局域网互联 局域网（Local Area Network，LAN）发展过程

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1 局域网互联 局域网（Local Area Network，LAN）发展过程
从早期的同轴电缆到目前的双绞线加光纤，从10M以太网到快速以太网（Fast Ethernet）、千兆以太网（Gigabit Ethernet）和万兆以太网（Terabit Ethernet），从共享介质局域网到交换式局域网，从有线网到无线网。 总之：网络的速度越来越快、效率越来越高、性能越来越优，网络使用越来越普及，网络上承载的应用和可供共享的资源越来越多。 为了进一步提高资源的共享程度，网络互联的要求也越来越高。

2 局域网互联方式 由于局域网的应用已经非常广泛，有时需要将本地多个局域网互联起来，形成一个规模更大的本地局域网。有时候则需要将一个本地局域网与远地局域网或远程主机互联起来。局域网互联主要有以下几种方式。

3 局域网-局域网互联 这是实际应用中最常见的一种，而且可以进一步分为以下两类： 同种局域网互联
采用相同网络协议的局域网的互联。比如两个以太网互联或两个信令牌环网的互联。这种互联比较简单，一般用网桥或交换机互联，甚至用中继器或HUB就可以互联。 异型局域网互联 采用两种不同协议的局域网的互联，比如一个以太网与一个令牌环网的互联，一般也可以用网桥或交换机互联。

4 局域网-广域网互联 这也是实际应用常见的方式之一。比如一个局域网接入Internet，使用的设备主要为路由器或者网关。

5 局域网-广域网-局域网互联 两个分布在不同地理位置的局域网通过广域网实现互联，例如：VPN，使用的设备主要为路由器或者网关，当然或以用服务器配双网卡来实现其功能。

6 局域网的互联设备 中继器（或转发器） 信号在介质上传输时会衰减，因此传输距离有限。细缆最长185米，粗缆最长500米，双绞线最长100米。为了扩展网络的跨度，就用中继器将多个网段连接起来成为一个网络。共享介质型局域网必须遵守5-4-3规则，即任何两台计算机通信，最多只能经过5段网线，4个中继器，但只能有3个中继器上连接计算机，另外一个只能用于扩展网络长度。否则就不能通信。

7 中继器（或转发器） 中继器的功能 中继器的功能就是整形，放大。
整形就是使用要传输的信号频率不发生变化，放大就是使传输的信号幅度变大。也就是说传输一段距离以后，经过中继器，信号仍然是原来的信号，只不过幅度变大。 中继器能把不同传输介质的网络连在一起，但一般只用于数据链路层以上相同局域网的互联。中继器不能连接两种不同介质访问类型的网络。如令牌环网和以太网之间不能用中继器互联。 中继器只是一个网络的互联设备，而不是网络的互联设备。不能用于负载较大的局域网中。

8 集线器-HUB 集线器就是具体集线功能多端口的以太网中继器。它从一个端口收到信息以后，整形放大，并且把处理后的信息传到每一个端口上。可以把双绞线、细缆、粗缆连在一起。 集线器采用共享式访问，速度慢，随着交换机价格的下跌，采用交换机连网已经成为主流，集线器基本上已经被淘汰。

9 网桥 网桥是在数据链路层上实现不同网络互联的设备，它的基本特征是： 网桥能够互联两个不同数据链路层协议、不同传输介质和不同传输速率的网络。
网桥需要接收、存储、地址过滤和转发的方式实现互联网络之间的通信。 网桥需要互联的网络在数据链路上采用相同的协议。 网桥可以分隔两个网络之间的广播通信量，改善互联网络的性能和安全性。 由于交换机与网桥在工作原理上有许多相似之处，随着交换技术的发展和交换机性能价格比的不断提高，许多过去使用网桥的场合现在已经在都被交换机取代了。

10 交换机 交换机在网络中已经成为一种非常重要的设备，在现在组建的局域网中交换机是一种最主要的网络设备。交换机通常工作在数据链路层，在网络中提供各网段间的帧交换。利用交换机，可以解决带宽缺乏引起的性能问题，提高网络的总带宽。

11 交换机的基本特征 交换机为每一个独立的端口提供全部的LAN介质带宽。
交换机会在开机后构造一张MAC地址与端口对照表，通过比较数据帧中的目的地址与对照表，将数据帧转发到正确的端口。若收到的数据帧的目的地址不在对照表中，则用广播的方式转发。 交换机可以在同一时刻建立多个并发的连接，同时转发多个帧，从而达到带宽加倍的效果。 专用集成电路ASIC技术的使用使交换机能提供极低等待时间的高吞吐量，从而在比一个传统网桥更多的端口上，以每端口更低的消耗来达到比传统网桥更高的性能。 交换机不能隔离广播，因此引入了VLAN技术和多层交换技术，进一步改善互联网络的性能和安全性。

12 路由器 路由器工作在网络层，是对数据包进行操作，利用数据包头中的网络地址与它建立的路由表比较来进行寻址的。
用单协议路由器互联局域网，要求网络层及以上的高层协议必须一致，而数据链路层和物理层的协议可以不同。 路由器在网络中的作用是既能连接广域网，又能在局域网的规模比较大时，为了管理和网络技术本身的需要，将一个物理上连接在一起的网络隔离开来，这些隔离开来的网络可以进行有规则的通信。因此，路由器可以用于局域网与局域网互联，局域网与广域网互联以及局域网通过广域网与局域网互联。 如果互联的局域网高层采用了不同的协议，则需要使用多协议路由器。由于技术的发展，现在的路由器都支持两种以上的协议。

