第十章 网络互连 本章主要内容 网络互连概述 IP编址技术 子网划分技术 网络互连设备 网络互连实例 2017/3/2 计算机网络技术及应用

本章学习要点 了解网络互连的方式，树立互联网是由各种计算机网络互连而形成的理念； 了解网络互连的技术； 在理解为何要进行子网划分的基础上，掌握子网划分的技术和方法； 掌握网络互连的设备及其功能。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.1 网络互连的概述 1 互联网的概念 计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连而成，即从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，称为互连网络（internetwork），也简称为互联网。 将网络互相连接起来要使用一些互连设备（中间设备），常用的网络互连设备有中继器、网桥、路由器、交换机和网关等。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.1 网络互连的概述 2 网络互连的方式 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.1 网络互连的概述 2 网络互连的方式 LAN-LAN LAN-WAN WAN-WAN 10.1 网络互连的概述 2 网络互连的方式 LAN-LAN 互连层次 ：网络互连发生在OSI/RM的数据链路层。 互连设备：网桥、中继器或路由器。 LAN-WAN 互连层次：互连发生在网络层。 互连设备：路由器。 WAN-WAN 互连层次：互连发生在OSI/RM的传输层及其上层。 互连设备：网关。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.1 网络互连的概述 网络互连的层次关系见下图。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 互连网协议IP是TCP/IP体系中两个最重要的协议之一，与IP协议配套使用的还有三个协议： 地址转换协议ARP（Address Resolution Protocol）。 反向地址转换协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol）。 Internet控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

二进制  十进制（补） 二进制  十进制 十进制  二进制 1001110 6 1001110 26 + 23 + 22 + 21 = 64 + 8 + 4 + 2 = 78 商 1 2 4 9 19 39 78 余数 1 1 1 1 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 1 IP地址及转换 (1) IP地址及其表示方法 Internet识别网络的方法是给网络上的每一台计算机分配一个IP地址。IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配一个在全世界范围内唯一的32位二进制标识符。由于32位的二进制数字形式不适合阅读和记忆，为了便于用户阅读和理解IP地址，Internet管理委员会采用了一种“点分十进制”方法表示IP地址。即将IP地址分为4个字节，且每个字节用十进制表示，并用点号“．”隔开。如下图所示。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP IP地址表示——点分十进制 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits 172 6 122 204 10101100 00000110 01111010 11001100 . . . 1 0 1 0 1 1 0 0 二进制数 27 26 25 24 23 22 21 20 权值 128 32 8 4 加权结果 + 172 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP (2) 网络地址和主机地址 IP地址被分为网络地址（net-id）和主机地址（host-id）两部分。 IP地址的这种结构使我们在Internet上很方便地进行寻址，先按IP地址中的网络号net-id把网络找到，再按主机号host-id把主机找到。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP (3) IP地址的分类 为了便于对IP地址进行管理，同时还考虑到网络的差异很大，将IP地址分为5类，即A类、B类、C类、D类和E类，其中D类地址是组播地址，E类地址保留今后使用。目前使用的IP地址仅A至C三类。 在IP地址的开头用1位或几位以标识IP地址的类型，如右图所示。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP (4) 一般不使用的特殊IP地址 在使用IP地址时，要知道一般不使用的几种具有特殊意义的特殊IP地址。 广播地址 TCP/IP规定，主机号全为“1”的网络地址用于广播之用，叫做广播地址。所谓广播，指同时向网上所有主机发送报文。 有限广播 广播地址包含一个有效的网络号和主机号，技术上称为直接广播地址。在Internet上的任何一点均可向其他任何网络进行直接广播，但直接广播有一个缺点，就是要知道目的网络的网络号。 有时需要在本网络内部广播，但又不知道本网络网络号。TCP/IP规定，32个二进制位全为“1”的Internet地址用于本网广播，该地址叫做有限广播地址。