第五章網(wǎng)絡(luò)互連目錄【知識目標】1．掌握網(wǎng)絡(luò)互連的概念及類型。2．了解網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備及其作用。3．了解公共交換網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識和網(wǎng)絡(luò)接入方式。4．掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)。【技能目標】1．能夠描述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的分類及其作用。2．能夠描述網(wǎng)絡(luò)各種接入方式的區(qū)別及其作用。3．描述計算機網(wǎng)絡(luò)的管理協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)。4．能夠熟練使用華為ENSP模擬器軟件及通過其進行網(wǎng)絡(luò)實驗操作。5．1網(wǎng)絡(luò)互連的概述網(wǎng)絡(luò)互連是指將不同的網(wǎng)絡(luò)連接起來，以構(gòu)成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5．1．1網(wǎng)絡(luò)互連的概念網(wǎng)絡(luò)互連是指將分布在不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備相連接，以構(gòu)成更大規(guī)模的互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)互連網(wǎng)絡(luò)資源的共享。1．各種互連的內(nèi)涵（1）互連，指網(wǎng)絡(luò)在物理上的連接，兩個網(wǎng)絡(luò)之間至少有一條在物理上連接的線路。（2）互聯(lián)，指網(wǎng)絡(luò)在物理和邏輯上，尤其是邏輯上的連接。（3）互通，指兩個網(wǎng)絡(luò)之間可以交換數(shù)據(jù)。（4）互操作，指網(wǎng)絡(luò)中不同計算機系統(tǒng)之間具有透明地訪問對方資源的能力。2．互連的要求（1）在互連的網(wǎng)絡(luò)之間提供鏈路，至少有物理線路和數(shù)據(jù)線路。（2）在不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的進程之間提供適當?shù)穆酚蓙斫粨Q數(shù)據(jù)。（3）提供網(wǎng)絡(luò)記賬服務(wù)，記錄網(wǎng)絡(luò)資源使用情況。（4）提供各種互連服務(wù)，應(yīng)盡可能不改變互連網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。5．1．2網(wǎng)絡(luò)互連的功能（1）屏蔽各個物理網(wǎng)絡(luò)的差別。（2）隱藏各個物理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)細節(jié)。（3）為用戶提供通用服務(wù)。5．1．3網(wǎng)絡(luò)互連的類型1．局域網(wǎng)與局域網(wǎng)互連2．局域網(wǎng)互廣域網(wǎng)互連3．局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)互連4．廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連5．1．4網(wǎng)絡(luò)互連的層次1．物理層互連物理層互連只是連接多個網(wǎng)段，起到擴大網(wǎng)絡(luò)范圍的作用。主要設(shè)備是中繼器和集線器（Hub）。中繼器是最低層的物理設(shè)備，用于在局域網(wǎng)中連接幾個網(wǎng)段，只起簡單的信號放大作用，用于延伸局域網(wǎng)的長度。嚴格地說，中繼器是網(wǎng)段連接設(shè)備而不是網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。2．數(shù)據(jù)鏈路層互連數(shù)據(jù)鏈路層互連是在網(wǎng)絡(luò)中起到對數(shù)據(jù)幀進行數(shù)據(jù)接收、地址過濾、存儲轉(zhuǎn)發(fā)的作用，可以實現(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)鏈路層互連時，數(shù)據(jù)鏈路層與物理層協(xié)議可以相同也可以不同。數(shù)據(jù)鏈路層互連設(shè)備是網(wǎng)橋和交換機。3．網(wǎng)絡(luò)層互連網(wǎng)絡(luò)層互連時，網(wǎng)絡(luò)層及其以下協(xié)議可以相同也可以不同。網(wǎng)絡(luò)層互連設(shè)備主要是路由器和第三層交換機。網(wǎng)絡(luò)層互連主要解決路由選擇、擁塞控制、差錯處理和分段技術(shù)等問題。如果網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議相同，則互連主要是解決路由選擇問題。如果網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議不同，則需使用多協(xié)議路由器。4．高層互連傳輸層及其以上各層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)之間的互連屬于高層互連，高層互連需要一個協(xié)議轉(zhuǎn)換器，起協(xié)議轉(zhuǎn)換的作用，為不同網(wǎng)絡(luò)體系間提供互連接口。高層互連的設(shè)備就是網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)的種類很多，但高層互連使用的網(wǎng)關(guān)大部分是應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)。