辞洋HA114.NET

数据在网络中是以“包”的形式传递的，但不同网络的“包”，其格式也是不一样的。如果在不同的网络间传送数据，由于包格式不同，导致数据无法传送，于是网络间连接设备就充当“翻译”的角色，将一种网络中的“信息包”转换成另一种网络的“信息包”。

信息包在网络间的转换，与OSI的七层模型关系密切。如果两个网络间的差别程度小，则需转换的层数也少。例如以太网与以太网互连，因为它们属于一种网络，数据包仅需转换到OSI的第二层（数据链路层），所需网间连接设备的功能也简单（如网桥）；若以太网与令牌环网相连，数据信息需转换至OSI的第三层（网络层），所需中介设备也比较复杂（如路由器）；如果连接两个完全不同结构的网络TCP/IP和SNA，其数据包需做七层的转换，需要的连接设备也最复杂（如网关）。

网络互联设备简介

如果说由于微型计算机的普及，导致了若干台微机相互连接，从而产生了局域网的话，那么由于网络的普遍应用，为了在更大范围内实现相互通信和资源共享，网络之间的互联便成为一种信息快速传达的最好方式。

网络互联时，必须解决如下问题：在物理上如何把两种网络连接起来。一种网络如何与另一种网络实现互访与通信，如何解决它们之间协议方面的差别，如何处理速率与带宽的差别，解决这些问题，协调，转换机制的部件就是中继器，网桥，路由器，接入设备和网关等。

网络互联设备分类

1. 五个大类

   网络互连设备根据不同层实现的机理不一样，又具体分为五类：

   一、网络传输介质互联设备

   二、网络物理层互联设备

   三、数据链路层互联设备

   四、网络层互联设备

   五、应用层互联设备

2. 常用设备

   互连设备	工作层次	主要功能
   中继器	物理层	对接收信号进行再生和发送，只起到扩展传输距离的作用，对高层协议是透明的，但使用个数有限。
   集线器	物理层	多端口的中继器
   网桥	数据链路层	根据帧物理地址进行网络之间的信息转发，可缓解网络通信繁忙度，提高效率。网桥纳入存储和转发功能可使其适应于连接使用不同MAC 协议的两个LAN，因而构成一个不同LAN 混连在一起的混合网络环境。
   二层交换机	数据链路层	指传统的交换机，多端口网桥。
   三层交换机	网络层	带路由功能的二层交换机。
   路由器	网络层	通过逻辑地址进行网络之间的信息转发，可完成异构网络之前的互联互通，只能连接使用相同网络协议的子网。
   多层交换机	高层（第4~7层）	带协议转换的交换机。
   网关	高层（第4~7层）	最复杂的网络互连设备，用户连接网络层以上执行不同协议的子网。

传输介质

一般包括如下几类：

·T型连接器;

·收发器;

·屏蔽或非屏蔽双绞线连接器RJ--45;

·RS252接口(DB--25);

·DB--15接口;

·VB35同步接口;

·网络接口单元;

·调制解调器。

互联设备

1. 中继器

   中继器是局域网互连的最简单设备，它工作在OSI体系结构的物理层，它接收并识别网络信号，然后再生信号并将其发送到网络的其他分支上。要保证中继器能够正确工作，首先要保证每一个分支中的数据包和逻辑链路协议是相同的。例如，在802.3以太局域网和802.5令牌环局域网之间，中继器是无法使它们通信的。

   但是，中继器可以用来连接不同的物理介质，并在各种物理介质中传输数据包。某些多端口的中继器很像多端口的集线器，它可以连接不同类型的介质。中继器是扩展网络的最廉价的方法。当扩展网络的目的是要突破距离和结点的限制时，并且连接的网络分支都不会产生太多的数据流量，成本又不能太高时，就可以考虑选择中继器。采用中继器连接网络分支的数目要受具体的网络体系结构限制。

   中继器没有隔离和过滤功能，它不能阻挡含有异常的数据包从一个分支传到另一个分支。这意味着，一个分支出现故障可能影响到其它的每一个网络分支。

2. 集线器

   集线器是有多个端口的中继器。简称HUB

   集线器是一种以星型拓扑结构将通信线路集中在一起的设备，相当于总线，工作在物理层，是局域网中应用最广的连接设备，按配置形式分为独立型hub，模块化hub和堆叠式hub三种。