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP “0”地址 TCP/IP协议规定，各位全为“0”的网络号被解释成“本”网络。 回送地址 A类网络地址127是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址。无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回该数据，不进行任何网络传输。（通常在不知道机器的实际IP地址的情况下用127.0.0.1，这个地址代表“本机”。但是，根据RFC-1700中规定，所有127.x.y.z这样的地址形式都是回送地址，这样的地址不允许出现在任何运行IP的机器之外。） 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 一般不使用的特殊IP地址： 网络号 主机号 代表含义 全0 在本网络上的本主机 Host-id 在本网络上的某个主机 全1 只在本网络上进行广播 Net-id 对Net-id上的所有主机进行广播 127 非全0或全1的任何数 用做本地软件环会测试 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP (5) IP地址的指派范围 A类网络地址 最高位为0，它为网络地址字段提供的长度为7个二进制位，主机地址字段的长度为24个二进制位。其第一个数的范围在0～127之间，编址范围从1.0.0.1至126.255.255.254。 A类网络地址一般用于表示大型网络，最多可以表示27-2（126）个网络号，每一网络中最多可以有224-2（16777214）个主机号。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP B类网络地址 C类网络地址 最高两位为10，它为网络地址字段提供的长度为14个二进制位，主机地址字段的长度为16个二进制位。其第一个数的范围在128～191之间，编址范围从128.1.0.1至191.255.255.254。 B类网络地址最多可以表示214-1（16383）个网络号，每一网络中最多可以有216-2（66534）个主机号。 C类网络地址 最高三位为110，它为网络地址字段提供的长度为21个二进制位，主机地址字段的长度为8个二进制位，这种分配方式在很高程度上限制了同一网络中所能容纳的主机数目。其第一个数的范围在192～223之间，编址范围从192.0.1.1至223.255.255.254。 C类网络地址最多可以表示221-1（2097151）个网络号，每一网络中最多可以有28-2（254）个主机号。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP IP地址的指派范围： 网络类别 最大可指派的网络数 第一个可指派的网络号 最后一个可指派的网络号 每个网络中的最大主机数 A 27-2 （126） 1 126 224-2（16777214） B 214-1 （16383） 128.1 191.255 216-2 （66534） C 221-1（2097151） 192.0.1 223.255.255 28-2 （254） 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP (6) 内部网可用的IP地址 为了避免某个单位内部网选择任意网络地址，造成与合法的Internet地址发生冲突，IETF分配了具体的A类、B类和C类地址供单位内部网使用，这些地址为： A类：10.0.0.0～10.255.255.255 B类：172.16.0.0～172.31.255.255 C类：192.168.0.0～192.168.255.255 全世界现有三个大的网络信息中心，它们负责IP地址和域名的申请与分配，即InterNIC（美国和其他地区的网络信息中心）、RIRENIC（欧洲网络信息中心）和APNIC（亚太地区网络信息中心）。目前IP地址资源非常紧张，新一代IP（IPv6，现有IPv4的升级版）地址的方案采用128位地址空间，远远超过了现在的32位。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP (7) IP地址与硬件地址 IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。在网络层及以上使用的是IP地址，而数据链路层及以下使用的是硬件地址。因而在数据链路层看不见数据报的IP地址。IP地址与硬件地址的关系如下图。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP (8) 地址的转换 每一个Internet上的主机都有与之对应的三个地址，即物理地址（硬件地址）、IP地址和主机域名。 主机的物理地址是网卡制造者制作在网卡上的无法改变的地址码。 IP地址是一种二进制数的网络标识和主机标识，数字型标识对计算机网络是最有效的，但对使用网络的人却不愿意使用难于记忆的IP地址，为此人们研究出一种字符型标识，这就是主机的域名。 主机域名、IP地址和物理地址之间的关系如下图。