《網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)基礎(chǔ)》ppt課件

1、學(xué)習(xí)目的與要求學(xué)習(xí)目的與要求 本章主要引見計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的相關(guān)實(shí)際本章主要引見計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的相關(guān)實(shí)際知識、網(wǎng)絡(luò)互連的主要技術(shù)和構(gòu)造、以及網(wǎng)絡(luò)互連知識、網(wǎng)絡(luò)互連的主要技術(shù)和構(gòu)造、以及網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的任務(wù)原理和運(yùn)用。經(jīng)過本章學(xué)習(xí)，讀者可以設(shè)備的任務(wù)原理和運(yùn)用。經(jīng)過本章學(xué)習(xí)，讀者可以了解網(wǎng)絡(luò)互連的根本概念，掌握網(wǎng)絡(luò)互連的相關(guān)技了解網(wǎng)絡(luò)互連的根本概念，掌握網(wǎng)絡(luò)互連的相關(guān)技術(shù)，掌握術(shù)，掌握IP地址的運(yùn)用，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)地址的運(yùn)用，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)際根底。實(shí)的實(shí)際根底。n8.1 網(wǎng)絡(luò)互連的根本概念n8.2 網(wǎng)絡(luò)互連的技術(shù)與構(gòu)造n“互連和“互聯(lián)兩個術(shù)語的區(qū)別：n互連Interne

2、t-connection指僅是物理上銜接在一同，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間隔 上的延伸。例如運(yùn)用中繼器銜接擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)間隔 銜接的是同構(gòu)網(wǎng)。n互聯(lián)Internet-working指不僅在物理上銜接在一同，而且在邏輯上也銜接在一同。包括協(xié)議組的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)包的封裝等?；ヂ?lián)的網(wǎng)絡(luò)可以是同構(gòu)的，也可以是異構(gòu)的。 n網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型n1局域網(wǎng)之間的互聯(lián)LAN-LANn同構(gòu)網(wǎng)的互聯(lián)n異構(gòu)網(wǎng)的互聯(lián)n2局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的互聯(lián)LAN-MANn3局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)LAN-WANn4多個遠(yuǎn)程局域網(wǎng)利用公用網(wǎng)互聯(lián)LAN-WAN-LANn5廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)WAN-WANn網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層次n網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主要是將不同網(wǎng)段、網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)之間經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)

3、備銜接起來 。n網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)主要有中繼器和網(wǎng)橋用于局域網(wǎng)。n網(wǎng)際之間互聯(lián)主要有路由器和網(wǎng)關(guān)用于廣域網(wǎng)。 n網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型nOSI/RM共有 7個層次，不同功能層次的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時，所選擇網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備也不同。它們和OSI/RM的對應(yīng)關(guān)系如以下圖。n8.2.1 網(wǎng)絡(luò)互連方式n1. 中繼器方式n中繼器方式是任務(wù)于OSI/RM物理層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，可以互連數(shù)據(jù)鏈路層及以上層次協(xié)議一樣的網(wǎng)絡(luò)，普通用于拓展局域網(wǎng)的覆蓋范圍。n采用中繼器的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)錢低廉、運(yùn)用簡單，不需任何配置即可任務(wù)，效率高。缺陷是不能平衡負(fù)載及阻止“廣播風(fēng)暴，無法進(jìn)展包過濾，由中繼器所銜接的以太網(wǎng)段處于同一個沖突域和廣播域中。 2. 橋接器方

4、式 橋接器Bridge是任務(wù)于OSI/RM數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)互連送備，可以互連網(wǎng)絡(luò)層及以上層次協(xié)議一樣的網(wǎng)絡(luò)。普通用于互連兩個運(yùn)轉(zhuǎn)同類型網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的局域網(wǎng)，而網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)造、通訊介質(zhì)和通訊協(xié)議可以不同。 實(shí)踐運(yùn)用的網(wǎng)橋可分為三種：簡易網(wǎng)橋、透明網(wǎng)橋、源途徑網(wǎng)橋。 3. 路由器方式 路由器是任務(wù)在OSI/RM網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層以及以下各層的協(xié)議轉(zhuǎn)換，通常用來互連局域網(wǎng)和廣播網(wǎng)或者實(shí)如今同一點(diǎn)兩個以上的局域網(wǎng)的互連。 路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層地址如IP地址進(jìn)展信息的轉(zhuǎn)發(fā)，其功能主要有兩個：路由選擇和信息轉(zhuǎn)發(fā)，除此之外，還有負(fù)載平衡、流量控制、網(wǎng)絡(luò)和用戶管理等功能，可以隔離廣播域，阻止“廣播風(fēng)

