計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義4

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義管理科學(xué)與工程系 馬維忠 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義2拓?fù)溷Ｕ撏負(fù)溷Ｕ搇對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的描述中存在一個(gè)明顯的矛對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的描述中存在一個(gè)明顯的矛盾盾l以太網(wǎng)使用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以太網(wǎng)使用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)l雙絞線以太網(wǎng)布的線不像是總線。雙絞線以太網(wǎng)布的線不像是總線。l事實(shí)上，按照前面的定義，事實(shí)上，按照前面的定義，10Base-T 布線布線形成星型拓?fù)湫纬尚切屯負(fù)溆?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義3l以太網(wǎng)是總線拓?fù)洌€是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依賴于以太網(wǎng)是總線拓?fù)?，還是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依賴于布線？?jī)烧叨际钦_答案布線？?jī)烧叨际钦_答案l雙絞線以太網(wǎng)形成一個(gè)典型的星型結(jié)構(gòu)，雙絞線以太網(wǎng)形成一個(gè)典型的星型結(jié)構(gòu)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有一條到

2、中心集線器的專用每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有一條到中心集線器的專用連接連接l然而它的功能像總線：所有計(jì)算機(jī)共享一然而它的功能像總線：所有計(jì)算機(jī)共享一個(gè)通信介質(zhì)；計(jì)算機(jī)必須競(jìng)爭(zhēng)介質(zhì)的使用，個(gè)通信介質(zhì)；計(jì)算機(jī)必須競(jìng)爭(zhēng)介質(zhì)的使用，并且任何時(shí)候至多只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)能傳輸并且任何時(shí)候至多只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)能傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義4l類似于傳統(tǒng)以太網(wǎng)，所有計(jì)算機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)類似于傳統(tǒng)以太網(wǎng)，所有計(jì)算機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)接口都能接收到每一個(gè)傳輸?shù)陌⑶揖W(wǎng)接口都能接收到每一個(gè)傳輸?shù)陌?，并且網(wǎng)絡(luò)接口負(fù)責(zé)以識(shí)別來(lái)自粗纜或細(xì)纜以太網(wǎng)絡(luò)接口負(fù)責(zé)以識(shí)別來(lái)自粗纜或細(xì)纜以太網(wǎng)的包的相同方式來(lái)識(shí)別包。的包的相同方式來(lái)識(shí)別包。l結(jié)果是，當(dāng)計(jì)算機(jī)向廣播地址發(fā)送一幀

3、時(shí)，結(jié)果是，當(dāng)計(jì)算機(jī)向廣播地址發(fā)送一幀時(shí)，所有其他計(jì)算機(jī)都收到幀的一個(gè)副本。所有其他計(jì)算機(jī)都收到幀的一個(gè)副本。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義5l為了解決這個(gè)明顯的矛盾及理解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為了解決這個(gè)明顯的矛盾及理解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，我們必須區(qū)分物理拓?fù)渑c邏輯拓?fù)?。我們必須區(qū)分物理拓?fù)渑c邏輯拓?fù)?。l從物理上講，雙絞線以太網(wǎng)使用星型拓?fù)?。從物理上講，雙絞線以太網(wǎng)使用星型拓?fù)?。l邏輯上講，雙絞線以太網(wǎng)的功能像總線。邏輯上講，雙絞線以太網(wǎng)的功能像總線。l這樣，這樣，10Base-T以太網(wǎng)通常叫做星型總線以太網(wǎng)通常叫做星型總線（star-shaped bus）。非正式地，雙絞線）。非正式地，雙絞線以太網(wǎng)也叫做盒中總線（以太網(wǎng)也叫做

4、盒中總線（bus in a box）或）或盒中網(wǎng)絡(luò)（盒中網(wǎng)絡(luò)（network in a box ）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義6網(wǎng)絡(luò)接口卡與布線方案網(wǎng)絡(luò)接口卡與布線方案l 由于網(wǎng)絡(luò)接口包含了處理通信的電氣細(xì)節(jié)的電路，由于網(wǎng)絡(luò)接口包含了處理通信的電氣細(xì)節(jié)的電路，它必須支持布線方案與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它必須支持布線方案與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。l 例如，雙絞線以太網(wǎng)的接口必須有一個(gè)例如，雙絞線以太網(wǎng)的接口必須有一個(gè)RJ-45連連接器，且必須按照接器，且必須按照10Base-T的說(shuō)明產(chǎn)生信號(hào)。然的說(shuō)明產(chǎn)生信號(hào)。然而，細(xì)纜以太網(wǎng)的接口必須有一個(gè)而，細(xì)纜以太網(wǎng)的接口必須有一個(gè)BNC連接器，連接器，以及必須產(chǎn)生與細(xì)網(wǎng)相適應(yīng)的信號(hào)。以及必須產(chǎn)

5、生與細(xì)網(wǎng)相適應(yīng)的信號(hào)。l 為使改變布線方案可以不改變接口硬件，許多網(wǎng)為使改變布線方案可以不改變接口硬件，許多網(wǎng)絡(luò)接口支持多種布線方案絡(luò)接口支持多種布線方案計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義8l盡管有多種連接器，但是一個(gè)特定接口任盡管有多種連接器，但是一個(gè)特定接口任何時(shí)候都只能使用一種布線方案。何時(shí)候都只能使用一種布線方案。l計(jì)算機(jī)中的軟件必須激活一個(gè)連接器，其計(jì)算機(jī)中的軟件必須激活一個(gè)連接器，其他的不用。他的不用。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義9l依靠一塊網(wǎng)卡支持多種布線方案的優(yōu)點(diǎn)是依靠一塊網(wǎng)卡支持多種布線方案的優(yōu)點(diǎn)是靈活性靈活性l一個(gè)站點(diǎn)能選擇一種布線方案或在不替換一個(gè)站點(diǎn)能選擇一種布線方案或在不替換接口硬件的情

6、況下改變布線方案。接口硬件的情況下改變布線方案。l更重要的是，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的物理地址是分更重要的是，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的物理地址是分配給網(wǎng)卡的，所以改變布線方案時(shí)計(jì)算機(jī)配給網(wǎng)卡的，所以改變布線方案時(shí)計(jì)算機(jī)的物理地址保持不變的物理地址保持不變計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義10布線方案與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)布線方案與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)l其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能適合多種布線技術(shù)其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能適合多種布線技術(shù)l如最初的如最初的LocalTalk布線方案也使用收發(fā)器布線方案也使用收發(fā)器lLocal Talk 收發(fā)器并不連接在單一的電纜收發(fā)器并不連接在單一的電纜上。上。l相反地，相反地，Local Talk的布線使每個(gè)收發(fā)器都的布線使每個(gè)收發(fā)器都接近計(jì)算