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 主机域名、IP地址与物理地址之间的转换 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 分类编址的问题 解决方式 固定的3种IP网络规模 C类：少于255台主机的网络 B类：介于255~65535台主机的网络 A类：超过65535台主机的网络 地址浪费大 只有两、三台主机的网络，也至少要用256个IP地址 A、B类浪费严重，少有达上万台主机的大型IP网络 解决方式 划分子网：将一个网络再划分为更小的网络 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 2 子网划分技术 （1）子网的概念 传统的IP地址用A，B，C等类划分，网络号与主机号的分隔必须固定在某个点分符上，在IP地址越来越紧张的时候这个问题就很突出了。可变长子网掩码VLSM(RFC1009)允许在主机号的比特位中继续定义子网掩码/子网扩展前缀，分隔不必在点分符上。用IP地址中的主机号（host-id）字段中的前若干比特位作为“子网号字段”，后面剩下的仍为主机号字段，再通过路由器将划分出的子网互连形成单位内部网，便于网络的管理和使用。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP （2）子网的划分方法 子网的划分方法是将单个网络号对应的主机号分为两个部分，其中一部分用于子网号编址，另一部分用于主机号编址，如下图所示。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP （3）子网掩码（Subnet Mask） 在划分子网时，TCP/IP使用了子网掩码。子网掩码也是一个32位的二进制数，其形式与IP地址相同。它主要有两大功能：一是通过子网掩码，可以区分一个IP地址中的哪些位对应于网络地址（包括子网地址）、哪些位对应于主机地址；二是将网络分为多个子网。 子网掩码的取值，通常是将对应于IP地址中网络地址（网络号和子网号）的所有位都设置为“1”，对应于主机地址（主机号）的所有位都设置为“0”。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 子网掩码和IP地址结合使用，对子网掩码和IP地址进行“按位与”运算，可以分出一个IP地址的网络号和主机号。下表是一个例子，IP地址为141.58.97.235的主机，如采用的子网掩码是255.255.240.0，通过“与”运算，可以断定该主机是141.58.96.0网络中的第491号主机。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 例 已知IP地址是141.14.72.24，子网掩码是255.255.192.0。试求网络地址。若子网掩码是255.255.224.0。试求网络地址，并讨论所的结果。 解：子网掩码是11111111.11111111.1100000000.00000000。掩码的前两个字节全是1，因此网络地址的前两个字节可写为141.14。掩码的第四字节全是0，因此网络地址的第四字节可是0。把掩码的第三字节1100000000和IP地址的第三字节01001000相“与”很容易得出网络地址的第三字节01000000，即64。所以所求的网络地址为141.14.64.0。 若子网掩码是255.255.224.0，用同样的方法得出网络地址是141.14.64.0。 讨论：同样的IP地址和不同的子网掩码可以得出相同的网络地址。但是，不同的掩码的效果是不同的，可划分的子网数和每个子网中的最大主机数不一样。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 默认掩码 掩码中，1的数目和网络号的位数一样多；0的数目和主机号的位数一样多。 类 二进制表示的掩码 点分十进制表示 A 11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0 B 11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0 C 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0 掩码中，1的数目和网络号的位数一样多；0的数目和主机号的位数一样多。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 掩码表示 点分十进制表示 255.255.255.192（网络号 + 子网号 = 26 bits，主机号 = 6 bits） 位数表示 /26（1 bit 的个数） 用网络（含子网）地址和掩码表示一个网络 202.115.12.64 255.255.255.192 202.115.12.64/26 128，192，224，240，248，252，254，255 /1， /2， /3， /4， /5， /6， /7， /8 27， 26， 25， 24， 23， 22， 21， 0 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP （4）子网划分的规则 RFC 950中的规则 在划分子网之前，需要确定所需要的子网数和每个子网的最大主机数，有了这些信息后，就可以确定每个子网的子网掩码、网络地址（网络号+子网号）的范围和主机号的范围。 以下通过例子依据RFC 950中的规定说明划分子网的具体步骤。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 某单位现有100台计算机需要联网，要求每个子网内的主机数不少于40台，问使用一个C类地址如何划分子网？ 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 第二步，确定子网掩码。按照子网掩码的取值规则，子网掩码为255.255.255.192。如下图所示。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 第三步，确定标识每一个子网的网络地址。