網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)第7章網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)

第7章連接設(shè)備介質(zhì)接頭網(wǎng)卡調(diào)制解調(diào)器中繼器集線器網(wǎng)橋路由器網(wǎng)關(guān)1可編輯版介質(zhì)接頭4.1介質(zhì)接頭（每種傳輸介質(zhì)都要和一個(gè)或多個(gè)物理接頭連接，以實(shí)現(xiàn)相互間的連接）1．RJ-45：非屏蔽雙絞線的接頭，一端連網(wǎng)卡，一端連集線器2．

BNC：用于連接細(xì)纜3.DIX：用于粗纜連接2可編輯版網(wǎng)卡作用：將計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)從物理上及邏輯上連接起來。網(wǎng)卡包含了保證計(jì)算機(jī)與網(wǎng)上其它資源間可靠通信所需的電路，它將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信號(hào)格式和網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男盘?hào)格式相互轉(zhuǎn)化。網(wǎng)卡一端有與計(jì)算機(jī)總線結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的插口，另一端則提供可直接插入介質(zhì)接頭的插口。3可編輯版四種標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)卡（1）以太網(wǎng)卡(Ethernet)①

細(xì)以太網(wǎng)卡使用BNC接頭與細(xì)纜連接；包含內(nèi)部收發(fā) 器來處理網(wǎng)絡(luò)通信。②

粗以太網(wǎng)卡使用DIX接頭與粗纜連接；使用外部收發(fā) 器來獲得更大地傳輸距離。③

10Base-T網(wǎng)卡使用RJ-45接頭與雙絞線連接；（2）令牌環(huán)卡（TokenRing）（3）ARCnet卡

（4）FDDI卡

4可編輯版調(diào)制解調(diào)器1作用：將計(jì)算機(jī)上的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成適合于電話網(wǎng)上的傳輸?shù)哪M信號(hào)傳送出去，在接收端又將這樣的模擬信號(hào)重新轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)使用的數(shù)字信號(hào)。2分類（1）內(nèi)置式（2）外置式5可編輯版調(diào)制解調(diào)器工作原理計(jì)算機(jī)Modem公共電話網(wǎng)Modem計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)6可編輯版影響Modem速度的幾個(gè)因素（1）撥號(hào)使用的電話線路（2）電話交換機(jī)的質(zhì)量（3）與ISP所用的Modem有關(guān)（4）與ISP主機(jī)響應(yīng)速度（5）與用戶計(jì)算機(jī)上安裝的系統(tǒng)有關(guān)7可編輯版中繼器用途：是網(wǎng)絡(luò)物理層的一種連接設(shè)備。由于信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中有衰減和噪聲，使有效的數(shù)據(jù)信號(hào)變得越來越弱。為了保證有用數(shù)據(jù)的完整性，并在一定范圍內(nèi)傳送，中繼器把它接收到的弱信號(hào)提出，再生放大保持與原數(shù)據(jù)相同。8可編輯版中繼器分類（1）直接放大式（簡單的放大器）（2）信號(hào)再生式（不但有放大功能而且信號(hào)再生功能）

9可編輯版集線器（多口中繼器）作用：將網(wǎng)段上的各個(gè)介質(zhì)段連接在一起。以集線器為中心的優(yōu)點(diǎn)是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某條線路或某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，它不會(huì)影響網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)的正常工作。

10可編輯版集線器分類（1）無源集線器：只負(fù)責(zé)把多段介質(zhì)連在一起，不對(duì)信號(hào)做任何處理。（2）有源集線器：在無源集線器基礎(chǔ)上增加了信號(hào)再生和放大功能，擴(kuò)展介質(zhì)傳輸?shù)拈L度。（3）智能集線器：除了具有有源集線器的功能外，還將網(wǎng)絡(luò)的部分功能也集中成到集線器中，如網(wǎng)絡(luò)管理、選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸線路等。11可編輯版集線器連接方式12可編輯版網(wǎng)橋網(wǎng)橋原理網(wǎng)橋是一種工作在數(shù)據(jù)鏈路層的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。它通過連接相互獨(dú)立的網(wǎng)段而擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸距離。

13可編輯版網(wǎng)橋工作方式網(wǎng)段A網(wǎng)段B網(wǎng)橋101102201202數(shù)據(jù)102數(shù)據(jù)102101和102在同一網(wǎng)段，不許通過14可編輯版網(wǎng)橋分類（1）透明網(wǎng)橋(TransparentBridge)：在其內(nèi)部有一個(gè)記錄了網(wǎng)橋各端口所連接網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)地址的數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)橋根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息決定是將數(shù)據(jù)包過濾掉還是向前發(fā)送。有自學(xué)習(xí)功能，安裝和管理十分方便，缺點(diǎn)是功能較簡單，只能決定數(shù)據(jù)是否向前發(fā)送，而不能選擇最佳路徑。（2）源路由網(wǎng)橋(SourceRoutingBridge)：沒有所連接網(wǎng)段上站點(diǎn)信息的數(shù)據(jù)庫，它是根據(jù)信息包里包含的路由信息來傳送信息的。通常應(yīng)用于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)。15可編輯版網(wǎng)橋作用（1）增加傳輸距離和平衡負(fù)載（2）實(shí)現(xiàn)不同類型的局域網(wǎng)互聯(lián)。（3）可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的局域網(wǎng)互聯(lián)。（4）提高網(wǎng)絡(luò)安全性。16可編輯版路由器目錄路由器是什么路由器的作用17可編輯版一、路由器是什么所謂路由就是指通過相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)的活動(dòng)。一般來說，在路由過程中，信息至少會(huì)經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。