7、機(jī)，然后利用每對(duì)收發(fā)器之間的接近計(jì)算機(jī)，然后利用每對(duì)收發(fā)器之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接將所有的收發(fā)器連接成一根鏈點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接將所有的收發(fā)器連接成一根鏈計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義12lLocal Talk網(wǎng)絡(luò)也可以使用集線器連接。網(wǎng)絡(luò)也可以使用集線器連接。l像雙絞線以太網(wǎng)的集線器那樣，像雙絞線以太網(wǎng)的集線器那樣，Local Talk 集線器也是一種能模擬電纜的電子設(shè)備。集線器也是一種能模擬電纜的電子設(shè)備。l這個(gè)集線器放在中心位置，并且每臺(tái)計(jì)算這個(gè)集線器放在中心位置，并且每臺(tái)計(jì)算機(jī)到集線器都有一條專用連接。機(jī)到集線器都有一條專用連接。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義13l具有多種布線方案并不只限于總線網(wǎng)絡(luò)具有多種布線方案并不只

8、限于總線網(wǎng)絡(luò)l幾乎任何一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都能支持多種布線幾乎任何一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都能支持多種布線方案，并且邏輯拓?fù)淇梢耘c物理拓?fù)洳煌?。方案，并且邏輯拓?fù)淇梢耘c物理拓?fù)洳煌?。?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義14l例如，集線器布線通常用在例如，集線器布線通常用在IBM的令牌環(huán)中。的令牌環(huán)中。l每臺(tái)計(jì)算機(jī)連接的集線器是一個(gè)電子設(shè)備。每臺(tái)計(jì)算機(jī)連接的集線器是一個(gè)電子設(shè)備。l邏輯上講，集線器管理一個(gè)環(huán)，包括令牌邏輯上講，集線器管理一個(gè)環(huán)，包括令牌傳輸?shù)募?xì)節(jié)，就像計(jì)算機(jī)連接到傳統(tǒng)的環(huán)傳輸?shù)募?xì)節(jié)，就像計(jì)算機(jī)連接到傳統(tǒng)的環(huán)狀布線。狀布線。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義15l這樣，在令牌環(huán)網(wǎng)中使用集線器布線會(huì)導(dǎo)這樣，在令牌環(huán)網(wǎng)中使用集線器布線會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)有

9、兩個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：致網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：l一個(gè)是物理上的星型結(jié)構(gòu)，一個(gè)是邏輯上一個(gè)是物理上的星型結(jié)構(gòu)，一個(gè)是邏輯上的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。l結(jié)果是，令牌環(huán)網(wǎng)集線器有時(shí)候也叫做盒結(jié)果是，令牌環(huán)網(wǎng)集線器有時(shí)候也叫做盒中的環(huán)（中的環(huán)（ring in a box ）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義16l集線器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能用電子方式處理故集線器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能用電子方式處理故障。障。l例如，如果計(jì)算機(jī)與集線器之間的連接偶例如，如果計(jì)算機(jī)與集線器之間的連接偶然中斷，集線器中的電路能檢測(cè)出故障，然中斷，集線器中的電路能檢測(cè)出故障，把斷開(kāi)的站點(diǎn)從環(huán)中去除，并允許剩下的把斷開(kāi)的站點(diǎn)從環(huán)中去除，并允許剩下的計(jì)算機(jī)通信。計(jì)算機(jī)通信。計(jì)算

10、機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義17包傳輸包傳輸局域網(wǎng)擴(kuò)展：光纖調(diào)制解調(diào)器、中繼器、局域網(wǎng)擴(kuò)展：光纖調(diào)制解調(diào)器、中繼器、網(wǎng)橋及交換機(jī)網(wǎng)橋及交換機(jī) l前幾章介紹了前幾章介紹了基本的局域網(wǎng)技術(shù)基本的局域網(wǎng)技術(shù)和相關(guān)的和相關(guān)的布線方案布線方案。l設(shè)計(jì)局域網(wǎng)時(shí)必須綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)局域網(wǎng)時(shí)必須綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速運(yùn)行速度度、連接的、連接的距離距離及所需的及所需的費(fèi)用費(fèi)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義18l設(shè)計(jì)者指定局域網(wǎng)能連接的計(jì)算機(jī)間的最設(shè)計(jì)者指定局域網(wǎng)能連接的計(jì)算機(jī)間的最大距離，典型的最大距離為幾百米。大距離，典型的最大距離為幾百米。l顯然，局域網(wǎng)技術(shù)最好用于連接同一幢建顯然，局域網(wǎng)技術(shù)最好用于連接同一幢建筑物內(nèi)的計(jì)算機(jī)筑物內(nèi)的計(jì)算機(jī)

11、l然而，以電子方式交互的用戶并不總是位然而，以電子方式交互的用戶并不總是位于相距幾百米之內(nèi)的辦公室里于相距幾百米之內(nèi)的辦公室里計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義19l本章討論擴(kuò)展局域網(wǎng)的基本機(jī)制，本章討論擴(kuò)展局域網(wǎng)的基本機(jī)制，l以及使用光纖調(diào)制解調(diào)器、中繼器和網(wǎng)橋以及使用光纖調(diào)制解調(diào)器、中繼器和網(wǎng)橋來(lái)擴(kuò)展局域網(wǎng)來(lái)擴(kuò)展局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義20距離限制與局域網(wǎng)設(shè)計(jì)距離限制與局域網(wǎng)設(shè)計(jì)l局域網(wǎng)的連接距離是設(shè)計(jì)局域網(wǎng)時(shí)考慮的局域網(wǎng)的連接距離是設(shè)計(jì)局域網(wǎng)時(shí)考慮的一個(gè)基本方面一個(gè)基本方面l設(shè)計(jì)局域網(wǎng)時(shí)，工程師會(huì)綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)局域網(wǎng)時(shí)，工程師會(huì)綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的容量、最大延遲和能連接的最大距離容量、最大延遲和能連接的最大距離計(jì)

12、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義21l為節(jié)約費(fèi)用，局域網(wǎng)通常使用共享通信介為節(jié)約費(fèi)用，局域網(wǎng)通常使用共享通信介質(zhì)，如總線或環(huán)。質(zhì)，如總線或環(huán)。l由于使用共享通信介質(zhì)，設(shè)計(jì)局域網(wǎng)時(shí)應(yīng)由于使用共享通信介質(zhì)，設(shè)計(jì)局域網(wǎng)時(shí)應(yīng)考慮到讓每個(gè)工作站都能公平地訪問(wèn)共享考慮到讓每個(gè)工作站都能公平地訪問(wèn)共享通信介質(zhì)。通信介質(zhì)。l例如，總線網(wǎng)使用例如，總線網(wǎng)使用C S M A / C D ，而環(huán)形，而環(huán)形網(wǎng)使用令牌傳遞來(lái)保證這一點(diǎn)。網(wǎng)使用令牌傳遞來(lái)保證這一點(diǎn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義22l限制局域網(wǎng)連接距離的主要因素就是公平限制局域網(wǎng)連接距離的主要因素就是公平訪問(wèn)機(jī)制訪問(wèn)機(jī)制l兩個(gè)最常用的訪問(wèn)機(jī)制是兩個(gè)最常用的訪問(wèn)機(jī)制是CSMA/CD和令牌和令