如下图所示，两个子网的网络地址分别为192.168.1.64和192.168.1.128。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 第四步，确定每一个子网的主机地址范围。如下图所示。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP RFC 1878中的规则 1985年制定的RFC 950中阻止使用全0全1的子网号以便与老式的路由器兼容，所以上例中的4个子网还要减去两个。但现在新的路由器大都支持CIDR（Classless Inter-Domain Routing:无类域间路由）协议，CIDR摒弃了传统基于类的地址分配方式，规定可以使用任意长度的网络地址部分，因此在1995年制定的RFC 1878(IPv4可变长子网表)中允许使用全0和全1的子网号，所以上例中对C类网络使用子网掩码255.255.255.192划分出的4个子网都可以使用，每个子网的网络地址和主机IP地址范围如下表所示。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP 上例中每个子网的网络地址和主机地址范围。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.2 因特网的互连协议IP （5）默认网关（Default Gateway） 为了使一台计算机能在TCP/IP环境中正常工作，必须提供如下地址信息： ① 计算机的IP地址：用于标识网络中的每一台计算机； ② 计算机所在网络的子网掩码：用于区分IP地址中的网络号和主机号； ③ 一个默认网关的IP地址：用于将子网掩码过滤出的IP分组导向目的主机。 发往同一个子网上的数据分组可以直接流向目的地，而对于那些目的地不是本地网络上的计算机的数据分组，就需要一个默认的网关，把这些分组导向另一个子网中的目标系统。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 网络互连设备根据它工作的网络层次和所支持的协议可分为四种类型： 10.3 网络互连设备 网络互连设备根据它工作的网络层次和所支持的协议可分为四种类型： 中继器（工作在OSI模型的物理层，在不同电缆段之间复制位信号） 网桥/第二层交换机（工作在OSI模型的数据链路层，在局域网之间存储转发数据帧） 路由器/第三层交换机（工作在OSI模型的网络层，在不同的网络之间存储转发数据分组） 网关（工作在OSI模型的传输层或更高层次上，提供高层次的网络互连接口） 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 1 中继器(Repeater) 中继器的功能 由于信号在介质上传输时，其幅度将不断地衰减，中继器是在物理层上实现局域网网段互连的，用于扩展局域网的距离，其具体功能是接收从一条电缆上传输过来的信号，并将其放大后，再发送到另一条电缆上。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 中继器的选择 根据不同的用户需求和用途，市场上的中继器产品有多种类型：双口中继器、多口中继器、集线器（HUB）和多路复用器等。双口中继器是最常用的中继器，可用于扩展两个10 BASE-2或10 BASE-5网段的同轴电缆长度。集线器是一种多口中继器，主要用于10 BASE-T网络中双绞线的连接。多路复用器主要用来提高物理介质的利用率。 中继器的使用限制 事实上，并不能利用任意多个中继器将任意多个网段互连起来。IEEE802.3规定，最多只能用4个中继器来连接5段同轴电缆的网段，以保证信号质量和传输速率。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 2 网桥(Bridge) 网桥是一种帧存储转发设备，用来连接两个相似类型的局域网。从协议的层次看，网桥是在MAC层对数据帧进行存储转发 。 网桥的使用方式 从硬件配置的位置来分，网桥通常分为内部网桥和外部网桥两种。组成内部网桥的网卡安装在文件服务器内，如下左图所示。外部网桥则是专用作网桥的PC或其他硬件设备，如下右图所示。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 网桥的功能 过滤和转发 当网桥接到数据帧时，先检查该帧的源地址和目的地址，若目的地址与源地址不在同一网络上，则网桥将“转发”该数据帧到另一网络上；若目地址与源地址在同一网络上，则网桥将该帧丢弃，起到对一个数据帧的“过滤器”作用。 协议转换 将源LAN中所采用的帧格式和物理层规程，转换为目标LAN所采用的帧格式和物理层规程。 缓冲管理 在网桥中通常设置两类缓冲区：一类是接收缓冲区，用于暂存从端口收到的、要发往另一LAN的帧；另一类是发送缓冲区，用于暂存已经过协议转换等待发往相邻LAN的帧。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 3 路由器(Router) 路由器的功能 路由器的核心功能是为接收到的数据包选择下一跳的路径。 10.3 网络互连设备 3 路由器(Router) 路由器的功能 路由器的核心功能是为接收到的数据包选择下一跳的路径。 路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址，并且重写链路层数据包头实现转发数据包。 