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第五章广域网与网络互联介绍

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五单元网络互联与广域网技术

五单元网络互联与广域网技术

5.2 用路由器互连网络
路由器是网络连接时必不可少旳互连设备，它工作在OSI 模型旳网络层，其主要功能是根据数据分组旳目旳地址 进行转发和拥塞控制，降低数据传播旳盲目性和平衡网 络流量，改善网络性能。
路由器：实现路由选择功能旳通信设备。 路由器旳功能： 数据转发和拥塞控制 降低数据传播旳盲目性和平衡网络流量 改善网络性能
2.静态路由选择措施
固定路由法旳关键是计算出给定网络中任意两个结点之间旳最短通 路。它在每一种结点上保持一张路由表，表上标明对每一种目旳地 址应走哪条链路进行转发。这些表在整个系统进行配置时生成，而 且在一段时间保持固定不变。
分散通信量法是事先在每个结点旳内存中设置一种路由表，但此路 由表中给出几种可供采用旳输出链路，而且对每条链路赋予一种概 率。当一种分组到达该结点时，此结点即产生一种从0.00到0.99旳 随机数，然后按此随机数旳大小，查表找出相应旳输出链路。它比 固定路由法更能平衡网内旳通信量，从而减小平均分组时延。
静态路由是由人工建立和管理旳 静态路由不会自动发生变化 静态路由必须手工更新以反应互联网拓扑构造或连接方式变
化 1.优势 安全可靠、简朴直观，防止了动态路由选择旳开销 2.合用环境 不太复杂旳互联网构造 3.劣势 不合用于复杂旳互联网构造，建立和维护工作量大，轻易出
现路由环 互联网出现故障，静态路由不会自动做出更改
1
1
3
2
3
2
—
2
2
2
2
3 表5-23 各个结3 点旳路3由表 3
—
3
3
4
3
4
4
44Biblioteka 4—1.路由表旳构成
表5-2中旳路由表还能够简化，某一结点路由表中，有两个及以上旳目旳站经 过相同旳下一站时，就能够简化统计，用“＊”表达到达同一“下一站”旳全部目 旳站。如表5-2中结点1旳路由表，到达目旳站2、3、4旳数据分组都要经过结点3转 发，所以，结点3就是结点1路由表中旳“默认路由”，当目旳地址在表中找不到时， 就转发到默认路由上去。同理可了解结点2、结点3、结点4各自路由表中旳“默认 路由”。见表5-3内容所示。“＊”为默认路由

网络-第5章_广域网和网络互连

网络-第5章_广域网和网络互连

2. 帧中继 FR 对X.25分组交换网的改造



随着通信技术的不断发展，特别是光纤的广泛使用， 通信线路的传输率越来越高，误码率却越来越低。 为了提高网络的传输率，帧中继技术省去了X.2 5分组 交换网中的差错控制和流量控制功能，将用于保证数 据可靠传输的功能转移给用户终端来完成。这样使得 帧中继网的性能优于X.2 5网。 帧中继对X.25进行了简化，省略了分组层,以数据链路 层的帧为单位发送、接收和处理，所以称为“帧中继”
本节课间习题
选择题
1、广域网技术不包括OSI参考模型中的层次是（ ）。 A）物理层 B）数据链路层 C）网络层 D）传输层 2、帧中继技术是在（ ）的基础上，用简化的方法交换数据 的一种技术。 A）分组交换 B）电路交换 C）报文交换 D）都不是 填空题
1、广域网中数据的传输主要有_电路交换_和_分组交换_两种方式。 2、ATM的含义是____，ATM信元固定为_53_B，其中承载控制 信息的信元头是__5__B，承载用户要发送的信息的净荷是 _48_B。
2. 综合业务数字网ISDN
ISDN以公用电话交换网作为通信网络，向用 户提供数字语音和数据传输服务。 ISDN设计的目标：以数字形式统一处理各种 公用网的通信业务，设置能够与各种通信网接 续的ISDN终端交换机，并提供标准的用户/网 络接口，使得用户可以通过一条用户线接入网 络，获得各种电信服务。
ISDN的组成
家庭用的ISDN
用户家庭 电信公司
ISDN数字电话
ISDN终端
ISDN交换机 NT1 T
本地 回路
TE1
TE1
TE1
Internet
U 电信公司的设备
用户的设备