13、牌傳遞，它們的響應(yīng)時(shí)間都和網(wǎng)絡(luò)的大小成傳遞，它們的響應(yīng)時(shí)間都和網(wǎng)絡(luò)的大小成正比正比l為了達(dá)到較小的網(wǎng)絡(luò)延遲，局域網(wǎng)的連接為了達(dá)到較小的網(wǎng)絡(luò)延遲，局域網(wǎng)的連接距離就會(huì)受到限制距離就會(huì)受到限制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義23l另一個(gè)限制因素是硬件發(fā)射固定能量的電另一個(gè)限制因素是硬件發(fā)射固定能量的電磁波磁波l由于電信號(hào)在導(dǎo)線中傳輸時(shí)逐漸變?nèi)酰庞捎陔娦盘?hào)在導(dǎo)線中傳輸時(shí)逐漸變?nèi)?，信?hào)不可能被傳輸?shù)綗o(wú)限遠(yuǎn)。號(hào)不可能被傳輸?shù)綗o(wú)限遠(yuǎn)。l為保證局域網(wǎng)中的所有站點(diǎn)都能接收到足為保證局域網(wǎng)中的所有站點(diǎn)都能接收到足夠強(qiáng)的信號(hào)，設(shè)計(jì)人員要考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)夠強(qiáng)的信號(hào)，設(shè)計(jì)人員要考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所能連接的最大距離。所能連接的最大距離。計(jì)算

14、機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義24光纖擴(kuò)展光纖擴(kuò)展l研究人員設(shè)計(jì)了一些擴(kuò)展局域網(wǎng)的方法研究人員設(shè)計(jì)了一些擴(kuò)展局域網(wǎng)的方法l設(shè)計(jì)的原理既不是增強(qiáng)由接口硬件產(chǎn)生的設(shè)計(jì)的原理既不是增強(qiáng)由接口硬件產(chǎn)生的信號(hào)的強(qiáng)度，也不是在最大連接距離范圍信號(hào)的強(qiáng)度，也不是在最大連接距離范圍外加長(zhǎng)導(dǎo)線外加長(zhǎng)導(dǎo)線l大多數(shù)的擴(kuò)展機(jī)制是在標(biāo)準(zhǔn)的接口硬件上大多數(shù)的擴(kuò)展機(jī)制是在標(biāo)準(zhǔn)的接口硬件上接入另外的硬件，使之能在較長(zhǎng)距離內(nèi)傳接入另外的硬件，使之能在較長(zhǎng)距離內(nèi)傳輸信號(hào)輸信號(hào)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義25l最簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)擴(kuò)展機(jī)制是在計(jì)算機(jī)和收最簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)擴(kuò)展機(jī)制是在計(jì)算機(jī)和收發(fā)器之間使用光纖和一對(duì)光纖調(diào)制解調(diào)器發(fā)器之間使用光纖和一對(duì)光纖調(diào)制解調(diào)器 fiber

15、 modeml因?yàn)楣饫w延遲短、帶寬高，這種機(jī)制使計(jì)因?yàn)楣饫w延遲短、帶寬高，這種機(jī)制使計(jì)算機(jī)能連接一個(gè)與遠(yuǎn)處網(wǎng)絡(luò)相連接的收發(fā)算機(jī)能連接一個(gè)與遠(yuǎn)處網(wǎng)絡(luò)相連接的收發(fā)器器計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義26l在實(shí)際應(yīng)用中，擴(kuò)展硬件插在計(jì)算機(jī)和收在實(shí)際應(yīng)用中，擴(kuò)展硬件插在計(jì)算機(jī)和收發(fā)器之間。發(fā)器之間。l計(jì)算機(jī)發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)來(lái)控制收發(fā)器，收計(jì)算機(jī)發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)來(lái)控制收發(fā)器，收發(fā)器接收標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。發(fā)器接收標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。l因此，這一擴(kuò)展可以使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口硬因此，這一擴(kuò)展可以使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口硬件件計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義28l每一個(gè)光纖調(diào)制解調(diào)器都有專門的硬件來(lái)每一個(gè)光纖調(diào)制解調(diào)器都有專門的硬件來(lái)完成兩個(gè)功能：完成兩個(gè)功能：lA

16、 U I 信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換，信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換，l數(shù)字信號(hào)與在光纖中傳輸?shù)墓饷}沖之間的數(shù)字信號(hào)與在光纖中傳輸?shù)墓饷}沖之間的相互轉(zhuǎn)換相互轉(zhuǎn)換l必須提供雙向通信功能以使計(jì)算機(jī)能收發(fā)必須提供雙向通信功能以使計(jì)算機(jī)能收發(fā)幀幀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義29l光纖調(diào)制解調(diào)器的主要優(yōu)點(diǎn)是能連接遠(yuǎn)處光纖調(diào)制解調(diào)器的主要優(yōu)點(diǎn)是能連接遠(yuǎn)處的局域網(wǎng)，而不必改變?cè)瓉?lái)的局域網(wǎng)和計(jì)的局域網(wǎng)，而不必改變?cè)瓉?lái)的局域網(wǎng)和計(jì)算機(jī)。算機(jī)。l由于光纖的延遲短，帶寬高，它能在幾公由于光纖的延遲短，帶寬高，它能在幾公里的范圍內(nèi)正常地工作。里的范圍內(nèi)正常地工作。l一般用它來(lái)把一幢大樓內(nèi)的計(jì)算機(jī)連接到一般用它來(lái)把一幢大樓內(nèi)的計(jì)算機(jī)

17、連接到另一幢大樓內(nèi)的局域網(wǎng)中另一幢大樓內(nèi)的局域網(wǎng)中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義30中繼器中繼器l前面提到限制局域網(wǎng)連接距離的一個(gè)因素前面提到限制局域網(wǎng)連接距離的一個(gè)因素是電子信號(hào)在傳輸時(shí)會(huì)衰減。是電子信號(hào)在傳輸時(shí)會(huì)衰減。l為消除這個(gè)限制，一些局域網(wǎng)用中繼器來(lái)為消除這個(gè)限制，一些局域網(wǎng)用中繼器來(lái)連接兩根電纜連接兩根電纜l中繼器是能持續(xù)檢測(cè)電纜中模擬信號(hào)的設(shè)中繼器是能持續(xù)檢測(cè)電纜中模擬信號(hào)的設(shè)備。備。l當(dāng)它檢測(cè)到一根電纜中有信號(hào)傳來(lái)時(shí)，中當(dāng)它檢測(cè)到一根電纜中有信號(hào)傳來(lái)時(shí)，中繼器便轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)放大的信號(hào)到另一根電纜繼器便轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)放大的信號(hào)到另一根電纜計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義32l一個(gè)中繼器連接兩根稱為網(wǎng)段一個(gè)中繼

