关于网络互连以及互联网的知识点（一）

　　网络互连是指将不同的网络连接起来，以构成更大规模的网络系统，实现网络间的数据通信、资源共享和协同工作。今天小编为大家带来的一篇教程，那就是：介绍网络互连以及互联网的知识点。

　　大家知道什么叫做互联网码？其实简单来说，将多个网络互相连接组成范围更大的网络将其称之为互联网（internet）。因为各种各样网络使用的技术都不一样，所以大家要实现网络之间的互连互通还需要解决一些新的问题。就比如说：各种各样的网络都会可能有不一样的分组长度、不一样的寻址方案、不一样的差错恢复方法、不一样的路由选择技术、不一样的超时控制以及不一样的用户访问控制协议等等。另外一个方面，那就是各种各样网络所提供的服务也有可能是不一样的，有一些甚至是面向连接的，当然啦，也有的是无连接的。

　　那么网络互连技术又是什么呢？简单来说，也就是要在不改变原来的网络体系结构的前提下面，将一些异构型的网络互相连接构成统的通信系统，从而可以实现更加大范围的资源共享。那么在这篇教程中，小编首先要为大家简单的介绍一些各种网络互连设备，接下来就讨论一下网络互连的关键技术以及基本原理，最后需要为大家介绍的就是Internet协议及其所提供的网络服务。

　　一、网络互连设备

　　一般来说，我们都会将组成因特网的每一个网络称之为子网，将用于连接子网的设备称之为中间系统ClntermediateSystem,IS），它的主要功能就是用于协调每一个网络的工作，这样子就可以使得跨网络的通信得以实现了。大家要知道一点，那就是中间系统可以是一个单独的设备，当然啦也可以是一个网络。接下来小编就为大家介绍一些各种各样网络互连设备的工作原理吧。

　　网络互连设备的主要作用就是连接不一样的网络。在这里的话，使用到的网段专门就是指不包含任何互连设备的网络。那么网络互连设备就可以根据它们工作的协议层进行相关的分类了：中继器（即Repeater）工作是在于物理层：交换机（即Switch）以及网桥(即Bridge）工作是在于数据链路层；路由器（即Router）工作是在于网络层：而网关(即Gateway）工作是在于网络层以上的协议层。这一种根据OSI协议层的分类仅仅只是概念上面的，然而在事实上的网络互连产品中可能是几种功能的组合，从而大家就可以提供更加复杂的网络互连服务。

　　1、 中继器

　　首先小编要为大家介绍的是中继器，就是因为传输线路噪音的影响，所承载信息的数字信号或者是模拟信号仅仅只可以传输有限的距离。就比如说在在802.3里面，收发器芯片的驱动能力仅仅只有500m而已。虽然说MAC协议的定时特性（寄τ值的大小〉允许电缆是长达2.5km，但是单个电缆段却不允许做得那么长。另外一个方面，在线路中间插入放大器的办法是并不可取的。为什么呢？那是因为所伴随信号的噪音也被放大了。那么在这一种情况下面，使用中继器连接两个网段是可以延长信号的传输距离。中继器的作用就是对接收信号进行再生以及发送。但是中继器不解释也不可以改变所接收到的数字信息，它仅仅只是从接收信号里面分离出数字数据，然后再存储起来，接着再重新构造一下它并且转发出去。再生的信号和接收信号是完全一模一样的，并且还可以沿着另外的网段传输到远端。那么中继器的概念以及工作原理，大家可以参考下面的图像，具体如图所示：

　　从理论上面来说，大家能够使用中继器将网络延长到任意一个长的传输距离，但是有非常多网络上都限制了在对工作站之间加入中继器的数目。就比如说，在以太网里面限制最多使用4个中继器，也就是说最多是由5个网段组成的。