   智能型HUB改进了一般HUB的缺点，增加了桥接能力，可滤掉不属于自己网段的帧，增大网段的频宽，且具有网管能力和自动检测端口所连接的PC网卡速度的能力。

   市场上常见有10M，100M等速率的HUB。

   随着计算机技术的发展，Hub又分为切换式、共享式和可堆叠共享式三种。

   (1)切换式Hub

   一个切换式Hub重新生成每一个信号并在发送前过滤每一个包，而且只将其发送到目的地址。切换式Hub可以使10Mbps和100Mbps的站点用于同一网段中。

   (2)共享式Hub共享式Hub提供了所有连接点的站点间共享一个最大频宽。例如，一个连接着几个工作站或服务器的100Mbps共享式Hub所提供的最大频宽为100Mbps，与它连接的站点共享这个频宽。共享式Hub不过滤或重新生成信号，所有与之相连的站点必须以同一速度工作(10Mbps或100Mbps)。所以共享式Hub比切换式Hub价格便宜。

   (3)堆叠共享式Hub堆叠共享式Hub是共享式Hub中的一种，当它们级连在一起时，可看作是网中的一个大Hub。

3. 网桥

   网桥(Bridge)是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。网桥是属于数据链路层的一种设备，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。网桥可分为本地网桥和远程网桥。本地网桥是指在传输介质允许长度范围内互联网络的网桥;远程网桥是指连接的距离超过网络的常规范围时使用的远程桥，通过远程桥互联的局域网将成为城域网或广域网。如果使用远程网桥，则远程桥必须成对出现。 　在网络的本地连接中，网桥可以使用内桥和外桥。内桥是文件服务的一部分，通过文件服务器中的不同网卡连接起来的局域网，由文件服务器上运行的网络操作系统来管理。外桥安装在工作站上，实现两个相似或不同的网络之间的连接。外桥不运行在网络文件服务器上，而是运行在一台独立的工作站上，外桥可以是专用的，也可以是非专用的。作为专用网桥的工作站不能当普通工作站使用，只能建立两个网络之间的桥接。而非专用网桥的工作站既可以作为网桥，也可以作为工作站。

4. 网络交换机

   交换式以太网数据包的目的地址将以太包从原端口送至目的端，向不同的目的端口发送以太包时，就可以同时传送这些以太包，达到提高网络实际吞吐量的效果。网络交换机可以同时建立多个传输路径，所以在应用联结多台服务器的网段上可以收到明显的效果。主要用于联HUB，Server或分散式主干网。

   按采用技术对网络交换机进行分类：

   直通交换(cut—through)：一旦收到信息包中的目标地址，在收到全帧之前便开始转发。适用于同速率端口和碰撞误码率低的环境。

   存储转发(store—and—forward)：确认收到的帧，过滤处理坏帧。适用于不同速率端口和碰撞，误码串高的环境。

5. 桥由器

   Brouter是网桥和路由器的合并。

6. 路由器

   路由器工作在OSI体系结构中的网络层，这意味着它可以在多个网络上交换和路由数据数据包。路由器通过在相对独立的网络中交换具体协议的信息来实现这个目标。比起网桥，路由器不但能过滤和分隔网络信息流、连接网络分支，还能访问数据包中更多的信息。并且用来提高数据包的传输效率。

   路由表包含有网络地址、连接信息、路径信息和发送代价等。

   路由器比网桥慢，主要用于广域网或广域网与局域网的互连。

7. 路由器(Router)是用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。路由器是属于网络应用层的一种互联设备，只接收源站或其他路由器的信息，它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。路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆和双绞线;远程路由器是用来与远程传输介质连接并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机和发射机。

设备网关

在一个计算机网络中，当连接不同类型而协议差别又较大的网络时，则要选用网关设备。网关的功能体现在OSI模型的最高层，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，网关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。　网关和多协议路由器(或特殊用途的通信服务器)组合在一起可以连接多种不同的系统。

和网桥一样网关可以是本地的，也可以是远程的。

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。

网关把信息重新包装的目的是适应目标环境的要求。

网关能互连异类的网络。

网关从一个环境中读取数据，剥去数据的老协议，然后用目标网络的协议进行重新包装。

网关的一个较为常见的用途是在局域网的微机和小型机或大型机之间作翻译。