计算机网络技术与应用第5章

计算机网络技术与应用第5章

图5-2 中继器的连接示意图
第5章 网络互联与广域网
5.2.2 网桥
网桥也称桥接器，它是数据链路层上的局域网之间的 互联设备。网桥的功能是负责在数据链路层上实现数据帧 的存储转发和协议转换，用来实现多个网络系统之间的数
据交换。网桥的作用是扩展网络的距离，并通过过滤信息
流减轻网络的负担。图5-3为网桥的连接示意图。
第5章 网络互联与广域网
第5章 网络互联与广域网
5.1 网络互联概述 5.2 网络互联设备 *5.3 广域网简介 习题5 0
第5章 网络互联与广域网
5.1 网络互联概述
5.1.1 网络互联的概念
网络互联就是利用网络互联设备，将分布在不同
地域上的计算机网络相连接，以构成更大的计算机网
络系统，其目的在于实现处于不同网络上的用户间相 互通信和相互交流，以实现更大范围的数据通信和资 源共享。
(1) 传输速率较快，在没有ISDN时，人们使用调制解调
域网由一些节点交换机(也称通信处理机)以及连接这些交换 机的链路(通信线路和设备)组成，传输距离没有限制。广域 网的节点交换机实际上就是配置了通信协议的专用计算机， 是一种智能型通信设备。
第5章 网络互联与广域网
1．广域网的结构
广域网分为通信子网与资源子网两部分，广域网的通
信子网主要由节点交换机和连接这些交换机的链路组成。
1．公用电话交换网
公用电话交换网(Public Switch Telephone Network，
PSTN)即日常生活中的电话网，是一种以模拟技术为基础的
电路交换网络，其特点是通信资费低、数据传输质量差、 传输速率低、网络资源利用率低等。
第5章 网络互联与广域网
2．综合业务数字网

计算机网络技术基础网络互联技术及应用.优秀精选PPT

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路交换的利用率高，比报文交换的时延要小，而具有实时通信的能力。 分组交换利用统计时分复用原理，将一条数据链路复用成多个逻辑信道 ，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，称之为虚电路 (VC)实现数据的分组传送。
X..25层次模型
分组交换网的基本原理
分组交换网具有如下特点： (１)分组交换具有多逻辑信道的能力，故中继线的
电路利用率高； (２)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； (３)由于分组交换具有差错检测和纠正的能力，故
电路传送的误码率极小； (４)分组交换的网路管理功能强。
5.4 点到点通信
串行线路接口协(SLIP)
①寻址功能 ②类型标识 ③差错检测与校正 ④压缩
点到点协议(Point to Point Protocol， PPP)是IETF(Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组)推出的点到点类 型线路的数据链路层协议
公25用建交 议 换的分网组即交P换ST网N简(P称ub为lic“SwXi.tched Telephone Network)，它是以电路交换为信息交换方式，以 业务为主要业务的电信网。
25建议的分要组用交换于网简数称据为“通X. 信。分组交换是一种存储转发的交换方式，它将用户的报 第因5为章这网个络原文互因联划，技人分术们及通成应常用一将采定用X长. 度的分组，以分组为单位进行存储转发，因此，它比电
(1)控制平面 (2)用户平面
(1)块交互数据 (2)文件传送 (3)支持多个低速率复用 (4)字符交互 (5)互连局域网
5.2 公用交换 网
公用交换 网即PSTN(Public Switched Telephone Network)，它是以电路交换为 信息交换方式，以 业务为主要业务的电信