　　中继器是工作在于物理层的，仅仅只是起到了扩展传输距离的作用，对于高层协议是透明的。事实上，通过中继器连接起来的网络就等同于同一条电缆组成的更大的网络。中继器也可以将不一样的传输介质〈比如说lOBase5以及lOBase2）的网络相互连在一起，多用在数据链路层以上一模一样的局域网的互连里面。这一种设备安装较为简单，使用非常的方便，并且还可以保持原来的传输速度。

　　那么集线器的工作原理基本上是和中继器一模一样的。换句话来说，集结器就是一个端口上所收到的数据广播发送到其他全部的端口上面。

　　2、网桥

　　网桥和中继器有点类似，网桥同样也是使用于连接两个局域网段，但是它仅仅只工作于数据链路层。那么网桥需要分析帧地址字段，以决定是不是要将所收到的帧转发到另外一个网段上面。网桥的概念模型以及工作原理，具体如图所示：

　　在上面图像中b部分的位置，网桥检查帧的源地址以及目标地址，假如说目标地址以及源地址并不在同一个网段上的话，那么就需要将帧转发到另外一个网段上面；假如说两个地址是在同一个网段上面，那么就不转发，所以网桥就可以起到这个过滤帧的作用。网桥的帧过滤特性是特别有用的，当一个网络由于负载很重而性能下降的时候，大家可以使用网桥将它分成两个段，并且海使得段问的通信量保持最小。就比如说，将分布在两层楼上的网络分成每层一个网段，段中间就使用网桥进行相连。这样的配置就可以缓解到网络通信繁忙的程度，提高通信效率。同一时间因为网桥的隔离作用，一个网段上面的故障就不会影响到另外一个网段，这样子就可以提高了网络的可靠性。

　　网桥可以使用于运行一模一样高层协议的设备之间的通信，采用不一样高层协议的网络是不可以通过网桥互相通信的。另外还有一点，那就是网桥也可以连接不一样传输介质的网络。就比如说可以实现同轴电缆以太网以及双绞线以太网两者之间的互连，或者是是以太网和令牌环网之间的互连。确切一点来说，网桥工作于MAC子层，仅仅只需要两个网络MAC子层以上的协议一模一样，都可以用网桥进行互连。

　　在以太网里面最广泛使用的交换机就是一种多端口网桥，每一个端口都可以连接到一个局域网，关于交换机工作原理的详细介绍，小编会在接下来的教程中为大家说到，

　　3、路由器

　　好了，接下来小编就要为大家介绍一下路由器了。它的概念模型以及工作原理，具体如所示：

　　在图像中我们可以看出一点，那就是路由器是工作于网络层的。一般情况下，我们都将网络层地址称之为逻辑地址，将数据链路层地址称之为物理地址。物理地址一般都是由硬件制造商所指定的，就比如说每一块以太网卡都会拥有一个48位的站地址。这一种地址就是由IEEE管理的（给每一个网卡制造商指定唯一的前3个字节值〉，任何两个网卡都不会有一模一样的物理地址。那么逻辑地址则是由网络管理员在组网配置的时候所指定的，这一种地址可以按照网络的组织结构以及每一个工作站的用途灵活进行设置，另外大家还可以根据各自的需要进行改变。逻辑地址，我们也将其称之为软件地址，主要用于网络层寻址。就比如说在上图B位置的地方，以太网A中硬件地址是为101的工作站的软件地址是为A05，这一种使用“．”记号代表的就是地址的方法，既表示了工作站所在的网络，也标识了网络中唯一的工作站。

　　路由器是根据网络逻辑地址在互边的子网之间实现传递分组的。一个子网有可能会对应于一个物理网段，当然啦也有可能会对应于几个物理网段。路由器主要适用于连接较为复杂的大型网络，它主要工作于网络层，因此大家就可以使用于连接下面三层执行不一样协议的网络，协议的转换主要是由路由器进行完成的，这样子就会消除了网络层协议之间的差别，大家可以通过路由器连接的子网在网络层之上一定需要执行一模一样的协议。对于路由辑究竟是怎样协调网络协议之间的差别，怎样进行路由选择和怎样在通信子网之间转发分组，着相关的内容，小编就在接下来的教程中为大家详细的介绍。