18、器連接兩根稱為網(wǎng)段 segment 的的以太網(wǎng)電纜，每個(gè)網(wǎng)段都連有通常的終結(jié)以太網(wǎng)電纜，每個(gè)網(wǎng)段都連有通常的終結(jié)器。器。l中繼器不了解幀的格式，也沒(méi)有物理地址。中繼器不了解幀的格式，也沒(méi)有物理地址。l中繼器直接連到以太網(wǎng)電纜上，并且把信中繼器直接連到以太網(wǎng)電纜上，并且把信號(hào)從一根電纜發(fā)送到另外一根電纜，而不號(hào)從一根電纜發(fā)送到另外一根電纜，而不等待一個(gè)完整的幀等待一個(gè)完整的幀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義33l由于中繼器傳輸兩個(gè)網(wǎng)段的所有信號(hào)，所由于中繼器傳輸兩個(gè)網(wǎng)段的所有信號(hào)，所以連在一個(gè)網(wǎng)段上的計(jì)算機(jī)能和連在另一以連在一個(gè)網(wǎng)段上的計(jì)算機(jī)能和連在另一個(gè)網(wǎng)段上的計(jì)算機(jī)通信。個(gè)網(wǎng)段上的計(jì)算機(jī)通信。l實(shí)際上，使用中

19、繼器時(shí)源和目標(biāo)計(jì)算機(jī)并實(shí)際上，使用中繼器時(shí)源和目標(biāo)計(jì)算機(jī)并不能判斷它們是否連在同一或不同的網(wǎng)段不能判斷它們是否連在同一或不同的網(wǎng)段上上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義34l僅僅增加中繼器是否就能將以太網(wǎng)增加到僅僅增加中繼器是否就能將以太網(wǎng)增加到很多個(gè)很多個(gè)500米網(wǎng)段嗎？米網(wǎng)段嗎？l答案是否定的答案是否定的l雖然這樣能保證有足夠的信號(hào)強(qiáng)度，但每雖然這樣能保證有足夠的信號(hào)強(qiáng)度，但每個(gè)中繼器和網(wǎng)段都增加了延遲個(gè)中繼器和網(wǎng)段都增加了延遲l以太網(wǎng)以太網(wǎng)CSMA/CD協(xié)議要求短時(shí)延，如果延協(xié)議要求短時(shí)延，如果延遲太長(zhǎng)，協(xié)議就不能工作遲太長(zhǎng)，協(xié)議就不能工作計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義35l實(shí)際上，中繼器是當(dāng)前以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的一部實(shí)際上，中繼

20、器是當(dāng)前以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的一部分，如果任何一對(duì)工作站之間的中繼器超分，如果任何一對(duì)工作站之間的中繼器超過(guò)四個(gè)，網(wǎng)絡(luò)便不能正常運(yùn)行過(guò)四個(gè)，網(wǎng)絡(luò)便不能正常運(yùn)行l(wèi)10Base-T布線中的一個(gè)以太網(wǎng)集線器也算布線中的一個(gè)以太網(wǎng)集線器也算作一個(gè)中繼器作一個(gè)中繼器計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義36l中繼器最初設(shè)計(jì)為用于連接兩個(gè)距離較近中繼器最初設(shè)計(jì)為用于連接兩個(gè)距離較近的以太網(wǎng)網(wǎng)段（例如在一棟建筑物內(nèi)），的以太網(wǎng)網(wǎng)段（例如在一棟建筑物內(nèi)），l通過(guò)光纖調(diào)制解調(diào)器可以延長(zhǎng)連接距離。通過(guò)光纖調(diào)制解調(diào)器可以延長(zhǎng)連接距離。l光纖中繼器內(nèi)連接（光纖中繼器內(nèi)連接（fiber optic intra-repeater link ，F(xiàn)OIRL）

21、由通過(guò)光纖相連）由通過(guò)光纖相連的兩個(gè)設(shè)備組成的兩個(gè)設(shè)備組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義37l該設(shè)備類似于中繼器，每個(gè)設(shè)備連接一個(gè)該設(shè)備類似于中繼器，每個(gè)設(shè)備連接一個(gè)網(wǎng)段，并用光纖通信。網(wǎng)段，并用光纖通信。l由于光纖延遲短，一個(gè)由于光纖延遲短，一個(gè)FOIRL可連接兩幢可連接兩幢大樓內(nèi)的網(wǎng)段大樓內(nèi)的網(wǎng)段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義38l 中繼器有幾個(gè)缺點(diǎn)。中繼器有幾個(gè)缺點(diǎn)。l 最大的缺點(diǎn)是中繼器不了解一個(gè)完整的幀。最大的缺點(diǎn)是中繼器不了解一個(gè)完整的幀。l 當(dāng)從一個(gè)網(wǎng)段接收信號(hào)并轉(zhuǎn)發(fā)至另一個(gè)網(wǎng)段時(shí)，當(dāng)從一個(gè)網(wǎng)段接收信號(hào)并轉(zhuǎn)發(fā)至另一個(gè)網(wǎng)段時(shí)，中繼器不能區(qū)分該信號(hào)是否為一個(gè)有效幀或其他中繼器不能區(qū)分該信號(hào)是否為一個(gè)有效幀或其他信號(hào)

22、。信號(hào)。l 因此當(dāng)在一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)發(fā)生沖突時(shí)，中繼器就向另因此當(dāng)在一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)發(fā)生沖突時(shí)，中繼器就向另一個(gè)網(wǎng)段發(fā)送不正確的信號(hào)，即與沖突相關(guān)的重一個(gè)網(wǎng)段發(fā)送不正確的信號(hào)，即與沖突相關(guān)的重疊信號(hào)。疊信號(hào)。l 類似地，當(dāng)干擾（例如閃電）在網(wǎng)段中產(chǎn)生了電類似地，當(dāng)干擾（例如閃電）在網(wǎng)段中產(chǎn)生了電噪聲時(shí)，中繼器會(huì)將它傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)段噪聲時(shí)，中繼器會(huì)將它傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義39網(wǎng)橋網(wǎng)橋l同中繼器一樣，網(wǎng)橋（同中繼器一樣，網(wǎng)橋（bridge）也是連接）也是連接兩個(gè)網(wǎng)段的設(shè)備兩個(gè)網(wǎng)段的設(shè)備l但和中繼器不一樣，網(wǎng)橋能處理一個(gè)完整但和中繼器不一樣，網(wǎng)橋能處理一個(gè)完整的幀，并使用和一般計(jì)算機(jī)相同的接口設(shè)的幀，