第五章网络互联设备

第五章网络互联设备
通过交换机连接的网段内的每个节点 ，都可以使用网络上的全部带宽来进 行通信，而不是各个节点共享带宽。
39
交换机
40
交换机与集线器的区别
共享式HUB
It’s for c
It’s for c
e
It’s for c It’s for c It’s for c
a
d
b
c
41
I’know who is c 交换式HUB
A
网3
网1 网2
11 51 E
21 D5 1
B
31
网4
41
网5
51
61
41 6 1 网6
F
C
“4”表示“从本路由 器到网 4”
“”表示“直接交付” “1”表示“距离是 1”
路由器 B 收到相邻路由器 A 和 C 的路由表
11 21 31
A
网3
网1 网2
11 51 E
21 D5 1
B
31
网4
41
(2)根据工作方式的不同，HUB可 分为共享式HUB 、堆叠共享式HUB以 及切换式HUB三大类。
22
5.2 集线器
3 集线器的扩展 a.集线器的堆叠(Stack)
集线器的堆叠是指将若干集线器 以特殊电缆通过特殊的端口连接起， 堆叠后的集线器从网络拓扑中可视为 一个集线器，也可作为一个集线器来 管理，如图所示。
下图是路由器功能的典型例子 54
主机 H1 IP1
查找路由表
硬件地址 路由器 R1
查找路由表
路由器 R2
HA1 局域网 HA3
HA4 局域网 HA5
HA6
主机 H2 IP2
局域网 HA2

第5讲 网络互联与广域网

第5讲 网络互联与广域网

就是在不同的网络体系结构 网络体系结构上 实现网络互连 就是在不同的网络体系结构上，选 定一个相应的协议层次 使得从该层开始， 相应的协议层次， 定一个相应的协议层次，使得从该层开始，被互 连的网络设备中的高层协议都是相同 高层协议都是相同的 连的网络设备中的高层协议都是相同的，其低层 和硬件的差异可以通过该层屏蔽， 和硬件的差异可以通过该层屏蔽，从而使网络用 户的应用得以互通。 户的应用得以互通。 对网络用户来说，互连的网络结构总是透明的。 对网络用户来说，互连的网络结构总是透明的。

6.2.2 数据链路层互连设备
网桥（Bridge）又称桥接器，是一种存储 网桥（Bridge）又称桥接器，是一种存储 局域网与局域网互联。 转发设备，主要用于局域网与局域网互联 转发设备，主要用于局域网与局域网互联。 可以将两个以上独立的物理网络连接在一 构成一个逻辑局域网 逻辑局域网。 起，构成一个逻辑局域网。 网桥是一种数据链路层上的网络互连设备， 数据链路层上的网络互连设备 网桥是一种数据链路层上的网络互连设备， 负责在数据链路层上将数据帧进行存储转 负责在数据链路层上将数据帧进行存储转 发。 网桥的作用是扩大网络的距离 扩大网络的距离， 网桥的作用是扩大网络的距离，并通过过 虑信息流减轻网络的负担 减轻网络的负担。 虑信息流减轻网络的负担。
6.1.1 网络互连类型
网络按照其覆盖范围分：局域网、 网络按照其覆盖范围分：局域网、城域网和广 域网。从网络互连角度， 域网。从网络互连角度，我们只考虑局域网与 广域网。 广域网。 网络互连的类型分以下几种： 网络互连的类型分以下几种：
局域网—局域网互连 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； 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； 异构网互连：不同协议的局域网互连； 局域网—广域网互连 广域网互连； 局域网 广域网互连； 广域网—广域网互连 广域网互连； 广域网 广域网互连；

第五章 网络互联


路由选择
路由器从它的路由选择源获得的路由选择 信息存放在路由表中。 路由表通过路由选择算法得到，每一条路 由信息包括目的网络以及下一跳路由器地 址和管辖距离。 通过一级一级地把报文分组转发到下一跳 路由器的方式，最终把数据包传送到目的 地。
数据转发
数据转发是路由器完成对数据分组的传送 工作。 当数据包通过互联网发送时，它的物理地 址是变化的，但它的网络地址的不变的。 路由器在转发数据包时，使用的是网络层 地址。但计算机与路由器之间或路由器与 路由器之间的信息传送，是依赖数据链路 层完成，具体传送过程中需要进行地址转 换并改变目的物理地址。
网桥应用实例
网桥的基本工作原理
网桥 站地址 转发表 网桥协 议实体 主机A 主机B 主机C 主机D 主机E 缓存 端口1 主机F 端口号 端口1 端口1 端口1 端口2 端口2 端口2
网桥具有寻 端口管 址和路由选 理软件 择功能，它 能对进入网 端口2 桥的数据源 地址/目的地 址进行检测。 网段1
M M
SNA WAN
网桥/路由器 802.3 LAN 802.4 LAN 802.3 LAN
B
M
X.25 WAN
M
LAN-LAN
LAN-WAN
LAN-WAN-LAN
典型的网络互联设备
互联设备 中继器 网桥 路由器 ISO-OSI 物理层 数据链路层 网络层 主要功能 放大信号，互连电缆段 在局域网之间存储转发帧 在不同网络之间存储转发 分组
路由选择 确定目的节点 故障处理
自动配置，管理 人工配置、管理 方便 复杂 次优 最优
逆向学习 由网桥完成 广播方式 由主机完成
复杂性
网桥复杂
主机负荷重
路由器