把路由和交換進(jìn)行對(duì)比，在普通用戶看來兩者所實(shí)現(xiàn)的功能是完全一樣的。其實(shí)，路由和交換之間的主要區(qū)別就是交換發(fā)生在OSI參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別決定了路由和交換在移動(dòng)信息的過程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實(shí)現(xiàn)各自功能的方式是不同的。18可編輯版早在40多年前就已經(jīng)出現(xiàn)了對(duì)路由技術(shù)的討論，但是直到80年代路由技術(shù)才逐漸進(jìn)入商業(yè)化的應(yīng)用。路由技術(shù)之所以在問世之初沒有被廣泛使用主要是因?yàn)?0年代之前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都非常簡單，路由技術(shù)沒有用武之地。直到最近十幾年，大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet才逐漸流行起來，為路由技術(shù)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)和平臺(tái)。

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路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備。路由器通過路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇（routing），這也是路由器名稱的由來（router，轉(zhuǎn)發(fā)者）。作為不同網(wǎng)絡(luò)之間互相連接的樞紐，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于TCP/IP的國際互連網(wǎng)絡(luò)Internet的主體脈絡(luò)，也可以說，路由器構(gòu)成了Internet的骨架。它的處理速度是網(wǎng)絡(luò)通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網(wǎng)絡(luò)互連的質(zhì)量。20可編輯版因此，在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、乃至整個(gè)Internet研究領(lǐng)域中，路由器技術(shù)始終處于核心地位，其發(fā)展歷程和方向，成為整個(gè)Internet研究的一個(gè)縮影。在當(dāng)前我國網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)和信息建設(shè)方興未艾之際，探討路由器在互連網(wǎng)絡(luò)中的作用、地位及其發(fā)展方向，對(duì)于國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以及明確網(wǎng)絡(luò)市場上對(duì)于路由器和網(wǎng)絡(luò)互連的各種似是而非的概念，都具有重要的意義。返回目錄21可編輯版二、路由器的作用

路由器(Router)的一個(gè)作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。22可編輯版從過濾網(wǎng)絡(luò)流量的角度來看，路由器的作用與交換機(jī)和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在網(wǎng)絡(luò)物理層，從物理上劃分網(wǎng)段的交換機(jī)不同，路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分。例如，一臺(tái)支持IP協(xié)議的路由器可以把網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)子網(wǎng)段，只有指向特殊IP地址的網(wǎng)絡(luò)流量才可以通過路由器。對(duì)于每一個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包，路由器都會(huì)重新計(jì)算其校驗(yàn)值，并寫入新的物理地址。23可編輯版因此，使用路由器轉(zhuǎn)發(fā)和過濾數(shù)據(jù)的速度往往要比只查看數(shù)據(jù)包物理地址的交換機(jī)慢。但是，對(duì)于那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，使用路由器可以提高網(wǎng)絡(luò)的整體效率。路由器的另外一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)就是可以自動(dòng)過濾網(wǎng)絡(luò)廣播。從總體上說，在網(wǎng)絡(luò)中添加路由器的整個(gè)安裝過程要比即插即用的交換機(jī)復(fù)雜很多。24可編輯版

一般說來，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)都應(yīng)采用路由器來完成。

路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。25可編輯版為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)——路徑表（RoutingTable），供路由選擇時(shí)使用。路徑表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，可以由路由器自動(dòng)調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。26可編輯版1．靜態(tài)路徑表

由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)（static）路徑表，一般是在系統(tǒng)安裝時(shí)就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會(huì)隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。27可編輯版2．動(dòng)態(tài)路徑表

動(dòng)態(tài)（Dynamic）路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況而自動(dòng)調(diào)整的路徑表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（RoutingProtocol）提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，在需要時(shí)自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?。返回目?8可編輯版路由探測概念：決定數(shù)據(jù)包按照什么樣的途徑通向目的主機(jī)的過程。路由器要收集網(wǎng)絡(luò)信息并從收集到的信息中按照某種算法或某種標(biāo)準(zhǔn)選擇出一條最佳的路徑。把路由器收集網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)而推斷可能的路徑的工作就稱為路由探測。29可編輯版路由選擇（1）路由選擇：從經(jīng)過路由探測后得到的多條路徑中選擇一條最佳路徑的工作稱為路由選擇。（2）路由選擇的標(biāo)準(zhǔn)：①Hop數(shù)