23、并使用和一般計(jì)算機(jī)相同的接口設(shè)備備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義40l網(wǎng)橋以一種混合方式偵聽(tīng)每個(gè)網(wǎng)段上的信網(wǎng)橋以一種混合方式偵聽(tīng)每個(gè)網(wǎng)段上的信號(hào)，號(hào)，l當(dāng)它從一個(gè)網(wǎng)段接收到一個(gè)幀時(shí)，網(wǎng)橋會(huì)當(dāng)它從一個(gè)網(wǎng)段接收到一個(gè)幀時(shí)，網(wǎng)橋會(huì)檢查并確認(rèn)該幀是否已完整地到達(dá)，然后，檢查并確認(rèn)該幀是否已完整地到達(dá)，然后，如果需要的話就把該幀傳輸?shù)狡渌W(wǎng)段如果需要的話就把該幀傳輸?shù)狡渌W(wǎng)段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義41l這樣，兩個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段通過(guò)網(wǎng)橋連接后，這樣，兩個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段通過(guò)網(wǎng)橋連接后，就象一個(gè)局域網(wǎng)一樣。就象一個(gè)局域網(wǎng)一樣。l網(wǎng)中任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)可發(fā)送幀到任何其他網(wǎng)中任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)可發(fā)送幀到任何其他連在這兩個(gè)網(wǎng)段中的計(jì)算機(jī)。連在這兩個(gè)網(wǎng)段中

24、的計(jì)算機(jī)。l由于每個(gè)網(wǎng)段都支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接并使由于每個(gè)網(wǎng)段都支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接并使用標(biāo)準(zhǔn)的幀格式，計(jì)算機(jī)并不知道它們是用標(biāo)準(zhǔn)的幀格式，計(jì)算機(jī)并不知道它們是連接在一個(gè)局域網(wǎng)中還是連接在一個(gè)橋接連接在一個(gè)局域網(wǎng)中還是連接在一個(gè)橋接局域網(wǎng)中局域網(wǎng)中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義43l因?yàn)榫W(wǎng)橋能隔離一些故障，所以使用得比因?yàn)榫W(wǎng)橋能隔離一些故障，所以使用得比中繼器更廣泛中繼器更廣泛l網(wǎng)橋不會(huì)把一個(gè)網(wǎng)段上的沖突信號(hào)或故障網(wǎng)橋不會(huì)把一個(gè)網(wǎng)段上的沖突信號(hào)或故障的幀傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)段的幀傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義44幀過(guò)濾幀過(guò)濾l大多數(shù)網(wǎng)橋并不僅僅只是從一個(gè)網(wǎng)段向另大多數(shù)網(wǎng)橋并不僅僅只是從一個(gè)網(wǎng)段向另一個(gè)網(wǎng)段

25、轉(zhuǎn)發(fā)幀。一個(gè)網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)幀。l實(shí)際上，一個(gè)典型的網(wǎng)橋是包括具有實(shí)際上，一個(gè)典型的網(wǎng)橋是包括具有C P U 、存儲(chǔ)器和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義45l網(wǎng)橋不運(yùn)行應(yīng)用軟件，它只完成一個(gè)功能：網(wǎng)橋不運(yùn)行應(yīng)用軟件，它只完成一個(gè)功能：lC P U 僅執(zhí)行只讀存儲(chǔ)器中的代碼。僅執(zhí)行只讀存儲(chǔ)器中的代碼。l網(wǎng)橋最有用的功能是幀過(guò)濾（網(wǎng)橋最有用的功能是幀過(guò)濾（frame filtering ）在需要時(shí)網(wǎng)橋才轉(zhuǎn)發(fā)幀在需要時(shí)網(wǎng)橋才轉(zhuǎn)發(fā)幀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義46l如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)向同一網(wǎng)段上的另一臺(tái)計(jì)如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)向同一網(wǎng)段上的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送幀，網(wǎng)橋就無(wú)需向另一網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)算機(jī)發(fā)送幀，網(wǎng)橋就無(wú)

26、需向另一網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)該幀。該幀。l當(dāng)然，如果局域網(wǎng)支持廣播或組播，網(wǎng)橋當(dāng)然，如果局域網(wǎng)支持廣播或組播，網(wǎng)橋就必須傳輸每一個(gè)廣播幀或組播幀，使這就必須傳輸每一個(gè)廣播幀或組播幀，使這個(gè)擴(kuò)展橋接局域網(wǎng)象單個(gè)較大的局域網(wǎng)個(gè)擴(kuò)展橋接局域網(wǎng)象單個(gè)較大的局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義47l為決定是否要轉(zhuǎn)發(fā)幀，網(wǎng)橋使用幀頭部的為決定是否要轉(zhuǎn)發(fā)幀，網(wǎng)橋使用幀頭部的物理地址。物理地址。l網(wǎng)橋知道網(wǎng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的位置。網(wǎng)橋知道網(wǎng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的位置。l當(dāng)幀從一個(gè)網(wǎng)段到達(dá)時(shí)，網(wǎng)橋就取出并檢當(dāng)幀從一個(gè)網(wǎng)段到達(dá)時(shí)，網(wǎng)橋就取出并檢查目標(biāo)地址查目標(biāo)地址計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義48l如果目的計(jì)算機(jī)所在網(wǎng)段與該幀所到達(dá)的如果目的計(jì)算機(jī)所在網(wǎng)段與該幀所到達(dá)

27、的網(wǎng)段相同，網(wǎng)橋不轉(zhuǎn)發(fā)而把它丟棄。網(wǎng)段相同，網(wǎng)橋不轉(zhuǎn)發(fā)而把它丟棄。l如果目的計(jì)算機(jī)不在該幀所到達(dá)的網(wǎng)段上，如果目的計(jì)算機(jī)不在該幀所到達(dá)的網(wǎng)段上，則網(wǎng)橋把該幀轉(zhuǎn)發(fā)到另一網(wǎng)段則網(wǎng)橋把該幀轉(zhuǎn)發(fā)到另一網(wǎng)段l網(wǎng)橋能自動(dòng)了解計(jì)算機(jī)的位置，可以稱它網(wǎng)橋能自動(dòng)了解計(jì)算機(jī)的位置，可以稱它為自適應(yīng)的（為自適應(yīng)的（adaptive）或可學(xué)習(xí)（）或可學(xué)習(xí)（lear- ning）的網(wǎng)橋）的網(wǎng)橋計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義49橋接網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng)與穩(wěn)態(tài)特性橋接網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng)與穩(wěn)態(tài)特性l在連接到橋接局域網(wǎng)網(wǎng)段上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)在連接到橋接局域網(wǎng)網(wǎng)段上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)出幀后，連到該網(wǎng)段上的網(wǎng)橋就知道了發(fā)出幀后，連到該網(wǎng)段上的網(wǎng)橋就知道了所有計(jì)算機(jī)的位置，