第五章计算机广域网


复合站：同时兼有主站和第从五章站计算功机广能域的网 站点。
四、广域网的帧封装格式
② 数据链路的配置方式
使用HDLC协议的数据链路的配置方式有2种：非平衡配置和 平
计 衡配置。
算 • 非平衡配置方式:链路的一端为主站，另一端为从站。主
机
站控制整个链路的工作，从站只有在主站轮询到它时才可
网
以向主站发送数据，否则只能等待。
计 算
第五章计算机广域网
机
网
络
第五章计算机广域网
一、广域网的概念
1、引入
当主机之间的距离较远时，例相隔几十或几百公里或更远，
局域网就无法完成主机之间的通信任务。这时就需要另一种
计 结构的网络，即广域网。
算 机 网 络
2、广域网的概念 广域网是一种跨越长距离，由交换机连接起来的两个或多个局 域网所组成的网络。
络 其结构有两种：点-点链路方式和多点链路方式，但大多应
用在多点链路方式中。
• 平衡配置方式：链路两端的两个站点都是复合站，站点间 由一条线路连接，该链路可由任何一方控制，链路两端的 站点具有同等地位，其结构只有一种：点—点链路方式。
第五章计算机广域网
点到点链路 控制链路的工作：如 初始化、建立、拆除、 差错恢复等
3、租用专线：分为模拟专线、数字专线，用户独占，费用较
高，速率较快。
第五章计算机广域网
四、广域网的帧封装格式
帧为数据链路层数据传输的单位，以太网（局域网）数据链
路一般采用广播通信方式（共享介质）；广域网数据链路主
要采用点到点的连接。
计 在广域网中用于点对点连接的数据帧协议有：HDLC和PPP
算 机 网
机 般用SDH/SONET表示。

第五章 广域网与网络互联

20
5.2
局域网互联
（3）网桥是一个存储转发设备 网桥是一个有源的帧存储转发设备，这使网桥能 具有如下功能： ①能匹配不同端口的速度
②对帧具有检测和过滤的作用。
③网桥能扩大网络地理范围，也增加了整个局域 网上工作站的最大数目。 ④提升网络带宽：网桥以分割网段提升带宽。
21
5.2
局域网互联
网桥存在的不足 （1）由于网桥对接收的帧要先存储和查找站表，然后才转 发。这就增加了时延。 （2）在MAC子层并没有流量控制功能。当网络上的负荷很 重时，网桥中的缓冲区的存储空间可能不够而发生溢出，以 致产生帧丢失的现象。 （3）具有不同MAC子层的网段桥接在一起时，网桥在转发 一个帧之前，必须修改帧的某些字段的内容，以适合另一个 MAC子层的要求。这也需要耗费时间。
局域网互联
常用的中间连接设备有：
中继器：常用于局域网的扩展，在物理层上实现互联。 网桥：主要用于局域网与局域网之间的互联，在数据链 路层实现互联。 路由器：主要用于局域网与广域网之间互联，在网络层 上实现互联。 网关：主要用于不同体系结构的网络之间的互联，在传 输层及其以上层实现互联。
12
5.2
局域网互联
2.网桥（Bridge ） • 又称桥接器，它是一种存储转发设备，主要用于 局域网－局域网互联，使用网桥连接起来的局域 网从逻辑上是一个网络。 • 它接收整个数据帧传递到OSI的数据链路层，进 行存储转发，实现网络互联。 • 网桥能够连接同类型局域网，也可以连接不同类 型网络，且可以是不同的传输介质。 • 相同类型：相同的MAC协议的局域网，如 802.3以太网 • 不同类型：不同的MAC协议网络，如802.3以 太网、802.5令牌环网和FDDI。 16 • 不同介质：粗细同轴电缆、光纤以太网系统。

