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2012年软考网络工程师第五章网络互连技术学习笔记

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2011-11-03 11:39  作者:  来源:互联网  字号:T|T

第5章 网络互连技术

  主要内容:

  1、局域网互连

  2、网络互连原理

  3、无连接网络互连、各种路由选择算法和协议

  4、核心路由器体系结构体系

  一、局域网互连

  1、网络互连的目的:是将多个网络互相连接,以实现在更大范围内的信息交换资源共享和协同工作。

  2、局域网互连方式:从距离上分有本地局域网互连和远程局域网互连即LAN-LAN和LAN-WAN-LAN;从互连所采用的介质区分,有同轴细缆或粗缆(coaxial cable)、各类非屏蔽双绞线UTP(Unshielded Twisted pair)和屏蔽双绞线STP(shielded Twisted pair)、单模或多模光纤等(optical fiber)连接方式。

  3、局域网互连划分:

  物理层(中继器repeater):使用中继器在不同电缆段之间复制位信号,工作在OSI物理层,互连同类型网段,只起到放大信号的作用,驱动长距离通信。又称集线器(hub),可分为普通型,可叠加组合型和高档智能型。

  网桥(bridge):使用网桥在局域网之间存储、转发帧,工作在OSI数据链路层,更准确地说应该位于MAC层,它互连兼容地址的局域网,利用同MAC和MAC地址,以及存储、转发功能进行局域网间的信息交换。从应用上分本地网桥和远程网桥、主干网桥;从帧转发功能分配分透明网桥和源地址路径选择网桥。透明网桥TB的基本功能有学习及过滤、帧转发和分枝树算法功能。

  (1)网桥作信息帧转发时要利用地址转发表,按表中学习到的MAC地址和网桥对应关系,将包准确转发到该网桥。但如网桥未学习到MAC地址时,便将帧发向除接收口之外的所有接口,这在网桥刚启动工作时会造成 大量的广播帧,称为广播风暴(broadcast storm)。

  (2)扩展树协议是为了克服由于网桥不具网络层功能,在常任冗余路径的网桥中出现信息回路造成网桥瘫痪的问题。IEE802.1定义了分枝树协议STP,将整个网络路由定义为无回路的树形结构。

  (3)源地址路径选择网桥SRB主要用于标记环IEEE802.5标记环局域网。互连不同型局域网时使用封装网桥(encapsulation bridging)和转换桥接方式(translation bridging)和源地址路径选择透明网桥SRT。

  路由器(router):使用路由器在不同网络间存储、转发分组,工作在OSI网络层,它需要处理网络层的数据分组或网络地址,决定数据分组的转发,它要决定网桥中信息通信的完整路由。

  网关(gateway):使用协议转换器提供高层接口,工作在应用层。

  二、网络互连原理

  1、网络互连的要求:在网络之间提供一条链路,至少需要一条物理和链路控制的链路;在不同网络的进程间提供路径选择和传递数据;提供各用户使用网络的记录和保持状态信息;在提供上述服务时不需要修改原有各网络的网络结构。

  2、网络互连的功能分类:基本功能,指的是网络互连必须的功能,即使对那些类型相同的网络互连也应该具备的功能,它包括不同网络之间传送寻址和路径选择等。扩展功能,指的是当各种互连的网络提供不同的服务级别时所需要的功能,包括协议转换、分组的分段组合和重定序及差错检测。3、面向连接运行模式:连到同一子网上的两个DTE之间可建立一条逻辑的网络连接。4、无连接运行模式:对应于分组交换网的数据报机制,而面向连接运行对应于虚电路机制。

  三、无连接网络互连

  1、IP提供无连接或数据报服务优点:无连接互连网络设备灵活性较好,对子网要求低;无连接网络能提供强健的服务;无连接网络服务对于无连接传输层协议最为适用。

  2、无连接网络互连设计主要问题:路由、数据报生命周期,分段和重组,纠错和流控。

  重组:一种重组的方法是在目的站进行重组,其缺点是分成小段的数据通过网络胆识的效率。另一种重组方法是由中间的路由器进行重组,则也会下列问题:路由器需要大容量缓冲器,还可能发生缓冲器不够用的情况;一个数据报的所有分段必须使用同一路由,限制了动态路由的使用。

  IP数据报报头中,包含下列内容:数据单元标识(ID),数据长度,偏移(offset),还有标识(more flag)。路由器中IP分段的功能:offset=0是整个数据的开始,more-flag=0是整个数据报的结束。

  (1)建立两个新的数据报,它们的头部就是原先数据报的头报

  (2)以64位为边界,把原先的数据报分成长度差不多的两部分,把它们分别放入新的数据报中。第一部分必须是64位的倍数。

  (3)把第一个新数据报的长度设置为所插入的数据,把more-flag设置成1,offset不变。

  (4)把第二个新数据报的长度设置为所插入的数据,把more-flag设置成0,offset设置成第一部分数据长度除以8。

  生命周期:一种是对来到的第一段设置一个生命周期,如果在生命周期内没有完成重级工作,那么就撤销已经到达的分段;第二种是利用数据报的生命周期,它包含在每一段的头部中,若重组工作没有在数据报生命周期内完成,则撤销接收到的分段。

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