28、并用這些信息來(lái)過(guò)濾所有計(jì)算機(jī)的位置，并用這些信息來(lái)過(guò)濾幀。幀。l這樣，已運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間的橋接網(wǎng)絡(luò)能把幀這樣，已運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間的橋接網(wǎng)絡(luò)能把幀限制在必須要發(fā)送的網(wǎng)段中限制在必須要發(fā)送的網(wǎng)段中l(wèi)橋接網(wǎng)絡(luò)的傳播原則：穩(wěn)定狀態(tài)下，網(wǎng)橋橋接網(wǎng)絡(luò)的傳播原則：穩(wěn)定狀態(tài)下，網(wǎng)橋?qū)γ總€(gè)幀只在必要時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)每個(gè)幀只在必要時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義50l當(dāng)然，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)第一次啟動(dòng)時(shí)，網(wǎng)橋不知道當(dāng)然，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)第一次啟動(dòng)時(shí)，網(wǎng)橋不知道哪臺(tái)計(jì)算機(jī)連接在哪個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段上。哪臺(tái)計(jì)算機(jī)連接在哪個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段上。l因此，網(wǎng)橋?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)一臺(tái)目標(biāo)計(jì)算機(jī)的所有因此，網(wǎng)橋?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)一臺(tái)目標(biāo)計(jì)算機(jī)的所有幀，直到知道該計(jì)算機(jī)位置后幀，直到知道該計(jì)算機(jī)位置后計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講

29、義51l實(shí)際上，如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)不發(fā)送任何幀，網(wǎng)實(shí)際上，如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)不發(fā)送任何幀，網(wǎng)橋就不檢測(cè)它的位置，并且會(huì)不必要地轉(zhuǎn)發(fā)橋就不檢測(cè)它的位置，并且會(huì)不必要地轉(zhuǎn)發(fā)那些幀。那些幀。l幸運(yùn)的是，計(jì)算機(jī)通常不會(huì)保持沉默。幸運(yùn)的是，計(jì)算機(jī)通常不會(huì)保持沉默。l包含網(wǎng)絡(luò)軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)第一次啟動(dòng)時(shí)會(huì)包含網(wǎng)絡(luò)軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)第一次啟動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出至少一個(gè)幀。發(fā)出至少一個(gè)幀。l并且，計(jì)算機(jī)間通信通常是雙向的并且，計(jì)算機(jī)間通信通常是雙向的一臺(tái)能一臺(tái)能接收到幀的計(jì)算機(jī)通常會(huì)發(fā)出一個(gè)響應(yīng)。接收到幀的計(jì)算機(jī)通常會(huì)發(fā)出一個(gè)響應(yīng)。l因此，網(wǎng)橋總能很快地知道計(jì)算機(jī)的位置。因此，網(wǎng)橋總能很快地知道計(jì)算機(jī)的位置。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義52規(guī)

30、劃一個(gè)橋接網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃一個(gè)橋接網(wǎng)絡(luò)l傳播原則不僅概括了網(wǎng)橋是怎樣工作的傳播原則不僅概括了網(wǎng)橋是怎樣工作的它還提供了規(guī)劃橋接網(wǎng)的基礎(chǔ)。它還提供了規(guī)劃橋接網(wǎng)的基礎(chǔ)。l傳播原則是這樣決定橋接網(wǎng)設(shè)計(jì)的：網(wǎng)橋傳播原則是這樣決定橋接網(wǎng)設(shè)計(jì)的：網(wǎng)橋硬件能允許不同網(wǎng)段內(nèi)的通信同時(shí)進(jìn)行。硬件能允許不同網(wǎng)段內(nèi)的通信同時(shí)進(jìn)行。l所以，設(shè)計(jì)一個(gè)橋接網(wǎng)的關(guān)鍵是并行：當(dāng)所以，設(shè)計(jì)一個(gè)橋接網(wǎng)的關(guān)鍵是并行：當(dāng)網(wǎng)橋知道了所有計(jì)算機(jī)的位置后，各段內(nèi)網(wǎng)橋知道了所有計(jì)算機(jī)的位置后，各段內(nèi)的通信可同時(shí)進(jìn)行的通信可同時(shí)進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義53l頻繁交互的計(jì)算機(jī)應(yīng)安裝在同一網(wǎng)段上。頻繁交互的計(jì)算機(jī)應(yīng)安裝在同一網(wǎng)段上。l雖然在同一時(shí)間內(nèi)，橫跨兩個(gè)

31、網(wǎng)段只能有雖然在同一時(shí)間內(nèi)，橫跨兩個(gè)網(wǎng)段只能有兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通信，但各自網(wǎng)段內(nèi)的一對(duì)計(jì)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通信，但各自網(wǎng)段內(nèi)的一對(duì)計(jì)算機(jī)之間的通信可以并行進(jìn)行。算機(jī)之間的通信可以并行進(jìn)行。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義54l因此設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常會(huì)考慮計(jì)算機(jī)間的因此設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常會(huì)考慮計(jì)算機(jī)間的交互方式，并利用這些信息把它們劃分到交互方式，并利用這些信息把它們劃分到各個(gè)網(wǎng)段。各個(gè)網(wǎng)段。l而且，一般頻繁通信的計(jì)算機(jī)在物理上的而且，一般頻繁通信的計(jì)算機(jī)在物理上的位置常常比較接近，那么，就可以把已有位置常常比較接近，那么，就可以把已有的局域網(wǎng)劃分成兩個(gè)網(wǎng)段，在兩個(gè)網(wǎng)段間的局域網(wǎng)劃分成兩個(gè)網(wǎng)段，在兩個(gè)網(wǎng)段間加入一個(gè)網(wǎng)橋，由此提高該

32、局域網(wǎng)的性能加入一個(gè)網(wǎng)橋，由此提高該局域網(wǎng)的性能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義55大樓間橋接大樓間橋接l類似中繼器，網(wǎng)橋也能用來(lái)連接距離較遠(yuǎn)類似中繼器，網(wǎng)橋也能用來(lái)連接距離較遠(yuǎn)的計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)l用一根光纜和一對(duì)調(diào)制解調(diào)器來(lái)連接一個(gè)用一根光纜和一對(duì)調(diào)制解調(diào)器來(lái)連接一個(gè)網(wǎng)橋和一個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段，將允許該網(wǎng)段離網(wǎng)橋和一個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段，將允許該網(wǎng)段離網(wǎng)橋較遠(yuǎn)網(wǎng)橋較遠(yuǎn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義57l這種橋接網(wǎng)有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：這種橋接網(wǎng)有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：只需單條光纖連接，比用光纖連接每臺(tái)計(jì)只需單條光纖連接，比用光纖連接每臺(tái)計(jì)算機(jī)便宜算機(jī)便宜每個(gè)網(wǎng)段上可以自由的增減站點(diǎn)每個(gè)網(wǎng)段上可以自由的增減站點(diǎn)兩個(gè)網(wǎng)段內(nèi)可以同時(shí)通信兩個(gè)網(wǎng)段內(nèi)可以同時(shí)