第5章网络互联之广域网技术精品PPT课件

所要求的传输速率不超过64Kbps，就可以用全双工的方式传 送任何数字信息。
（2）D通道 D通道根据用户的需要不同，传输速率可以是16Kbps或
64Kbps。D通道的功能主要是为B通道传输信令，D通道也能 用于低速率的数据传输及遥感传输等。
3.ISDN的接口 ITU-T规定了ISDN的基本速率接口(BRI)和基群速率接
口(PRI)两种类型的接口结构。
（1）基本速率接口(BRI)
基本速率接口(BRI)规范了一个包含两个B通道和一个 16Kbps的D通道(2B＋D)的数字管道。两个B通道都是 64Kbps的D通道，总共是144Kbps。
（2）基群速率接口(PRI) 基群速率接口(PRI)规范了由23个B通道和一个64Kbps的
D通道组成的数字管道。23个B通道每个都是64Kbps的B通 道，加上一个64Kbpsr的D通道，总共是1.536Mbps。
5.4.5 X.25 网
X.25 网就是 X.25 分组交换网，它是在二十 多年前根据 CCITT（即现在的 ITU-T）的 X.25 建议书实现的计算机网络。
X.25 只是一个对公用分组交换网接口的规约。 X.25 所讨论的都是以面向连接的虚电路服务 为基础。
用户数据
分组层（网络层）
X.25首部
数据链路层 LAPB首部
用户数据 X.25 分组
LAPB 帧
LAPB尾部
X.25 网与 IP 网
基于 IP 协议的因特网是无连接的，只提供 尽最大努力交付的数据报服务，无服务质量 可言。
X.25 网是面向连接的，能够提供可靠交付的 虚电路服务，能保证服务质量。
为了使讨论更简单些，可以不严格区分“转发” 和“路由选择”，也不一定使用“转发表”这一 名词。
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5.1 广域网
ADSL工作原理
高速下传信道 中速双工信道 POTS
频带：200～1MHz 频带：25～200kHz 频带：0～225kHz
ADSL用频分复用(FDM)在电话线中创建三个信道：一个高 速下传信道(到用户端)，一个中速双工信道和一个POTS信 道(4 kHz)。
•
POTS信道（电话服务）用以保证即使 ADSL 连接失败了， 语音通信仍能正常运转。
6
5.1 广域网
综合业务数据网（ISDN）：使用公用交换网PSTN作为通信 线路，完全采用数字信道，提供64K-128Kbps速率传输服务。 非对称数字用户环路（ADSL）:所谓非对称指用户线的上 行（从用户到网络， 1Mbps ）和下行（从网络到用户， 1.58Mbps ）的传输速率不相同。 • 是一种通过在现有电信网络使用高级调制技术而在用户 和电话公司之间形成高速网络连接的技术。 • 直接在电话线上发送数字信号，支持数据、语音和视频 通信 • 用其特有的调制解调硬件（超级Modem）来连接现有双 绞线连接的各端。 • 传输速率高
计算机网络互联是利用网络互联设备及相应 的技术措施和协议把两个以上计算机网络连起来， 实现计算机网络之间的连接。 其核心是网络之间的硬件连接和网间互联的 协议。其特点： ① 在物理上已连接在一起，并可进行通信; ② 在逻辑上已经组成了一个大型的计算机网络。
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5.2
网络互联
二种类型的网络有三种网络互联形式： 局域网与局域网互联 局域网与广域网互联 广域网与广域网互联 各种类型的网络互联成一个网络有两种方式： 利用网间连接器实现网络互联，主要用于局域网与局 域网互联。 通过互联网实现网络互联，主要用于局域网与广域网、 广域网与广域网间的互联。
• •
8 高速和中速信道均可以复用(TDM)以创建多个低速通道。
5.1 广域网
ADSL的特点: 投资小，连接方便 传输距离远，误码率低，可靠性高 速率高，频带宽 数据保密性好，用户可独享高带宽 有线电视网络：利用CATV提供视频信号业务、语音、数据 等宽带多媒体信息业务，提供下行38Mbps，上行768Kbps速率 传输服务。 微波无线网