路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑，并通过与网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 Internet路由结构与路由表 10.3 网络互连设备 Internet路由结构与路由表 路由器通常依靠所建立及维护的路由表来决定如何转发收到的数据，对如图10-15所示的网络，路由器R1的路由表如表10-3所示。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 R1的路由表 目的网络 下一跳（Next Hop） 166.111.1.0 直接转发 166.111.2.0 10.3 网络互连设备 R1的路由表 目的网络 下一跳（Next Hop） 166.111.1.0 直接转发 166.111.2.0 166.111.3.0 166.111.2.2 166.111.4.0 166.111.5.0 166.111.2.3 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 路由器的分类 路由器产品的性能指标 按性能档次分为高、中、低档路由器 从结构上分为模块化路由器和非模块化路由器 10.3 网络互连设备 路由器的分类 按性能档次分为高、中、低档路由器 从结构上分为模块化路由器和非模块化路由器 从功能上分为骨干级路由器、企业级路由器和接入级路由器 路由器产品的性能指标 吞吐量 时延 CPU 路由表能力 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 用路由器连接LAN-WAN示意图 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 4 交换机（Switch） 市场上用于计算机网络的交换机主要分为3种： ATM交换机 10.3 网络互连设备 4 交换机（Switch） 市场上用于计算机网络的交换机主要分为3种： ATM交换机 第二层交换机（又称LAN交换机） 第三层交换机 其中第二层交换机和第三层交换机主要采用分组交换，ATM交换机主要采用信元交换。 最初的交换机相当于多端口的网桥，称为第二层交换机，第二层交换机已经取代了集线器和网桥。目前常用的第三层交换机增加了路由选择功能。 所谓交换，是指报文从交换机的输入端口到输出端口的过程。第二层交换利用帧中的物理地址（如MAC地址）实现类似网桥的转发帧和过滤帧的功能，第三层交换利用分组中网络地址（如IP地址）实现类似路由器的转发分组和过滤分组的功能。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 第二层交换机 第二层交换机实质上是多端口网桥。在交换机中保存一张端口地址映射表，用来映射MAC地址和与之对应的端口，这张表是通过检查进入端口的帧的源MAC地址而建立起来的。 交换机的工作是首先检查目标MAC地址，并与端口地址映射表中的端口地址相匹配，如果匹配成功，该帧就被转发到对应的端口。如果某帧的目的MAC地址在端口地址表中没有找到，则交换机就把该帧广播到本交换机的所有端口上。如果通过广播建立了通信，那么返回的帧就携带了对应的MAC地址，交换机可以从返回帧中学习该端口与地址的映射关系，从而把此MAC地址填入端口地址映射表，以便下次通信时避免广播。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 第三层交换机 第三层交换机本质上是完成路由器功能。第三层交换机与第二层交换机一样需要建立地址映射表，不同的是第二层交换机建立端口与MAC地址的映射关系，而第三层交换机建立端口与网络层地址（如IP地址）之间的映射关系。 把第二层交换和第三层路由组合到一个设备中，就形成第三层交换机。与路由器相比的优势是：路由器是通过软件交换数据包，其配置和管理技术复杂，而第三层交换机是一个基于硬件的设备，数据包交换速度通常要比路由器快得多。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 交换机的性能指标 端口支持 吞吐率 背板速率 延迟 帧丢失率 交换机的交换方式 10.3 网络互连设备 交换机的性能指标 端口支持 吞吐率 背板速率 延迟 帧丢失率 交换机的交换方式 存储转发（Store-and-forward） 直通（Cut Through） 碎片丢弃（Fragment Free） 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 交换机产品 从交换机产品结构上分，交换机分为模块化交换机和可堆叠集成式交换机。 10.3 网络互连设备 交换机产品 从交换机产品结构上分，交换机分为模块化交换机和可堆叠集成式交换机。 从交换机端口速率上分，交换机产品可分为10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s及混合支持的产品。如3COM的SuperStackⅡ1100支持10Mb/s的端口速率，SuperStackⅡ3300支持10/100Mb/s自适应的端口速率，SuperStackⅡ3900提供10/100/1000Mb/s不同速率的端口，SuperStackⅡ9300只支持1000Mb/s的端口速率。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 交换机的级联和堆叠 当一台交换机的端口数量不能满足连网计算机用户的数量要求时，需要扩充交换机的端口。常见的方法是将一台交换机与另一台或多台交换机连接起来。 交换机之间的连接有堆叠(Stack)和级联(Uplink)两种方式，它们的主要目的是增加端口密度。 级联是通过交换机的某个端口与其它交换机相连的，而堆叠是通过交换机的背板连接起来的。 