33、通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義58遠(yuǎn)程橋接遠(yuǎn)程橋接l在大多數(shù)國(guó)家中，法律不允許一個(gè)組織在在大多數(shù)國(guó)家中，法律不允許一個(gè)組織在兩個(gè)站點(diǎn)間連接光纜，除非該組織擁有兩兩個(gè)站點(diǎn)間連接光纜，除非該組織擁有兩個(gè)站點(diǎn)間的所有地產(chǎn)，并且光纜不穿越公個(gè)站點(diǎn)間的所有地產(chǎn)，并且光纜不穿越公共街道共街道計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義59l更重要的是，一個(gè)組織的計(jì)算機(jī)間通信大更重要的是，一個(gè)組織的計(jì)算機(jī)間通信大多發(fā)生在一個(gè)站點(diǎn)中，站點(diǎn)間的通信不是多發(fā)生在一個(gè)站點(diǎn)中，站點(diǎn)間的通信不是很頻繁。很頻繁。l對(duì)這種情況，橋接局域網(wǎng)提供了一種通用對(duì)這種情況，橋接局域網(wǎng)提供了一種通用的解決方案：的解決方案：l在每個(gè)站點(diǎn)設(shè)置一個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段，并用一在每個(gè)站點(diǎn)設(shè)置一

34、個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段，并用一對(duì)網(wǎng)橋來(lái)連接這些網(wǎng)段對(duì)網(wǎng)橋來(lái)連接這些網(wǎng)段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義60l橋接網(wǎng)怎樣才能跨越較遠(yuǎn)的距離呢？橋接網(wǎng)怎樣才能跨越較遠(yuǎn)的距離呢？l有兩種方法比較常見(jiàn)，每種方法都包含有有兩種方法比較常見(jiàn)，每種方法都包含有一條遠(yuǎn)距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接和特殊的網(wǎng)橋硬一條遠(yuǎn)距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接和特殊的網(wǎng)橋硬件件計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義61l第一種方法用租用串行線路（第一種方法用租用串行線路（leased serial line ）來(lái)連接站點(diǎn)，）來(lái)連接站點(diǎn)，l第二種方法用租用衛(wèi)星頻道來(lái)連接。第二種方法用租用衛(wèi)星頻道來(lái)連接。l租用串行線路因?yàn)楸容^便宜而使用得較多，租用串行線路因?yàn)楸容^便宜而使用得較多，但是衛(wèi)星連接允許計(jì)算機(jī)通

35、信跨越任意長(zhǎng)但是衛(wèi)星連接允許計(jì)算機(jī)通信跨越任意長(zhǎng)的距離的距離計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義63l 由于受到帶寬限制，在兩個(gè)站點(diǎn)內(nèi)都要完成過(guò)濾由于受到帶寬限制，在兩個(gè)站點(diǎn)內(nèi)都要完成過(guò)濾幀的功能。幀的功能。l 與大樓間用光纜連接的情況不同，用租用線路連與大樓間用光纜連接的情況不同，用租用線路連接的橋接網(wǎng)通常使用較窄的帶寬，從而可以節(jié)省接的橋接網(wǎng)通常使用較窄的帶寬，從而可以節(jié)省費(fèi)用。費(fèi)用。l 典型橋接網(wǎng)所用的衛(wèi)星頻道比局域網(wǎng)網(wǎng)段的容量典型橋接網(wǎng)所用的衛(wèi)星頻道比局域網(wǎng)網(wǎng)段的容量小得多小得多l(xiāng) 5 6 K b p s 的衛(wèi)星頻道的容量小于一個(gè)典型局域的衛(wèi)星頻道的容量小于一個(gè)典型局域網(wǎng)容量的網(wǎng)容量的1 %，

36、l 使用電話標(biāo)準(zhǔn)使用電話標(biāo)準(zhǔn)T 1 的租用線路的容量大約是典型的租用線路的容量大約是典型局域網(wǎng)容量的局域網(wǎng)容量的1 5 %計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義64l衛(wèi)星頻道沒(méi)有足夠的帶寬來(lái)傳輸一個(gè)站點(diǎn)衛(wèi)星頻道沒(méi)有足夠的帶寬來(lái)傳輸一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)的所有幀到另一個(gè)站點(diǎn)去過(guò)濾。內(nèi)的所有幀到另一個(gè)站點(diǎn)去過(guò)濾。l所以每個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)橋硬件都知道該站點(diǎn)處所以每個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)橋硬件都知道該站點(diǎn)處所有計(jì)算機(jī)的地址，只有在必要時(shí)才轉(zhuǎn)發(fā)所有計(jì)算機(jī)的地址，只有在必要時(shí)才轉(zhuǎn)發(fā)幀幀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義65l由于局域網(wǎng)網(wǎng)段傳輸幀的速度比衛(wèi)星發(fā)送由于局域網(wǎng)網(wǎng)段傳輸幀的速度比衛(wèi)星發(fā)送快得多，快得多，l所以用于遠(yuǎn)距離連接的網(wǎng)橋硬件除了過(guò)濾所以用于遠(yuǎn)距離連接的網(wǎng)橋硬件除

37、了過(guò)濾功能，還需要有緩沖（功能，還需要有緩沖（buffering）功能。）功能。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義66l 緩沖意味著幀在發(fā)送之前必須存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。緩沖意味著幀在發(fā)送之前必須存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。l 本質(zhì)上，網(wǎng)橋維護(hù)著一張等待發(fā)送的幀的列表。本質(zhì)上，網(wǎng)橋維護(hù)著一張等待發(fā)送的幀的列表。l 當(dāng)接收到從本地網(wǎng)段發(fā)送來(lái)的幀并確定要轉(zhuǎn)發(fā)到當(dāng)接收到從本地網(wǎng)段發(fā)送來(lái)的幀并確定要轉(zhuǎn)發(fā)到別的站點(diǎn)，網(wǎng)橋就把它加入存儲(chǔ)器中的待發(fā)送幀別的站點(diǎn)，網(wǎng)橋就把它加入存儲(chǔ)器中的待發(fā)送幀列表。列表。l 如果衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器是空閑的，網(wǎng)橋就發(fā)送該幀。如果衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器是空閑的，網(wǎng)橋就發(fā)送該幀。l 如果衛(wèi)星正忙，網(wǎng)橋就等待。如果衛(wèi)星正忙，網(wǎng)橋就等待。l

38、 當(dāng)衛(wèi)星發(fā)送硬件發(fā)送完一幀后自動(dòng)發(fā)送列表中的當(dāng)衛(wèi)星發(fā)送硬件發(fā)送完一幀后自動(dòng)發(fā)送列表中的下一幀下一幀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義67l緩沖并不能完全解決問(wèn)題緩沖并不能完全解決問(wèn)題l如果從局域網(wǎng)中傳來(lái)的幀持續(xù)以比衛(wèi)星發(fā)如果從局域網(wǎng)中傳來(lái)的幀持續(xù)以比衛(wèi)星發(fā)送速度更快的速度到達(dá)，網(wǎng)橋的存儲(chǔ)器可送速度更快的速度到達(dá)，網(wǎng)橋的存儲(chǔ)器可能會(huì)溢出并開(kāi)始丟棄幀。能會(huì)溢出并開(kāi)始丟棄幀。l然而，大多數(shù)通信軟件在發(fā)送完一些幀后然而，大多數(shù)通信軟件在發(fā)送完一些幀后就等待應(yīng)答。就等待應(yīng)答。l這種情況下，網(wǎng)橋允許計(jì)算機(jī)以局域網(wǎng)的這種情況下，網(wǎng)橋允許計(jì)算機(jī)以局域網(wǎng)的速度發(fā)送少量幀速度發(fā)送少量幀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義68網(wǎng)橋環(huán)網(wǎng)橋環(huán)l因?yàn)榫W(wǎng)橋能發(fā)送和