5、暴傳送到整個網(wǎng)絡(luò)，具有更強(qiáng)的異種局域網(wǎng)互連才干。 由于路由器對于每一個到來的信息包都要進(jìn)展“拆包組包過程，而且一些復(fù)雜的處置功能都是采用軟件實(shí)現(xiàn)的，因此，成為高速網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的瓶頸，近幾年出現(xiàn)的第三層交換機(jī)，將路由與交換技術(shù)結(jié)合在一同，較好地處理了該問題，大大提高了網(wǎng)絡(luò)性能，第三層交換機(jī)又稱為路由交換機(jī)。 4. 網(wǎng)關(guān)方式 網(wǎng)關(guān)Gateway是在兩種不同協(xié)議之間進(jìn)展轉(zhuǎn)換的設(shè)備。有廣義網(wǎng)關(guān)和狹義網(wǎng)關(guān)之分。廣義網(wǎng)關(guān)指一切用于網(wǎng)絡(luò)互連的軟、硬件；狹義網(wǎng)關(guān)特指任務(wù)于OSI/RM高層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層以上的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，擔(dān)任高層協(xié)議的轉(zhuǎn)換，通常用于廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連、網(wǎng)絡(luò)與大型主機(jī)系統(tǒng)的互連等。這里所指的是狹義網(wǎng)關(guān)。

6、 網(wǎng)關(guān)可以轉(zhuǎn)換大多數(shù)協(xié)議層，覆蓋OSI模型的全部七層，比中繼器、網(wǎng)橋和路由器要復(fù)雜得多，效率相對也較低，網(wǎng)關(guān)普通有一定的公用性。n8.2.2 IP地址n1. IP信息包n1 IP信息包的傳送機(jī)制nIP是擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)之間信息傳送的協(xié)議，可將IP信息包從來源設(shè)備傳送到目的設(shè)備。要到達(dá)這樣的目的，IP必需依賴于兩種機(jī)制：IP定址與IP路由。 2分割與重組IP信息包 IP信息包必需放到數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)展傳送。每一種數(shù)據(jù)鏈路層的技術(shù)都會有不同的最大傳輸單位MTU，即該種技術(shù)所能傳輸?shù)淖畲笮畔L度。 IP信息包在傳送過程中，能夠會經(jīng)過許多個運(yùn)用不同技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。為理處理此問題，路由器必需有IP信息包分割與重組的機(jī)

7、制，將過長的信息包加以分割，以便能在最大傳輸單位較小的網(wǎng)絡(luò)上傳輸。分割后的IP信息包，會由目的設(shè)備重組，恢復(fù)成原來IP信息包。 3IP信息包的構(gòu)造 IP傳送數(shù)據(jù)的根本單位是IP信息包。IP信息包主要由兩部分所組成，如以下圖。 IP報(bào)頭，記錄有關(guān)IP地址、路由、信息包識別等信息。 IP Payload，載送上層協(xié)議的信息包。n在IP信息包的傳送過程中，IP報(bào)頭扮演了極為關(guān)鍵的角色，其中記錄了與IP相關(guān)的一切信息，以下為IP報(bào)頭中較為重要的信息。nIP信息包的目的地址Destination Address nIP信息包的來源地址Sourece Addressn上層協(xié)議Protocol nIP信息包

8、標(biāo)識碼Identification n分割與重組相關(guān)信息。記錄一切與分割、重組相關(guān)的信息。n存活時間TTL 2. IP地址表示法 IP地址本質(zhì)上是一個長度為32Bits的二進(jìn)制值，為了方便起見，普通運(yùn)用以下方式來轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制。 目前互聯(lián)網(wǎng)上通用的IP版本為第4版，稱為IPv4。IPv4的IP地址是由32Bits組成 IETF開場推出下一版的IP規(guī)格IPv6，IPv6的IP地址是由128位組成的，由此，可以提供非常富余的IP地址空間。 3. IP地址的等級 1IP地址的構(gòu)造 網(wǎng)絡(luò)地址 主機(jī)地址 2三種常見的地址等級 A類：網(wǎng)絡(luò)地址的長度為8位，第一位必需為0。A類網(wǎng)絡(luò)地址可從00000000至0