5．2網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備常用的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備有中繼器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)。5．2．1中繼器、集線器中繼器又被稱為轉(zhuǎn)發(fā)器，中繼器工作在物理層，對于高層協(xié)議完全透明，它是局域網(wǎng)互聯(lián)的最簡單的設(shè)備。集線器也稱為集中器，作用與中繼器類似，其也工作在物理層，具有信號放大功能，它與一般中繼器的區(qū)別僅在于能夠提供更多的端口服務(wù)，所以集線器又叫多端口中繼器1．中繼器2．集線器（Hub）廣播式傳輸集線器的分類按尺寸分類 按帶寬分類按管理方式分類按擴展方式分類5．2．2網(wǎng)橋網(wǎng)橋又稱橋接器，是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，它在數(shù)據(jù)鏈路層對數(shù)據(jù)幀進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。根據(jù)幀的目的地址處于哪一網(wǎng)段來進行轉(zhuǎn)發(fā)和濾除。5．2．3交換機交換機工作于OSI參考模型的第二層，主要用于完成數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的工作，同網(wǎng)橋的功能相同，是一種基于MAC地址識別，能夠封裝、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，功能同網(wǎng)橋一樣，又稱為多端口網(wǎng)橋，點到點式傳輸1．交換機的工作原理1．交換機的工作原理2．交換機的技術(shù)參數(shù)（1）交換方式。直通交換、存儲轉(zhuǎn)發(fā)和碎片隔離（2）背板帶寬（3）包轉(zhuǎn)發(fā)率（4）傳輸速率（5）全雙工（6）內(nèi)存容量（7）端口數(shù)量（8）端口類型（9）MAC地址數(shù)量3．交換機與集線器的區(qū)別（1）工作層不同（2）工作原理不同 （3）帶寬使用不同（4）工作模式不同5．2．4三層交換機三層交換機最初是為了解決較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的廣播域問題，經(jīng)過多年的發(fā)展，三層交換機已經(jīng)成為接入層骨干網(wǎng)絡(luò)中的重要設(shè)備。5．2．4三層交換機5．2．5路由器路由器（Router）工作在網(wǎng)絡(luò)層，是進行網(wǎng)絡(luò)間連接的關(guān)鍵設(shè)備。1．路由器的組成路由器的本質(zhì)也是一臺計算機，有中央處理器（CPU）、存儲器和操作系統(tǒng)（IOS）等。（1）RAM（隨機存儲器（2）NVRAM（非易失性RAM（3）FLASH（快速閃存（4）ROM（只讀存儲器（5）CPU（中央處理器（6）背板2．路由器工作原理路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個分組（Packet，亦稱包）尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)包有效地傳送到目的站點。2．路由器的功能路徑選擇。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。3．路由器的分類（1）按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議劃分（2）按照功能劃分（3）按照結(jié)構(gòu)劃分（4）按照應(yīng)用劃分（5）按照所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分（6）按照性能劃分5．2．6網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)又稱網(wǎng)間連接器或協(xié)議轉(zhuǎn)換器。其工作在OSI七層模型的傳輸層或更高層，即在傳輸層以上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連。網(wǎng)關(guān)能夠連接兩個高層協(xié)議完全不同的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)能將收到的信息轉(zhuǎn)換為目的網(wǎng)絡(luò)所能接收的數(shù)據(jù)格式，5．2．6網(wǎng)關(guān)（1）當兩個網(wǎng)絡(luò)通過一個網(wǎng)關(guān)互連時，最簡單的方法就是直接將輸入網(wǎng)絡(luò)的信息包的格式轉(zhuǎn)換成輸出網(wǎng)絡(luò)信息包的格式。（2）另一種方法是制定一種標準的網(wǎng)間信息包格式，網(wǎng)關(guān)將第一個網(wǎng)絡(luò)的格式轉(zhuǎn)換成網(wǎng)間格式，再將網(wǎng)間格式轉(zhuǎn)換成第二個網(wǎng)絡(luò)的格式。5．3．1公共傳輸網(wǎng)構(gòu)建廣域網(wǎng)時，公共傳輸網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作機制用戶是不關(guān)心的，用戶只需了解公共傳輸網(wǎng)絡(luò)提供的接口，如何實現(xiàn)和公共傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的連接，并通過公共傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程端點之間的報文交換。因此，設(shè)計廣域網(wǎng)的前提在于掌握各種公共傳輸網(wǎng)絡(luò)的特性，公共傳輸網(wǎng)和用戶網(wǎng)之間的互連技術(shù)。

