【正文】 東華大學計算機科學與技術學院 90 網(wǎng)絡互聯(lián)設備 網(wǎng)絡互聯(lián)主要在四個層次上進行： ? 物理層 — 中繼器、 HUB ? 數(shù)據(jù)鏈路層 — 網(wǎng)橋、交換機 ? 網(wǎng)絡層 — 路由器 ? 傳輸層及以上 — 網(wǎng)關（協(xié)議轉換器） 東華大學計算機科學與技術學院 91 局域網(wǎng)擴展 在物理層 擴展 局域網(wǎng) 使用中繼器、集線器 在 電纜段 之間復制 比特信號，信號整形、放大、再生 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 傳輸層 表示層 會話層 應用層 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 傳輸層 表示層 會話層 應用層 物理層 中繼器、集線器 擴展后的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡層看來 還是一個網(wǎng)絡 東華大學計算機科學與技術學院 92 局域網(wǎng)擴展 在數(shù)據(jù)鏈路層 擴展 局域網(wǎng) 使用網(wǎng)橋、交換機 在 網(wǎng)段 之間轉發(fā) 數(shù)據(jù)幀（根據(jù) MAC層物理地址） 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 傳輸層 表示層 會話層 應用層 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 傳輸 層 表示層 會話層 應用層 物理層 網(wǎng)橋、交換機 數(shù)據(jù)鏈路層 擴展后的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡層看來 還是一個網(wǎng)絡 東華大學計算機科學與技術學院 93 網(wǎng)絡互連 在網(wǎng)絡層對多個網(wǎng)絡 互連 使用路由器 在 網(wǎng)絡 之間轉發(fā) IP 分組（根據(jù) IP 邏輯地址） 路由器在多個網(wǎng)絡之間進行網(wǎng)絡互連， 內(nèi)容將在下一章介紹。 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 傳輸層 表示層 會話層 應用層 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 傳輸層 表示層 會話層 應用層 物理層 路由器 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡 1 網(wǎng)絡 2 東華大學計算機科學與技術學院 94 在傳輸層及更高層 互連 使用網(wǎng)關 在傳輸層及更高層上進行處理或協(xié)議轉換 網(wǎng)絡互連 網(wǎng)絡 1 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 傳輸層 表示層 會話層 應用層 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 傳輸層 表示層 會話層 應用層 物理層 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡層 網(wǎng)關 網(wǎng)絡 1 網(wǎng)絡 2 東華大學計算機科學與技術學院 95 (1) 在物理層擴展局域網(wǎng) 物理層擴展設備： 中繼器（ Repeater）和集線器（ Hub） 中繼器 集線器 東華大學計算機科學與技術學院 96 中繼器 作用 ? 在物理層上實現(xiàn)局域網(wǎng)網(wǎng)段的擴展 ， 主要起到信號再生 、 放大 、 延長網(wǎng)絡距離的作用 。 優(yōu)點 ? 安裝簡單 、 使用方便 、 價格便宜 。 缺點 ? 不能夠無限制地擴展網(wǎng)絡長度 。 ? 中繼器處理的對象是數(shù)據(jù)比特 ， 它不能識別數(shù)據(jù)鏈路層的幀格式或網(wǎng)絡層的分組格式 。 不提供網(wǎng)段之間的隔離 。 東華大學計算機科學與技術學院 97 集線器 集線器：多端口中繼器 用多個集線器可連成更大的局域網(wǎng) 東華大學計算機科學與技術學院 98 優(yōu)點 ?使原來屬于不同沖突域的局域網(wǎng)上的計算機能夠進行跨沖突域的通信。 ?擴大了局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍。 缺點 ?沖突域增大了，但總的吞吐量并未提高。 ?如果不同的沖突域使用不同的數(shù)據(jù)率，那么就不能用集線器將它們互連起來。 