39、接收幀，所以橋接網(wǎng)絡(luò)因?yàn)榫W(wǎng)橋能發(fā)送和接收幀，所以橋接網(wǎng)絡(luò)能連接許多網(wǎng)段能連接許多網(wǎng)段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義70l網(wǎng)橋?qū)⒚總€(gè)網(wǎng)段連接到橋接網(wǎng)的其他部分。網(wǎng)橋?qū)⒚總€(gè)網(wǎng)段連接到橋接網(wǎng)的其他部分。l雖然每個(gè)網(wǎng)橋都有一些延遲，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)仍雖然每個(gè)網(wǎng)橋都有一些延遲，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)仍會(huì)把任一網(wǎng)段中任一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)出的幀傳會(huì)把任一網(wǎng)段中任一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)出的幀傳輸給另一網(wǎng)段中的任一臺(tái)計(jì)算機(jī)輸給另一網(wǎng)段中的任一臺(tái)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義71l廣播方式也能在橋接網(wǎng)中工作，因?yàn)榫W(wǎng)橋廣播方式也能在橋接網(wǎng)中工作，因?yàn)榫W(wǎng)橋總是轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送到廣播地址的幀總是轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送到廣播地址的幀l但并不是所有的網(wǎng)橋都應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀，但并不是所有的網(wǎng)橋都應(yīng)

40、該轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀，因?yàn)榫W(wǎng)橋環(huán)會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題因?yàn)榫W(wǎng)橋環(huán)會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義73分布生成樹(shù)分布生成樹(shù)l為了防止無(wú)限循環(huán)的問(wèn)題，橋接網(wǎng)必須保為了防止無(wú)限循環(huán)的問(wèn)題，橋接網(wǎng)必須保證以下兩種情況不同時(shí)發(fā)生：證以下兩種情況不同時(shí)發(fā)生：所有網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)所有幀。所有網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)所有幀。橋接網(wǎng)包含有一個(gè)網(wǎng)橋環(huán)橋接網(wǎng)包含有一個(gè)網(wǎng)橋環(huán)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義74l實(shí)際系統(tǒng)中，總要有一些冗余的網(wǎng)橋來(lái)提實(shí)際系統(tǒng)中，總要有一些冗余的網(wǎng)橋來(lái)提高可靠性，因此網(wǎng)橋環(huán)不可避免高可靠性，因此網(wǎng)橋環(huán)不可避免l為防止循環(huán)，橋接網(wǎng)中的一些網(wǎng)橋必須保為防止循環(huán)，橋接網(wǎng)中的一些網(wǎng)橋必須保證不轉(zhuǎn)發(fā)幀。證不轉(zhuǎn)發(fā)幀。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義75l橋接網(wǎng)中為

41、防止循環(huán)的方案是比較有趣的，橋接網(wǎng)中為防止循環(huán)的方案是比較有趣的，因?yàn)樗仨毮茏詣?dòng)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樗仨毮茏詣?dòng)實(shí)現(xiàn)。l在一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)應(yīng)該能夠任意連接網(wǎng)橋，而在一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)應(yīng)該能夠任意連接網(wǎng)橋，而無(wú)需手工配置哪些網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀無(wú)需手工配置哪些網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀網(wǎng)橋網(wǎng)橋應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)配置應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)配置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義76l當(dāng)網(wǎng)橋第一次啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)和所在網(wǎng)段上當(dāng)網(wǎng)橋第一次啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)和所在網(wǎng)段上的其他網(wǎng)橋相互通信的其他網(wǎng)橋相互通信l在大多數(shù)技術(shù)中都給網(wǎng)橋保留了一個(gè)特殊在大多數(shù)技術(shù)中都給網(wǎng)橋保留了一個(gè)特殊的硬件地址。的硬件地址。l例如，以太網(wǎng)專門為網(wǎng)橋間的通信保留了例如，以太網(wǎng)專門為網(wǎng)橋間的通信保留了一個(gè)獨(dú)占

42、的組播地址一個(gè)獨(dú)占的組播地址計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義77l 網(wǎng)橋執(zhí)行一種稱為分布生成樹(shù)（網(wǎng)橋執(zhí)行一種稱為分布生成樹(shù)（distributed spanning tree ，DST）的算法來(lái)決定哪些網(wǎng)橋）的算法來(lái)決定哪些網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)幀，轉(zhuǎn)發(fā)幀，l DST 算法能使網(wǎng)橋知道如果允許轉(zhuǎn)發(fā)是否會(huì)形成算法能使網(wǎng)橋知道如果允許轉(zhuǎn)發(fā)是否會(huì)形成一個(gè)環(huán)。一個(gè)環(huán)。l 如果網(wǎng)橋發(fā)現(xiàn)與之相連的每個(gè)網(wǎng)段都已經(jīng)包含一如果網(wǎng)橋發(fā)現(xiàn)與之相連的每個(gè)網(wǎng)段都已經(jīng)包含一個(gè)允許轉(zhuǎn)發(fā)幀的網(wǎng)橋時(shí)，它就不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)幀。個(gè)允許轉(zhuǎn)發(fā)幀的網(wǎng)橋時(shí)，它就不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)幀。l 當(dāng)當(dāng)DST 算法完成后，同意轉(zhuǎn)發(fā)幀的網(wǎng)橋形成一個(gè)算法完成后，同意轉(zhuǎn)發(fā)幀的網(wǎng)橋形成一個(gè)無(wú)環(huán)圖無(wú)環(huán)圖計(jì)算機(jī)

43、網(wǎng)絡(luò)講義78交換交換l橋接的概念可以幫助解釋一種應(yīng)用越來(lái)越橋接的概念可以幫助解釋一種應(yīng)用越來(lái)越廣的機(jī)制：交換（廣的機(jī)制：交換（switching）l一般而言，如果網(wǎng)絡(luò)硬件包括這樣一種電一般而言，如果網(wǎng)絡(luò)硬件包括這樣一種電子設(shè)備，它能連接一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)并允子設(shè)備，它能連接一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)并允許它們收發(fā)數(shù)據(jù)，那么這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被稱許它們收發(fā)數(shù)據(jù)，那么這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被稱為交換的（為交換的（switched）l進(jìn)一步地，一個(gè)交換局域網(wǎng)（進(jìn)一步地，一個(gè)交換局域網(wǎng)（switched LAN ）包括單臺(tái)電子設(shè)備，它能在多臺(tái)計(jì)）包括單臺(tái)電子設(shè)備，它能在多臺(tái)計(jì)算機(jī)間傳輸幀算機(jī)間傳輸幀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義79l從物理上來(lái)看，交換機(jī)類似于