5．3．1公共傳輸網(wǎng)公共傳輸網(wǎng)基本可以分成兩類第一類是電路交換網(wǎng)，主要是公共交換電話網(wǎng)（PSTN）和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）另一類是分組交換網(wǎng)，主要是X.25分組交換網(wǎng)、幀中繼5．3．2網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)局域網(wǎng)的構(gòu)建由局域網(wǎng)所屬部門設(shè)計規(guī)劃建設(shè)，由所屬部門管理、維護。傳輸距離遠的廣域網(wǎng)由于受各種條件的限制，構(gòu)建廣域網(wǎng)時必須借助公共傳輸網(wǎng)，完成網(wǎng)絡(luò)接入。公用數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)是指由電信運營者經(jīng)營，通過公用數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。1．PSTN撥號調(diào)制解調(diào)器（Modem）

2．ISDN撥號網(wǎng)絡(luò)終端NT1和ISDN適配器

3．DDN專線DDN是隨著數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種新型網(wǎng)絡(luò)。

4．ADSL非對稱數(shù)字用戶線路（ADSL，AsymmetricDigitalSubscriberLine）是數(shù)字用戶線路（xDSL，DigitalSubscriberLine）服務(wù)中最流行的一種。

5．VDSLVDSL比ADSL還要快。使用VDSL，短距離內(nèi)的最大下傳速率可達55Mbps，上傳速率可達2.3Mbps（將來可達19.2Mbps，甚至更高）。VDSL使用的介質(zhì)是一對銅線，有效傳輸距離可超過1000米。

6．Cablemodem

7．無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）5．4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理交換機與路由器5．5．2視圖模式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件構(gòu)成中央處理器（CPU）主存儲器（RAM/DRAM）只讀存儲器（ROM）快閃存儲器（FlashROM）非易失性存儲器（NVRAM）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（1）思科互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)（InternetworkOperatingSystem，簡稱IOS）是思科公司為其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開發(fā)的操作維護系統(tǒng)。（2）華為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（VersatileRoutingPlatform，簡稱VRP）。通用路由平臺，是華為在通信領(lǐng)域多年的研究經(jīng)驗結(jié)晶，是華為所有基于IP/ATM構(gòu)架的數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品操作系統(tǒng)平臺。現(xiàn)在我們用的華為路由器、交換機都是VRP系統(tǒng)。視圖模式（1）普通視圖。命令行格式為<Huawei>（2）系統(tǒng)視圖。命令行格式為[Huawei]（3）接口配置視圖。命令行格式為[Huawei-Ethernet0/0/0]（4）Acl配置視圖。命令格式為[Huawei-acl-basic-2000]（5）QoS流分類視圖。命令格式為[Huawei-classifier-to-l3]（6）流動作視圖。命令格式為[Huawei-behavior-to-internet]（7）QoS策略視圖。命令格式為[Huawei-qospolicy-input]視圖模式2．命令行的在線幫助VRP命令行接口提供以下兩種在線幫助，如下所述。（1）完全幫助。在任一視圖下，鍵入“?”可以獲取該視圖下所有的命令及簡單描述。例如：[Huawei]?5．5．3ENSP使用數(shù)通設(shè)備模擬器（EnterpriseNetworkSimulationPlatform，ENSP）。這款華為公司開發(fā)的仿真軟件運行是物理設(shè)備的VRP操作系統(tǒng)，最大程度地模擬真實設(shè)備環(huán)境，您可以利用ENSP模擬工程開局與網(wǎng)絡(luò)測試，協(xié)助您高效地構(gòu)建企業(yè)優(yōu)質(zhì)的ICT網(wǎng)絡(luò)。1．軟件簡介下載eNSP軟件，該軟件為免費軟件，可以在華為官網(wǎng)下載。注意eNSP