报分段：IPIP数据报要被封装到帧中转发出去，当数据报要被封装到帧中转发出去，当IPIP数据报的长度大于要输出的数据报的长度大于要输出的物理网络的最大传输单元（物理

44、网络的最大传输单元（MTUMTU）时，由路由器对此）时，由路由器对此IPIP数据报进行分段。数据报进行分段。（9 9）数据链路层寻址：当路由器对）数据链路层寻址：当路由器对IPIP数据报的处理已经基本完成了网络层的功能，接着数据报的处理已经基本完成了网络层的功能，接着便要找到一个相应的物理端口，把便要找到一个相应的物理端口，把IPIP数据报形成帧，通过数据链路层发送出去。数据报形成帧，通过数据链路层发送出去。6.2 网络互连设备6.2.3 路由器 36 第6章网络互连技术 2路由器的功能 （1 1）网络互连）网络互连 路由器在网络互连中的功能如下：路由器在网络互连中的功能如下：地址映射：即实现

45、网络逻辑地址和子网的物理地址的映射。地址映射：即实现网络逻辑地址和子网的物理地址的映射。数据转换：由于路由器互连的不同网络的数据转换：由于路由器互连的不同网络的MTUMTU不同，因此路由器具有将数据报进行分段不同，因此路由器具有将数据报进行分段和重组的功能。和重组的功能。路由选择：当收到一个数据报后，路由器会根据其目的地址，从本路由器的路由表中路由选择：当收到一个数据报后，路由器会根据其目的地址，从本路由器的路由表中找出一个最佳的路径对其进行转发。找出一个最佳的路径对其进行转发。协议转换：多协议路由器具有实现不同网络层协议转换的功能。如协议转换：多协议路由器具有实现不同网络层协议转换的功能。如

46、IPIP协议与协议与IPXIPX之间的之间的转换。转换。6.2 网络互连设备6.2.3 路由器 37 第6章网络互连技术 （2 2）网络隔离）网络隔离 路由器不仅可以根据局域网的地址和协议类型，而且可以根据网络号、主机的网络地址、路由器不仅可以根据局域网的地址和协议类型，而且可以根据网络号、主机的网络地址、子网掩码、数据类型（如高层协议是子网掩码、数据类型（如高层协议是FTPFTP、TelnetTelnet等）来监控、拦截和过滤信息，具有很强等）来监控、拦截和过滤信息，具有很强的网络隔离能力。路由器可以作为网络的防火墙。的网络隔离能力。路由器可以作为网络的防火墙。（3 3）流量控制）流量控制

47、路由器有很强的流量控制能力，可以采用优化的路由算法来均衡网络负载，从而有效地路由器有很强的流量控制能力，可以采用优化的路由算法来均衡网络负载，从而有效地控制拥塞，避免因拥塞而使网络性能下降。控制拥塞，避免因拥塞而使网络性能下降。6.2 网络互连设备6.2.3 路由器 38 第6章网络互连技术 3路由表 路由表是指由路由协议建立、维护的用于容纳路由信息并存储在路由器的配置寄存器中路由表是指由路由协议建立、维护的用于容纳路由信息并存储在路由器的配置寄存器中的表。使用不同的路由选择协议，路由信息也有所不同。路由表中一般保存着以下重要信息：的表。使用不同的路由选择协议，路由信息也有所不同。路由表中一般

48、保存着以下重要信息：（1 1）协议类型：创建路由选择表的目的路由选择协议的类型。）协议类型：创建路由选择表的目的路由选择协议的类型。（2 2）可达网络的跳数：到达目的网络途中所经历的路由器的个数。）可达网络的跳数：到达目的网络途中所经历的路由器的个数。（3 3）路由选择度量标准：用来判别一条路由选择项目的优劣，不同的路由选择协议使）路由选择度量标准：用来判别一条路由选择项目的优劣，不同的路由选择协议使用不同的路由选择度量标准。例如，路由信息协议用不同的路由选择度量标准。例如，路由信息协议RIPRIP（Routing Information ProtocolRouting Information

49、 Protocol）使用跳数作为自己的度量标准。使用跳数作为自己的度量标准。InternetInternet组管理协议组管理协议IGRPIGRP（Internet Group Management Internet Group Management ProtocolProtocol）使用带宽、负载、延迟和可靠性来创建合成的度量标准。）使用带宽、负载、延迟和可靠性来创建合成的度量标准。（4 4）出站接口：数据必须从这个接口被发送出去以到达最终目的地。）出站接口：数据必须从这个接口被发送出去以到达最终目的地。6.2 网络互连设备6.2.3 路由器 39 第6章网络互连技术 （4 4）出站接口：数据

50、必须从这个接口被发送出去以到达最终目的地。）出站接口：数据必须从这个接口被发送出去以到达最终目的地。建立路由选择表的方法有静态和动态两种生成法。静态生成法是由网络管理员根据网建立路由选择表的方法有静态和动态两种生成法。静态生成法是由网络管理员根据网络拓扑以手工输入方法配置生成；而动态生成法则是由路由器执行相关的路由选择协议自络拓扑以手工输入方法配置生成；而动态生成法则是由路由器执行相关的路由选择协议自动生成。动生成。6.2 网络互连设备6.2.3 路由器 40 第6章网络互连技术 4路由器的一般结构 最常用的路由器实际上就是一台符合冯最常用的路由器实际上就是一台符合冯 诺依曼规则的非常专业的计