第五章 网络连接常用设备与VLAN技术.doc

第五章网络连接常用设备与VLAN技术
【计划课时】8课时(~,)
网络连接设备
网络连接设备用于将一个网络的几个网段(segments)连接起来,或将几个网络(LAN-LAN,WAN-WAN,LAN-WAN)连接起来形成一个互联网络(interwork or )。习惯上,将它们分成五类:中继器、网桥、交换机、路由器和网关。
网络连接设备
connecting devices
联网设备
Networking devices
网际互连设备
working devices
中继器
网桥
交换机
路由器
网关
OSI层次
网络连接设备
作用
寻址功能
物理层
数据链路层
网络层
传输层及以上
中继器
网桥
路由器
网关
在电缆段间复制比特
在LAN之间存储转发帧
在不同的网络间存储转发分组
提供不同体系间互联接口
——
MAC地址
IP地址
——
中继器(repeater) P133
①物理层设备(局域网中最简单、成本最低的网络连接设备)
②特点:
·电信号再生放大转发中继器的作用是功能是对弱信号进行再生和转发。中继器检测由某个端口接收的输入信号,将其恢复为原始的波形和振幅,然后以最小的延迟将这些经过重整(重定时和恢复)的信号重新发送到接收端口之外的其他各个端口。
·无检错、纠错功能错误的数据经中继器后仍被复制到另一电缆段。
·用中继器连接的各网段属于同一个网络对数据链路层以上的协议来讲,用中继器互联起来的若干段电缆与单根电缆之间并没有差别(除了有一定时延)。
③应用:
·增加信号传送距离
·相同物理层协议的LAN内(同一网络不同网段的互连)
④分类:
·总线拓扑普通中继器(repeater或regenerator)
·星形拓扑集线器(hub) 实际上是一种多端口的普通中继器(multiport repeater)
网桥(bridge) P133
①数据链路层设备——识别MAC地址
②特点:
·帧的接收、存储与转发
将两个或更多独立的的物理网段连接起来,以形成一个逻辑网络,使这个逻辑网络的行为看起来就像一个单独的物理网络一样。一般情况下,被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程LLC,但媒体访问控制协议MAC可以不同。
·纠错(隔离错误帧)
。维护硬件地址表,并根据这个表将帧传送给特定的子网。
③应用:
·同协议组相同或不同MAC协议的LAN的互连(如以太网与令牌环网连接)
④分类:
·内桥(由服务器兼任)
·外桥(专门计算机)
⑤常用桥接技术(算法)
IEEE802委员会为网桥规定了两种桥接技术(算法):
·透明网桥(transparent bridge) 主要用于以太网环境(标准:IEEE )
·源路由选择网桥(SRB,source routing bridge) 主要用于令牌环环境(标准:IEEE )
【透明网桥】
透明网桥具有通过分析来自所有连接网络的输入封包的源地址来“学习”网络的拓扑结构并建立起一张自己的路径选择表(站表)的功能。它的表现和操作对网络主机而言是透明的。透明网桥处理帧的技术原理可以归纳为:
·广播未知帧(不知就广播)
·学习源地址(建立MAC-端口映射表)
·丢弃本网帧(过滤功能)
·转发异网帧(按MAC-端口映射表转发)
特点:使用MAC-端口映射表
缺点:不能选择最佳路由。
使用透明网桥必须注意不可出现“桥接循环”,即连接的任何两个LAN间不可存在多条网桥路径。否则要么出现网络通信失败,要么导致网络阻塞(congesting)。
解决桥接循环问题采用的方法是“生成树算法”(STA,Spanning Tree Algorithm)。它将冗余的路径设置成阻塞状态,提高了网络循环连接的可用性,同时消除了桥接循环带来的问题。
【源路由网桥】 P135
其特点是由发送帧的源工作站负责路由选择,每个源工作站都配置一张“路由选择表”。
源路由网桥处理帧的技术原理可以归纳为:
·广播路由选择帧(源站以广播方式向目的站发送一个路由选择帧,沿所有可能的路径传送,在传送中,每个路由选择帧都记下所经过的路径。)
·接收路由选择帧(当路由选择帧到达目的站后,就沿原路径返回源站,带回路由信息)
·生成路由选择表(源站从所有可能的路径中按一定规则——如最先发回路由选择帧的路由或最小的网络节点数等——选择一条最佳路由,记入本站的路由选择表中)
·封装源路由信息(凡从这个源站向这个目的站发送的帧,其首部都封装有源站所确定的路由信息)
除了上述两种桥接技术,还有所谓“源路由透明