【正文】 19 物理層互聯(lián)設(shè)備 中繼器 中繼器（ RP repeater）是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼系統(tǒng)在網(wǎng)間進行協(xié)議和功能轉(zhuǎn)換，具有很強的層次性。各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的功能不同，分屬于不同的層次。 15 按照連接網(wǎng)絡(luò)的不同 ， 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備分為中繼器 、集線器 、 網(wǎng)橋 、 交換機 、 路由器和網(wǎng)關(guān)等 。 14 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)解決方案 面向連接的解決方案 面向連接的解決方案要求兩個節(jié)點在通信時建立一條邏輯通道，所有的信息單元沿著這條邏輯通道傳輸。 PC LANWANLAN互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖 WAN PC PC PC PC PC 路由器 路由器 路由器 LAN LAN LAN 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型 13 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)解決方案 使一個網(wǎng)絡(luò)上的用戶能訪問其他網(wǎng)絡(luò)的資源，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的主要目的是使不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶能互相通信，其中最主要的內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)擴展。 WANWAN的互聯(lián)主要使用路由器或網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)。異構(gòu)網(wǎng)的互聯(lián)較復(fù)雜些，常用連接設(shè)備有網(wǎng)橋或路由器 , 如右圖所示 。 10 LANLAN互聯(lián) 在 LANLAN互聯(lián)中，根據(jù) LAN的傳輸性質(zhì)和通信協(xié)議不同，又分為同構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)和異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)兩種形式。 9 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型 按照地理覆蓋范圍對網(wǎng)絡(luò)進行分類，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主要有以下 4種類型： ① 局域網(wǎng)與局域網(wǎng)互連（ LANLAN），例如以太網(wǎng)與令牌環(huán)之間的互連。 8 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概念 “互連”、“互通”、和“互操作”三個術(shù)語 “互連”指在兩個物理網(wǎng)絡(luò)之間至少有一條物理鏈路，它為兩個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和可能性，但并不能保證兩個網(wǎng)絡(luò)一定能夠進行數(shù)據(jù)交換，這了取決于兩個網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議是否相互兼容。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指將兩個或兩個以上的計算機網(wǎng)絡(luò)通過一定的方法，用一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備互聯(lián)起來，從而構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間更廣泛的資源共享，并通過通信達到不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以進行信息和數(shù)據(jù)的交換。如果幾個計算機網(wǎng)絡(luò)只是在物理上連接在一起，它們之間并不能進行通信，那么這種“互連”并沒有什么實際意義。如何把這些 LAN互連起來，像使用電話系統(tǒng)那樣方便地使用計算機網(wǎng)絡(luò)，是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)要解決的問題。 2 本章目錄 167。 本章重點討論 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備、概念、類型、解決方案、層次、物理層互聯(lián)設(shè)備、數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備、應(yīng)用層互聯(lián)設(shè)備 等。 教學 重點 能力 要求 了解： 了解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的概念。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述 167。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是為了將兩個或者兩個以上具有獨立自治能力、同構(gòu)或異構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)連接起來，以形成能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)流通，擴大資源共享范圍，或者容納更多用戶的更加龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此通常在談到“互聯(lián)”時，就已經(jīng)暗示這些相互連接的計算機是可以進行通信的，也就是說，從功能上和邏輯上看，這些計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)組成了一個大型的計算機網(wǎng)絡(luò)，或稱為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，也可簡稱為互聯(lián)網(wǎng)、互連網(wǎng)。 7 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概念 要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，需要滿足的基本條件是： ① 在需要連接的網(wǎng)絡(luò)之間提供至少一條物理鏈路，并對這條鏈路具有相應(yīng)的控制規(guī) 程，使之能建立數(shù)據(jù)交換的連接。 “互通”指兩個網(wǎng)絡(luò)之間可以交換數(shù)據(jù)，它僅僅涉及通信的兩個網(wǎng)絡(luò)之間的端端連接與數(shù)據(jù)交換，為互操作提供條件。 ② 局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連（ LANWAN），例如使用公用電話網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、 DDN、 ISDN、幀中繼等連接遠程局域網(wǎng)。 ⑴ 同構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)： 指具有相同傳輸性質(zhì)和相同通信協(xié)議的局域網(wǎng)互聯(lián)。