9、1111111，總共有27=128個，如以下圖。nB類：網(wǎng)絡(luò)地址的長度為16位，前導(dǎo)位有兩位，必需是10。因此B類的IP地址必然介于128.0.0.0與191.255.255.255之間，如以下圖。nC類：網(wǎng)絡(luò)地址的長度為24位，前導(dǎo)位有三位，必需是110。因此C類的IP地址必然介于192.0.0.0與223.255.255.255之間，如以下圖。 3 特殊的IP地址 主機(jī)地址全為0用來代表“這個網(wǎng)絡(luò) 。 主機(jī)地址全為1代表網(wǎng)絡(luò)中的全部設(shè)備，也就是廣播地址。 假設(shè)網(wǎng)絡(luò)地址與主機(jī)地址都為1，即255.255.255.255，稱為“Limited或“Local廣播信息包。 各個等級地址的最后1個網(wǎng)

10、絡(luò)地址除前導(dǎo)位外，其他的網(wǎng)絡(luò)地址位都設(shè)為1代表“Loopback地址環(huán)回地址。 私有地址： A類：10.0.0.010.255.255.255 B類：172.16.0.0172.31.255.255 C類：192.168.0.0192.168.255.255 4. 子網(wǎng)劃分 1 子網(wǎng)分割的原理 分割子網(wǎng)的重點(diǎn)便是讓每個子網(wǎng)擁有一個獨(dú)一無二的子網(wǎng)地址SubnetAddress，以此識別子網(wǎng)。 由于企業(yè)分配到的網(wǎng)絡(luò)地址是無法變動的，因此，假設(shè)要分割子網(wǎng)的話，必需從主機(jī)地址“借用前面幾位，作為子網(wǎng)地址。原先的網(wǎng)絡(luò)地址加上子網(wǎng)地址便可用來識別特定的子網(wǎng)。 2子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)掩碼長度為32位，與IP地址的

11、長度一樣。 子網(wǎng)掩碼必需是由一串延續(xù)的1，再跟上一串延續(xù)的0所組成。 為了方便閱讀，子網(wǎng)掩碼運(yùn)用與IP地址一樣的十進(jìn)制來表示。 子網(wǎng)掩碼必需與IP地址配對運(yùn)用才有意義。單獨(dú)的子網(wǎng)掩碼不具任何意義。當(dāng)子網(wǎng)掩碼與IP地址一同時，子網(wǎng)掩碼的l對映至IP地址便是代表網(wǎng)絡(luò)地址位，0對映至IP地址便是代表主機(jī)地址位。 原有等級式的網(wǎng)絡(luò)地址依然可繼續(xù)運(yùn)用。原先運(yùn)用A、B、C三種等級的網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼為： A類：255.0.0.0 B類：255.255.0.0 C類：255.255.255.0 3 子網(wǎng)分割實(shí)例 子網(wǎng)分割是相當(dāng)常見的運(yùn)用，以下便以實(shí)例闡明如何在企業(yè)內(nèi)部分割子網(wǎng)。假設(shè)A企業(yè)費(fèi)了一番功夫終于懇

12、求到如下的Class C IP地址： IP地址： 11001011 01001010 11001101 00000000 203.74.205.0 子網(wǎng)掩碼：11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0 A企業(yè)由于業(yè)務(wù)需求，內(nèi)部必需分成A1、A2、A3、A4等4個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。此時便需求利用子網(wǎng)分割的方式，建立數(shù)個子網(wǎng)，以便分配給這4個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。n首先要決議的是子網(wǎng)地址的長度。假設(shè)子網(wǎng)地址為2位，可構(gòu)成4個子網(wǎng)，但是子網(wǎng)地址不可全為0或1，因此實(shí)踐上可用的子網(wǎng)只需2個。假設(shè)子網(wǎng)地址為3 位，可構(gòu)成8個子網(wǎng)，扣除子網(wǎng)地址全為0或1的子網(wǎng)，因此實(shí)踐上可用的子網(wǎng)有6個，足以符合A企業(yè)的需求。n決議了子網(wǎng)地址的長度后，便可以知道新的子網(wǎng)掩碼，以及主機(jī)地址的長度。由于n運(yùn)用了3 位作為子網(wǎng)地址，網(wǎng)絡(luò)地址變成24+3=27位。因此，新的子網(wǎng)掩碼為：11111111 11111111 11111111 11100000 255.255.255.224網(wǎng)絡(luò) 可設(shè)置的IP地址子網(wǎng)掩碼A1203.74.205.33一203.74.205.62 255.255.255.224A2203.74.205.65203.74.205.94