分组交换类：X.25、帧中继网、ATM网、无线分组网，
专线类：数字数据网DDN、数字卫星网VSAT
2
5.1 广域网
广域网与局域网的主要区别和关系
局域网采用的多点接入技术
1.连接技术的区别
（主要组成多为局域网交换机连接计算机）
广域网结点之间采用点到点连接
（主要组成为分组交换机） 局域网主要在Data Link层 主要 区别 3.应用侧重点 2.协议层次上 广域网主要在Network层 局域网强调共享资源，关注如何根据需求 来规划、建立与应用 广域网侧重数据传输，侧重提供什么样的
第5章 广域网与网络互联
主要学习内容 ：
• 基本概念
• 常见的广域网技术
• 网络互联
1
5.1 广域网
广域网WAN(Wide Area Network)在一个广泛范围内建 立的计算机通信网 。它所覆盖的地理范围从几十公里到几 千公里，可以覆盖一个国家、地区或横跨几个洲。目前 Internet网络就是最大的广域网。 其参考模型与协议可对照OSI 参考模型，广域网技术主 要位于底层的3个层次。 广域网的分类： 电路交换类：PSTN、IDSN和ADSL，
5
5.1 广域网
虚拟私有网络（ VPN, Virtual Private Network） ：是一种利用 公共网络来构建的私人专用网络技术。与传统的电信专线网络 相比，VPN虚拟专网具备以下优势： 廉价的网络接入:VPN虚拟专网利用免费的 Internet资源将企业在全省乃至全国的各分支机构进 行互联，各节点全部采用本地电话或本地专线接入 方式，大大节省了长途拨号及长途专线的连接费用。 严格的用户认证: VPN系统全部采用CA认证体制。 高强度的数据保密
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5.2
网络互联
常用的中间连接设备有：
中继器பைடு நூலகம்常用于局域网的扩展，在物理层上实现互联。 网桥：主要用于局域网与局域网之间的互联，在数据链 路层实现互联。 路由器：主要用于局域网与广域网之间互联，在网络层 上实现互联。 网关：主要用于不同体系结构的网络之间的互联，在传 输层及其以上层实现互联。
5.1 广域网
数字数据网（DDN, Digital Data Network) ：利用光纤、数字微 波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成，为用户提 供高质量的数据传输通道，传送各种数据业务，属于线路交换 方式，如ChinaDDN（2Mbps）。 帧中继（Frame Relay, FR） ：由于传输技术的发展，数据传 输误码率大大降低，分组通信的差错恢复机制显得过于繁琐， 帧中继将分组通信的三层协议简化为两层（工作在物理层和数 据链路层），大大缩短了处理时间，提高了效率。帧中继网内 部的纠错功能很大一部分都交由用户终端设备来完成。帧中继 是面向连接的方式，采用2个关键技术虚拟租用线路和“流水线” 方式（56K-45Mbps），为局域网互联提供合理速率和较低价格 的服务。
数据传输服务、用户如何接入。 4.广域网与局域网之间采用路由器连接
5.1 广域网
常见的广域网技术： 电话拨号网：使用公用电话交换网PSTN作为通信线路。 公用分组交换网：工作在OSI/RM的低3层。基于X.25标准提 供通信子网服务，如TELENET，DATAPAC，CHINAPAC。 X.25建议书是CCITT早在1976年就制定出的一个面向分组交 换的网络协议标准， 其目的在于希望借助现有的公共数据网进 行国际间的数据通信。X.25的基本特征: 协议比较复杂。 只是对公用分组交换网接口的规格说明 仅提供虚电路服务:从虚电路的建立来讲，可分成两种，即 4 交换式虚电路SVC和永久性虚电路PVC。
卫星通信网
9
5.2
问题的提出：
网络互联
●任何一个LAN总会受到两个方面的限制，即工作站个数 和网络覆盖距离。
●一个LAN内，当工作站较多时，会导致网络的总体性能 下降，例如802.3标准的LAN。
●如果一个单位已拥有许多个局域网，常需要将这些局 域网互连起来，以实现局域网之间的通信。
10
5.2
网络互联