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型 11 WAN WAN 路由器 WANWAN互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖 LANWAN互聯(lián) LANWAN互聯(lián)可以使不同單位或機構(gòu)的 LAN連入范圍更大的網(wǎng)絡(luò)體系中。其連接如下圖所示。進行網(wǎng)絡(luò)擴展的主要原因有以下幾點： ① 擴展覆蓋范圍，由于局域網(wǎng)受到傳輸介質(zhì)、通信設(shè)備等限制，其通信距離總是有一定限制的，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可擴展其通信距離。路由器將一個網(wǎng)絡(luò)中的邏輯通道連接到另一個網(wǎng)絡(luò)中的邏輯通道，最終形成一條從源節(jié)點至目的節(jié)點的完整通道。 用戶在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和連接不同的網(wǎng)絡(luò)時 ， 正確地選擇互聯(lián)設(shè)備尤為重要 。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主要是將不同網(wǎng)段、網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)之間通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備連接起來。 根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以有以下五種中繼系統(tǒng)： ① 物理層中繼系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)發(fā)器或中繼器 (repeater)； ② 數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)橋 (bridge)和交換機（switch)； ③ 網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)，即路由器 (router)和三層交換機（switch）； ④ 網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)（應(yīng)用層），即網(wǎng)關(guān)(gateway)。中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負責在兩個節(jié)點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。中繼器就是為解決這一問題而設(shè)計的。 中繼器的主要功能 中繼器的功能就是將因傳輸而衰減和畸變的信號進行放大 、 整形和轉(zhuǎn)發(fā) ， 以延長信號的傳輸距離 。 如果發(fā)送結(jié)點與接收結(jié)點之間的距離超過 500m， 就不能正確接收數(shù)據(jù)信號 。 ⑷ 光纖中繼器： 用來實現(xiàn)兩光纖網(wǎng)段互聯(lián) ， 若用 4個光纖中繼器時 ， 每光纖段最長距離為 500m； 若用 3個光纖中繼器時 ， 每光纖段最長距離為 1000m。 ② 中繼器不能提供所連接網(wǎng)段之間的隔離功能。中繼器通常帶有兩個端口 ,用于連接一對同軸電纜，而隨著雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn) ,中繼器被做成具有多個端口的裝置，用在星型布線系統(tǒng)中 ,并稱其為集線器。在物理結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)，在邏輯上仍然是總線型結(jié)構(gòu)，并且在 MAC層仍然使用 CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。 ⑵ 按集線器端口連接介質(zhì)不同分類， 可分為： 同軸電纜、雙絞線和光纖三種類型。主要提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它進行相互通信 ， 是無線網(wǎng)和有線網(wǎng)之間溝通的橋梁，相當于一個無線集線器、無線收發(fā)器。物理層設(shè)備為終端設(shè)備間提供傳輸媒介及連接，但通訊設(shè)備之間的傳輸連接只在通訊時暫時連接的。如果有必要，一臺電腦也可以同時安裝兩塊或多塊網(wǎng)卡。網(wǎng)卡插在計算機主板插槽中，負責將用戶要傳遞的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備能夠識別的格式，通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸。 32 網(wǎng)卡的工作原理 網(wǎng)卡工作在數(shù)據(jù)鏈路層，主要完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的大部分功能。 適用于符合工業(yè)總線標準 ISA的網(wǎng)卡。 適用于符合 MCIA、并行口、 USB的網(wǎng)卡。 數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備 34 網(wǎng)橋 網(wǎng)橋（ Bridge）是連接兩個局域網(wǎng)的設(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層，準確地說，它工作在 MAC子層上，可以完成具有相同或相似體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接。 數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備 35 網(wǎng)橋又稱橋接器 , 用于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的物理地址過濾 、 網(wǎng)絡(luò)分段以及跨網(wǎng)段數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā) 。 數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備 36 網(wǎng)橋的工作原理 網(wǎng)橋主要用來連接兩個局域網(wǎng)，通過接收數(shù)據(jù)幀、地址過濾、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀方式實現(xiàn)多個局域網(wǎng)系統(tǒng)的互聯(lián)。 3 MAC網(wǎng)橋： 是工作在介質(zhì)訪問控制子層的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，它只能互聯(lián)具有相同 MAC協(xié)議的同類局域網(wǎng)。 數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備 39 網(wǎng)橋與其它設(shè)備比較 ① 網(wǎng)橋與中繼器 ② 網(wǎng)橋的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能與中繼器相比有優(yōu)點也有缺點，其優(yōu)點是： 1）使用網(wǎng)橋進行互連克服了物理限制，這意味著構(gòu)成 LAN 的數(shù)據(jù)站總數(shù)和網(wǎng)段數(shù)很容易擴充； 2）網(wǎng)橋納入存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能可使其適應(yīng)于連接使用不同 MAC 協(xié)議的兩個 LAN，因而構(gòu)成一個不同 LAN 混連在一起的混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境； 3）網(wǎng)橋的中繼功能僅僅依賴于 MAC 幀的地址，因而對高層協(xié)議完全透明； 4）網(wǎng)橋?qū)⒁粋€較大的 LAN 分成段，有利于改善可