第07章 网络互连技术

互操作（Interoperability）是指网络中不同计 算机系统之间具有透明访问对方资源的能力；
7.2.2 网络互连的层次 互连是基础 互通是手段
互操作是目的
从通信协议的角度来看可以分成四个层次：
网络A 应用层
网络B 应用层
表示层 会话层
网关
表示层 会话层
传输层
传输层
网络层
路由器
网络层
数据链路层
7.2.1 网络互连的类型 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：通过路由器或网关实现 广域网—广域网互连：通过路由器或网关实现
桥接器
桥接器
路由器
LAN
路由器
WAN
WAN
路由器 WAN
路由器
WAN
路由器
WAN
LAN
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。
数据链路层互连
计算机A
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网桥 网桥
计算机B
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
传输介质
传输介质
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。
提供不同体系间互连接口。
7.3.1 中继器（Repteater ）
中继器是最简单的局域网延伸设备，运行在物理 层，即OSI的最底层。
由于网络受最远距离的限制，当网络段超过最大 传输距离时，需要增加一个设备来延伸该网络， 这个设备称为中继器。
它实际上是一种信号再生放大器，将接收到的弱 信号中的数据进行放大，再重新传入物理媒体。

三、网络互连设备
windows系统路由表： windows系统路由表： 系统路由表
三、网络互连设备
路由表： 路由表：
三、网络互连设备
路由跟踪： 路由跟踪：
三、网络互连设备
无线AP： 无线AP： AP 无线访问点也称无线AP(Access Point)，是无线网络 的核心设备。无线AP包含很广，不仅包含单纯的无线接入 点，也同样是无线路由器等设备的统称。
导体
绝缘层
铜网
外绝缘层
二、常见的网络传输介质
光纤 光纤由玻璃导芯、外包的玻璃铜芯层以及保护外壳组 成，如下图所示。光纤以光脉冲形式传递数字信号，因为 光纤不传输电脉冲，信号不会被窃听，也不受电子信号的 干扰，所以有利于安全、可靠、高速的大容量数据传输。
包层
护套
纤心
单 芯
二、常见的网络传输介质
无线传输 局域网中的无线传输技术主要有两种：红外线传输和 窄带无线电传输。除了电缆不连接到计算机上以外，无线 网络操作起来就像有线网络一样。
网络互连概述： 网络互连概述： 网络互连是指利用一定的技术和方法，由一种或多种 通信设备将两个或两个以上的网络连接起来，以构成一个 更大的网络系统。 网络互连允许用户在更大范围内实现信息传输和资源 共享，它主要包括两方面的内容： （1）将多个独立的、小范围的网络连接起来构成一个 较大范围的网络。 （2）将一个节点多、负载重的大型网络分解成若干个 小型网络，再利用互连技术把这些小型网络连接起来。
三、网络互连设备
路由器： 路由器： 为了完成“路由”工作，路由器中保存着各种传输路 径的相关数据——路由表，供路由选择时使用。路由表中 保存着子网的标志信息，网上路由器的个数和下一个路由 器的名称等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好 的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也 可以由主机控制。

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7.2 网络互连的类型与层次
7.2.1 网络互连的类型
局域网-局域网互连: 局域网-局域网互连: 同种局域网互连：符合相同协议的局域网之间的 同种局域网互连： 互连。通过网桥来实现。 互连。通过网桥来实现。 异型局域网互联：不符合相同协议的局域网之间 异型局域网互联： 的互连。 的互连。
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结点504
20
7.3 典型网络互连设备的工作原理
7.3.2 路由器
路由器是在网络层上实现多个网络互连的设备； 路由器是在网络层上实现多个网络互连的设备； 局域网的数据链路层与物理层可以是不同的，但 局域网的数据链路层与物理层可以是不同的， 数据链路层以上的高层要采用相同的协议； 数据链路层以上的高层要采用相同的协议； 路由器可以有效地隔离多个局域网的广播通信量 每一个局域网都是独立的子网。 ，每一个局域网都是独立的子网。 路由器内部有一个路由表数据库与一个网络路由 状态数据库。 状态数据库。
Cisco 4000 系列路由器
生产部门2
Catalyst 5000 系列交换机
Catalyst 5000 系列交换机
25
7.3 典型网络互连设备的工作原理
7.3.3 网关
网关是高层上实现多个网络互连的设备
NetWare结点 NetWare结点
局域网
NetWare结点 SNA网络
SNA主机
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7.3 典型网络互连设备的工作原理
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7.3 典型网络互连设备的工作原理
7.3.1 网桥
网桥与广播风暴： 网桥与广播风暴：
结点101 结点205
504 局域网1 局域网 1
Data N.1
504 N.3 网桥 N.2 N.4

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3. 循环移数网络
i=1
7 i=0
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5
i=2 0
1
2
3 4
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7
4. 树形和星形
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计算机系统结构
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5. 胖树形
2020/11/2
计算机系统结构
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6. 网格形和环网形
2020/11/2计算机来自统结构107. 超立方体
计算机系统结构
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2.交叉开关网络
交叉开关网络是单级网络，它由交叉点上的一元开关构成。 通常，这类交叉开关网络需要使用n×m个交叉点开关。正方形交 叉开关网络(n＝m)可以无阻塞地实现n!种置换。
每个周期可以实现n个数据传输，与每个总线周期只传一个数 据相比，它的频宽最高。
对小型系统来说性能价格比较高。 但是单级交叉开关网络一旦构成后将不能扩充。
定义：单级ICN只使用一级开关，如下图所示。 开关的每种接通组合方式可用一个互连函数表示。
f( j入 ) = j出，0≤j≤N-1
在互连函数中，记： N ── 结点数 n = log2N ── 维数 j= Xn-1……X0 ── 结点 编号的二进制形式，位数为n。
ICN
0
0
互连函数族的组成必须使网络成为连通图。
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动态互接网络
为了达到多用或通用的目的，我们需要采用动态连接网络， 它能根据程序要求实现所需的通信模式动态连接特性。
按照价格和性能增加的顺序，动态连接网络的排队次序为 总线系统、多级互连网络(MIN)和交叉开关网络。
1.总线系统