13 网关 网关用于互联异构型网络。所谓异构型网络是指不同类型的网络，这些网络至少从物理层到网络层的协议都不同，甚至从物理层到应用层所有各层次的协议都不同。因此，在网关中至少要进行网络层及其以下各层的协议转换。网关通过使用适当的硬件和软件来实现不同协议之间的转换功能。硬件提供不同的网络接口，软件实现不同网络协议之间的转换。 网关可以用于异构型局域网、局域网与广域网、广域网与广域网和局域网与主机等几种异构网互联的场合。

14 广域网（Wide Area Network，WAN）
按覆盖范围分类：当网络跨度范围较大时，（过去一般认为在于20km）就叫广域网。 按技术实现分类：局域网是符合IEEE 802系列标准的网络，而广域网使用DDN、X.25、Frame Relay等技术的网络。 第三种分类法：即由服务供应商提供的网络为广域网，因为通常DDN、X.25、Frame Relay等都是由运营商提供的。 计算机网络本身发展太快，以至对现在的网络技术和设备进行分类越来越困难。因此应该把三个描述捆绑在一起来理解。

15 目前比较常见的广域网技术有： PSTN+Modem 分组交换（X.25） 数字数据网络（DDN） 综合业务数字网络（ISDN）
帧中继（FR） 交换式多兆比特数据服务（ SMDS ） 异步传输模式（ATM）

16 PSTN+Modem 电话通信网是目前规模最大的遍布世界任何角落的通信网络，这种方式覆盖面广、对网络投资最低。
由于受到模拟语音频带的限制，通信速度在采用压缩技术以后最大也不能超过56KB/S。 电话网的传输质量、接通率、电路利用率都不能满足网络数据通信发展的要求，特别是不适合突发性和对差错要求严格的数据通信业务，更不适合用来传输综合业务。

17 分组交换（X.25） X.25网是一种典型的面向连接的分组交换网，也是早期广域网中广泛使用的一种通信技术，一般用于大范围内的低速数字通信。
X.25网的协议复杂，延迟较大，传输速率较低，它的最大传输速率仅为64KB/S。 它采用月租+流量双重计费的收费方式，相对而言收费较高。有上世纪八、九十年代应用普遍，现在已经不再使用。

18 数字数据网络（DDN） DDN通常称为专线，是利用数字信道传输技术传输数据信号的数据传输网络。用户租用的专用线路速率可达9.6kb/s-2Mb/s。 服务提供商为用户提供的数据路径是专为用户保留的，别人不能使用，因此实时性强、速度很高、通信量大。 价格昂贵。

19 综合业务数字网络（ISDN） 提供端到端的数字连接，提供各种通信业务，包括语音、数据、可视图文、可视电话、传真、电子信箱、会议电视、语音信箱和网络互联等。 ISDN可分为两代，第一代称为窄带ISDN即N-ISDN，它基于64kb/s通道作为基本交换部件，采用电路交换方式，只能提供2MB/S以下的业务，家用ISDN都属于这种，它建立在铜缆电话网的基础上，而且与模拟通信端到端兼容，但它本质上不同于模拟通信。

20 ISDN 这种ISDN分三个通道，一个D信道主要用来传输控制信号。二个B信道，各为64K，用于传达室数据。 BRI
基本速率接口BRI规定了一个包含有两个B信道和一个16K的D信道。家庭用户使用为这种。 PRI 主速率接口规定了23个B信道和一个64K的D信道组成的数字管道。

21 综合业务数字网络（ISDN） 第二代ISDN则称为宽带ISDN，即B-ISDN，它采用快速分组交换，支持高速（几百甚至上千MB/S数据传输。

22 帧中继(FR) 帧中继是从x.25发展而来，建立在数据传输率高、误码率低的光纤上。传输速率一般为1.544MB/s至44.376MB/S。
帧中继只是在物理层与数据链路层操作，它可以做为主干网。 允许传输突发性数据。 不适于传输实时音频或视频如电话会议等。

23 交换式多兆比特数据服务（ SMDS ） SMDS是帧中继技术后出现的又一项高速网络技术。它适合更高速要求的网络服务，填补了现有的远程通信手段与ATM技术之间的空白。与ATM连接非常方便。对用户来讲可以用作向ATM技术的过渡。但我国迄今还没有采用些项技术。

24 异步传输模式（ATM） ATM是建立在电路交换和分组交换基础上的传输模式，是一种快速分组交换技术。它充分利用了电路交换实时性好、分组交换信道利用率高且灵活性好的优点。 ATM的缺点主要是技术复杂，新的应用技术还不很成熟，另外一个主要的缺点是价格较高。

25 ADSL(宽带)上网 ADSL宽带上网是目前最主要的上网方式，它的特点是速度快，上行速度为640bps，下行速度为最高8Mbps，因此称为“非对称数字线路用户”。 ADSL在网络拓扑的选择上采用星型拓扑结构，为每个用户提供固定、独占的保证带宽，而且可以保证用户发送数据的安全性。 ADSL传输距离一般为3至5公里。也就是说用户距离电话站距离必须在这个范围之内。因此并不是说什么地方都可以像使用Modem一样使用ADSL。

26 ADSL(宽带)上网 目前的电话双绞线是用0~4khz的低频段来用于电话通信，现在的MODEM拨号上网也是使用的是这一很窄的带宽。
ADSL利用电话线的高频部分（26khz~2Mhz）来进行数字传输。其原理也相当简单：经ADSL Modem编码的信号通过电话线传到电话局，经过一个信号识别/分离器，如果是语音信号，就传到电话交换机上，接入PSTN网，如果是数字信号就直接接入Internet。 采用ADSL技术时，电话线上将产生3个信息通道。一个传输电话的语音信号，一个传数字的上行信号，一个传数字的下行信号。

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