随着网络技术的发展和普及,单一的网络环境已经不能满足社会对日益增加的信息量的需求,因此网络互连技术是目前的一个研究热点。网络互连是指利用网络互连设备及相应的协议和技术把两个以上相同或不同类型的计算机网络连通,实现计算机网络之间的互连,组成覆盖更大地理范围、更大规模、功能更强和资源更为丰富的网络。全球规模最大的、最开放的Internet就是由众多网络相互连接而成的,它的成功应用都证明了计算机网络互连越来越被人类社会所需要。
1.网络互连的基本要求
网络互连不仅在同类网之间进行,而且也需要在异构网之间进行。异构网具有不同网络拓扑结构、不同的网络协议和不同的编址方案等。为了达到各类网络互连的目的,网络互连有以下几点基本要求:
1)网络互连首先要使用传输介质和网络互连设备,实现网络间的物理连接,以便信息的传输。
2)在Internet环境中,不同的网络通信可能需要经过多个中间互连设备,因此网络互连设备必须具有路径选择和数据转发的功能。
3)力求不修改互连的各网络原有的结构和协议,利用网间互连设备进行协议转换,协调各网络的差异。
4)在网络互连时,应尽量避免由于互连而降低网内的通信性能。
5)网间互连协议是专为网络互连而设计的,是网络互连的核心软件。网络互连协议旨在屏蔽物理网络存在的差异,通过网络互连协议得到统一。
从计算机网络的体系结构来看,为了解决网络互连问题,一般在网络层增加一个互联网层(也称为网际网层或网间网层)。在互联网层,所有的网络都执行相同的互联网协议,这样才能实现真正意义上的网络连通。TCP/IP(传输控制协议/网间协议)是应用最广泛的网络互连协议。处在网络层的IP可以隔离和统一不同的物理网络差异,并与TCP一起把互联网中的各个物理网统一为一个逻辑网络,通过TCP/IP完成互联网上任意两个网络站点之间的通信。
2.网络传输介质互连设备
网络互连时,可能用到的传输介质互连设备主要有T型连接器、收发器、RJ-45双绞线连接器、RS-232接口(DB-25)、DB-15接口、VB35同步接口、网络接口单元、调制解调器等。这些器件的可靠性对网络互连起到至关重要的作用。
同轴电缆与T型连接器是依赖于BNC接插件进行连接的,BNC接插件有手工安装和工具型安装之分,用户可根据实际情况和线路可靠性进行选择。
RJ-45双绞线连接器有8根连针,在10Base-T标准中,仅使用4根,即第1对双绞线使用第1针和第2针,第2对双绞线使用第3针和第6针,第3对和第4对作备用。
DB-25(RS-232)接口是目前微机与异步通信线路接口的常用方式;DB-15接口用于连接网络接口卡的附加连接单元接口(AUI),可将信息通过收发器电缆送到收发器,然后进入主干介质。VB35同步接口用于连接远程的高速同步接口。
终端适配器安装在同轴电缆(粗缆或细缆)的两个端点上,它的作用是防止电缆无匹配电阻或阻抗不正确,以免引起信号波形反射,造成信号传输错误。(www.xing528.com)
调制解调器一般通过RS-232接口与计算机相连,将计算机的数字信号与模拟信号相互转换,以便在电话线路或微波线路上传输。
3.网络互连设备
网络的功能与协议是分层的,网络互连设备也是分层的。
(1)网络物理层互连设备
1)中继器:由于在网络传输介质中存在噪声及传输过程中信号的衰减,使有用的数据信号变得越来越弱,因此为了保证有用数据的完整性,并在一定范围内传送,要用中继器把所接收到的变弱的数据信号分离,并再生放大,以保持与原数据相同。
2)集线器:集线器是一种特殊中继器,作为网络传输介质间的中央节点,克服了介质单一通道的缺陷,使得当网络系统中某条线路或某节点出现故障时,不会影响网上其他节点的正常工作。
(2)数据链路层互连设备
1)网桥:网桥是实现LAN互连的存储转发设备。它的作用是扩展网络和通信手段,在各种传输介质中转发数据信号,扩展网络的距离,同时又有选择地将有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输介质,并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信。
2)交换器:交换器本质上是一个多端口的网桥。它根据每一个进来帧的目的MAC地址,通过查询转发地址表决定将帧转发到交换器的哪个端口,然后在发送节点和接收节点之间建立一条虚电路,再转发数据帧到目的端口,完成数据帧的交换。
(3)网络层互连设备
1)路由器:路由器具有判断网络地址和选择路径的功能,可用完全不同的数据分组和介质访问方法,在多网络互连环境下建立灵活的连接。路由器不关心各子网使用的硬件设备,但要求运行与网络层协议相一致的软件。
2)交换器。
(4)应用层互连设备
在一个计算机网络中,当连接不同类型而协议差别大的网络时,要选用网关。网关的功能体现在OSI/RM的最高层。它将协议进行转换,将数据重新分组,以便在两个不同类型的网络系统之间进行通信。由于协议转换是一件复杂的事,一般来说,网关只进行一对一转换,或是少数几种特定应用协议的转换,很难实现通用的协议转换。用于网关转换的应用协议有电子邮件、文件传输和远程工作站登录等有关的协议。目前,网关已成为网络上每个用户都能访问大型主机的通用工具。
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