可堆叠交换机常用的堆叠方式有两种：菊花型和星型（如下图所示）。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 菊花型堆叠 星型堆叠 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 5 网关(Gateway) 网关又称为协议转换器，一般是指用于连接不同体系结构网络（简称异构网络）的软件，而不是指它的物理设备。 网关的功能 网关的基本功能是实现不同网络协议之间的转换，实现在OSI传输层及以上层次上的互连，网关是互连设备中最为复杂的设备。 网关除提供互联网间协议转换的基本功能外，还执行报文存储转发及流量控制功能；提供虚电路接口及相应的服务；支持应用层互通及互联网的网络管理功能。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 网关的用途 网关可用于以下几种场合的网络互连，它们均属于异构网络互连。 异构型LAN互连 LAN与WAN互连 10.3 网络互连设备 网关的用途 网关可用于以下几种场合的网络互连，它们均属于异构网络互连。 异构型LAN互连 LAN与WAN互连 WAN与WAN互连 网关被广泛用在广域网之间或广域网与局域网之间的互连上，它解决了LAN和WAN之间由于协议不同而不能直接通信的问题。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.3 网络互连设备 6 网络互连设备的对比 以上各种网络互连设备的对比见下表所示。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.4 网络互连实例 某企业的内部网采用ATM+Ethernet的混合技术实现。ATM技术是当前网络发展的主要方向之一，以太网技术已经得到广泛应用，用户和网络管理人员更熟悉以太网。两者的结合体现了先进性和实用性统一的原则。 1 三级网络结构 一级主干网 以总部为中心节点，以主楼、办公楼和实验中心为主连接节点，采用双三角连接，用12芯光缆互连上述四个楼宇，构筑一级主干网。该结构具有安全而实用的双重特征，从安全角度看，五组光缆线路中，任何一组光缆出现故障都不会导致一级主干网瘫痪。一级主干网使用622Mb/s ATM技术。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.4 网络互连实例 二级主干网 分别以总部和主楼为中心用8芯光缆连接全企业其他楼宇，构筑二级主干网。二级主干网比较复杂。首先，以总部为中心，使用155Mb/s ATM技术连接计算中心、科研所楼、图书馆等楼宇；其次，以主楼为中心，使用100Mb/s交换以太网技术连接行政楼、教学楼等楼宇。 楼内局域网 在各楼内局域网中，均使用100Mb/s交换以太网技术为主连接技术，使用10Mb/s交换以太网技术为桌面连接技术。 与Internet互连 最初采用64Kb/s DDN专线与CHINANET直接互连，但DDN专线速率低，不能满足需要，因此在二期建设中，专门敷设12芯光缆通过速率100Mb/s的线路连接到CHINANET。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.4 网络互连实例 2 网络互连设备选型 网络互连设备主要选择3COM公司的ATM/Ethernet交换机、NetBuilderⅡ路由器和Cisco公司的3600路由器。 3COM公司的交换机都具有模块化结构，可以根据需要同时配置ATM模块和以太网模块，从而实现两种类型的网络技术之间的相互结合。如选用的CoreBuilder 7000HD（核心交换机）、SuperStackⅡ3000（分支交换机）、SuperStackⅡ1100（桌面交换机）等交换机都可以根据需要配置不同速率的ATM模块和不同速率的以太网模块。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.4 网络互连实例 内部路由器 用于企业网中各虚拟局域网（VLAN）之间信息交换的内部路由器，采用3COM公司的NetBuilderⅡ，直接连到总部的CoreBuilder 7000HD交换机上。 外部路由器 用于与Internet互连的外部路由器，采用Cisco公司的3600路由器，通过100Mb/s光缆连接到CHINANET。对企业网外任何站点的访问都通过外部路由器Cisco3600。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.4 网络互连实例 3 网络互连 首先是楼宇之间的互连问题。总部配置3个622Mb/s ATM端口，分别通过光缆与主楼、办公楼和实验中心的CoreBuilder 7000HD上的ATM端口相连，构成一级主干网 。 其次总部还配置有12个155Mb/s ATM端口，其中7个与计算中心、科研所楼、图书馆等7个楼宇相连，是二级主干网的重要组成部分。 最后要考虑楼宇内部各配线之间的互连问题。在考虑互连设备配置时，除了考虑端口类型之外，还要考虑端口数量，连接到桌面的端口数量是由信息点数决定的。 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.4 网络互连实例 4 网络互连实例示意图 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.4 网络互连实例 4 网络互连实例示意图 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.4 网络互连实例 2017/3/2 计算机网络技术及应用

10.4 网络互连实例 2017/3/2 计算机网络技术及应用