　　因为路由器是工作于网络层的，所以它处理的信息量会比网桥要多很多，这样子的话处理速度要比网桥慢。但是路由器的互连能力相对来说会更加的强，大家可以执行复杂的路由选择算法。在具体的网络互连里面，究竟是采用路由器还是采用网桥，这样就取决于网络管理的需要以及具体的网络环境了。

　　有一些网桥制造商在网桥上面增加了一些智能的设备，这样子就可以实现复杂的路由选择，我们将这一种互连设备称之为路由桥（RoutingBridge）。虽然说路由桥是可以运行路由选择算法，甚至还可以根据安全性要求决定是不是转发数据帧，但是因为它并不涉及第三层协议，因此它还是属于工作在数据链路层的网桥设备，大家还需要知道一点，那就是它并不可以像路由器那样适用于连接复杂的广域网络。

　　4、网关

　　最后小编要为大家介绍的就是网关，它是一种最复杂的网络互连设备，它主要就是用于连接网络层之上执行不一样协议的子网，从而组成异构型的因特网。网关可以对于互不兼容的高层协议进行转换，大家可以参考一下下面的图像，如图所示：

　　在图像里面，使用Novell公司NetWare的PC工作站以及SNA网络进行互连，这两者之间不仅仅硬件是不一样，而且整一个数据结构以及所使用的协议都是不一样的。为了可以实现异构型设备之间的通信的目的，网关就需要对不一样的会话层、传输层、表示层以及应用层协议进行变换以及翻译的操作了。

　　另外大家还需要注意一点，那就是网关可以制作成为一个单独的箱级产品，当然啦也可以将其制作成为电路板并且配合网关软件用于增强已有的设备，让他具有协议转换的作用．虽然说箱级产品性能非常的好但是价格也不便宜，极级产品可以是专用的，当然啦也可以是非专用的。就比如说，NetWare5250网关软件可以加载到LAN的工作站上面，这样的话这一个工作站就会成为网关服务器，具体的如图所示：

　　在网关服务器里面除了安装通常的LAN网卡（主要用于连接局域网〉以外，大家还一定需要安装一块Novell同步PC网告〈主要就是用于应接远程SDLC数据传输线路〉。在网关软件的这一个支持下面，网关服务器通过通信线路和远程IBM主机（AS/400或者是System/3X）相连。假如说LANK的工作站是运行在NetWare5250工作站软件，那么就可以仿真IBM5250终端，当然啦也可以实现主机以及终端这两者间的文件传递。这一种网关软件主要提供专用以及非专用这两种操作方式。在非专用方式下面，所运行网关软件的计算机不仅仅可以作为网关服务器，也可以作为NetWare5250的工作站。

　　但是因为工作是十分复杂的，所以使用网关因特网络时效率会非常的低，另外还有一个方面，那就是透明性特别的不好，往往就是用于针对某一种特殊用途的专用连接。

　　最后，小编认为最值得要大家说的就是，人们的习惯用语会有一些模糊不前，并不会像以上根据网络协议层的概念，从而明确的划分出每一种网绵互连设备。有的时候是并不区分路由器以及网关的，而是将在网络层及其以上进行协议转换的互连设备，我们将其统称为网关。除此之外，每一种网络产品提供的互连服务是多种多样，所以是非常难单纯地按照名称来识别某一种产品的功能。但是当我们拥有了上面关于网络互连设备的概念，对大家来了解各种互连设备的功能，这无疑是非常有好处的。

　　小编结语：

　　在这篇考试认证的教程里面，小编主要是向大家介绍网络互连以及互联网的知识点。希望大家学会了这一个知识点，操作起来会更加的方便更加的简单。课课家教育，你的考试天堂。