用集線器擴展局域網(wǎng) 東華大學計算機科學與技術學院 99 在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng)用的設備： 網(wǎng)橋（ Bridge）和交換機（ Switch） 網(wǎng)橋 交換機 (2) 在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng) 東華大學計算機科學與技術學院 100 HUB HUB 廣播域 沖突域 沖突域 網(wǎng)橋或網(wǎng)絡交換機 HUB 沖突域 /廣播域 網(wǎng)段 2 網(wǎng)段 1 總帶寬 : BW*2 節(jié)點帶寬 : BW/4 總帶寬 : BW 節(jié)點帶寬 : BW/8 廣播域 網(wǎng)絡上所有能夠接收 到同樣廣播包的設備 的集合。 沖突域 網(wǎng)絡中任意兩個設備 同時發(fā)送數(shù)據(jù)都將會 產(chǎn)生沖突的設備的集 合。 東華大學計算機科學與技術學院 101 網(wǎng)橋連接網(wǎng)段擴展局域網(wǎng) 網(wǎng)橋是在邏輯鏈路層上存儲轉發(fā)數(shù)據(jù)幀的設備，當在多 個局域網(wǎng)之間需要交換信息，或為了安全、減小沖突域、增 大吞吐量、要將現(xiàn)存的單個局域網(wǎng)分隔成幾個網(wǎng)絡時，就要 用到網(wǎng)橋。（上圖中紅色光球 沖突） 東華大學計算機科學與技術學院 102 連接網(wǎng)橋前后的沖突域變化 一個沖突域 四個沖突域 東華大學計算機科學與技術學院 103 網(wǎng)橋 ? 網(wǎng)橋根據(jù) MAC 幀的目的地址對收到的幀進行轉發(fā)。 ? 網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。當網(wǎng)橋收到一個幀時，先檢查此幀的目的 MAC 地址，然后再確定是過濾丟棄、還是將該幀轉發(fā)到另一個端口 。 網(wǎng)橋的作用：過濾和轉發(fā) 東華大學計算機科學與技術學院 104 從 到 局域網(wǎng)橋的操作 由于 MAC不同，網(wǎng)橋在 LLC 子層過濾、轉發(fā) 幀 東華大學計算機科學與技術學院 105 ? 集線器在轉發(fā)幀時，不對傳輸媒體進行檢測。 ? 網(wǎng)橋在轉發(fā)幀之前必須執(zhí)行 CSMA/CD 算法。 ?若在發(fā)送過程中出現(xiàn)碰撞，就必須停止發(fā)送和進行退避。 ?在這一點上網(wǎng)橋的接口很像一個網(wǎng)卡。但網(wǎng)橋卻沒有網(wǎng)卡。 ? 由于網(wǎng)橋沒有網(wǎng)卡，因此網(wǎng)橋并不改變它轉發(fā)的幀的源地址。 網(wǎng)橋和集線器 (或轉發(fā)器 )不同 東華大學計算機科學與技術學院 106 交換機 交換機是一個較復雜的多端口透明網(wǎng)橋。在處理轉發(fā)決策時，交換機和透明網(wǎng)橋是類似的，但是交換機在交換數(shù)據(jù)幀時，有著不同的處理方式。 交換機與網(wǎng)橋之間存在的主要差別： 網(wǎng)橋一般只有兩個端口，而交換機通常有多個端口； 網(wǎng)橋的速度要比交換機慢； 網(wǎng)橋在發(fā)送幀前，通常要接收到完整的幀并執(zhí)行幀檢驗 （ FCS），而交換機在一個數(shù)據(jù)幀接收結束前就可以發(fā)送該 數(shù)據(jù)幀。 東華大學計算機科學與技術學院 107 ? 以太網(wǎng)交換機的每個端口都直接與主機相連，并且一般都工作在 全雙工方式 。 ? 交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。 ? 以太網(wǎng)交換機由于使用了專用的交換結構芯片，其交換速率就較高。 以太網(wǎng)交換機的特點 東華大學計算機科學與技術學院 108 ? 對于普通 10 Mb/s 的共享式以太網(wǎng)，若共有 N 個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬 (10 Mb/s)的 N 分之一。 ? 使用以太網(wǎng)交換機時，雖然在每個端口到主機的帶寬還是 10 Mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網(wǎng)絡用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有 N 對端口的交換機的總容量為 N?10 Mb/s。這正是交換機的最大優(yōu)點。 交換機端口獨占傳輸媒體的帶寬 東華大學計算機科學與技術學院 109 連接獨享端口以太交換機后的沖突域變化 東華大學計算機科學與技術學院 110 全雙工交換以太網(wǎng) （不再使用 CSMA/CD）