2011年軟件水平考試網絡工程師全面復習資料(23)
叁.網絡互連與INTERNET技術
網絡互連是為了將兩個或者兩個以上具有獨立自治能力、同構或異構的計算機網絡連接起來，實現數據流通，擴大資源共享的范圍，或者容納更多的用戶。它具體體現為：局域網與局域網(LAN/LAN)的互連、局域網與廣域網(LAN/WAN)的互連或局域網經廣域網的互連。
一.網絡互連設備
(一)路由器
路由器在網絡層一級工作，互連兩個或多個獨立的相同類型或不同類型的網絡：局域網與廣域網的互連，局域網與局域網的互連。為了提高路由器的響應速度，部分路由器上也提供了三層交換的功能。三層交換類似于交換器，只是交換的對象是分組，而不是幀。
1.路由器的作用及其與網橋的異同
路由器的主要功能就是進行路由選擇。當一個網絡中的主機要給另一個網絡中的主機發送分組時，它首先把分組送給同一網絡中用于網間連接的路由器，路由器根據目的地址信息，選擇合適的路由，把該分組傳遞到目的網絡用于網間連接的路由器中，然后通過目的網絡中內部使用的路由協議，該分組***被遞交給目的主機。
路由器和網橋的概念類似，都是接收協議數據單元PDU，檢查頭部字段，并依據頭部信信息和內容的一張表來進行轉發。但實際上，網橋只檢查數據鏈路幀的幀頭，并不查看和修改幀攜帶的網絡層分組頭部;而路由器則檢查網絡層分組頭部，并根據其中的地址信息作出決定，當它把分組下傳到數據鏈路層時，它不知道也不關心它是通過以太網還是令牌環網進行傳送。
2. 路由器的功能及其體系結構
路由器的功能
1、改進網絡分段(每個網段的結點數是有限的)。相同類型的局域網互連，劃分子網段，三層交換，避免“廣播風暴”。
2、不同局域網之間的路由能力，實現三層的數據報文的轉換。
3、連接WAN的路由能力。
路由器通過軟件實現其功能，速度較慢，數據報文延遲較大，高性能的路由器比較昂貴。
路由器的體系結構 路由器執行OSI網絡層及其下層的協議轉換，可用于連接兩個或者多個僅在低三層有差異的網絡。
3.路由器的特點
尋址能力 通過路由器互連的網絡具有公共的網絡地址，并且，網間協議對全網地址作出規定，以使路由器可以區分各個結點所在的通信子網。
路由選擇 路由器具備相對靈活的路由選擇功能，以最快的速度將分組傳送通過網絡。目前，路由器使用的路由協議主要由Internet(因特網)工程任務組(IETF)定義，包括開放式最短路徑優先協議(OSPF：RFC 1247)、邊界網關協議(BGP：RFC 1163)和內部網關路由協議(IGRP)等。
分段/合段 路由器可對分組進行分段/合段，使得互連能力不受通信子網分組長度的影響。
存儲-轉發 路由器嚴格地執行“存儲-轉發”的原則，即先接收和存儲分組，在完成必要的分組分析和格式轉換之后，轉發分組至特定的子網。
分組過濾 路由器通常分析整個分組，因此可以過濾掉網絡中的錯誤信息，減少出錯分組的無謂傳輸。
4. 二層交換與三層交換的比較
二層/三層交換(L2/L3交換)
一般的以太網交換機，實現OSI二層交換幀不作任何修改，僅僅查一下交換表，進行轉發。
路由器/三層交換機(具有路由功能的交換機)，工作在網絡層，類似于以太網交換機，只是交換的對象是分組，而不是幀。通過IP地址來確定是哪個子網的結點，幀可能會發生變化，經路由器后變成新的幀。
三層交換機充分利用路由器的三層功能，既保留了二層交換機靈活的虛擬局域網(VLAN)劃分和高交換速度的優點，又解決了二層網絡無法處理的“廣播風暴”問題，它與傳統路由器的***區別是通過硬件完成第三層報文的高速路由和交換，并且在引入路由器計費和訪問控制功能的情況下仍然能保持線速。隨著交換技術的發展，現在許多廠商的交換機已能支持第四層交換。
(二)網關
1.轉發器、網橋和路由器主要用于下三層有差異的子網的互連，互連后的網絡仍然屬于通信子網的范疇。采用網橋或者路由器連接兩個或者兩個以上的網絡時，都要求互相通信的用戶結點具有相同的高層通信協議。如果兩個網絡完全遵循不同的體系結構，則無論是網橋還是路由器都無法保證不同網絡的用戶之間的有效通信，這時，必須引入新的技術或者互連部件。
執行網絡層以上高層協議的轉換，或者實現不同體系結構的網絡協議轉換的互連部件稱為網關(Gate- way)，有時也被稱為信關。網關通常采用軟件的方法予以實現，并且與特定的應用服務一一對應。
網關軟件的設計通常依賴于不同的用戶，應考慮的主要因素包括地址映射，以及針對具體的應用，實現服務元素和參數的映射等。
2.網關應用實例
實例1：隨著Internet技術的廣泛應用，越來越多的用戶開始使用萬維網進行信息瀏覽(即WWW服務，遵循HTTP協議(超文本傳輸協議))，同時，FTP(文件傳輸協議)服務也被人們廣泛使用。通過網關軟件可以實現從瀏覽器直接進行對FTP服務的訪問。
實例2：隨著Internet技術的廣泛應用，越來越多的用戶開始使用電子郵件(SMTP，簡單郵件傳輸協議)進行信息交換，而OSI也定義了與之類似的服務：電文處理系統(MHS)。網關軟件實現使用不同應用軟件的用戶進行郵件交換。
【編輯推薦】
