1、网络互联技术论文中文摘要网络互连是指利用一定的技术和方法，由一种或多种通信设备将两个或两个以上的网络连接起来，以构成一个更大的网络系统。通过研究网络互联技术，可以使局域网的建设更为合理、网络传输更为高效、网络更为安全、还可以节约建设成本和维护成本，为更好的选择组建网络所需设备提供理论以及技术支持，从而组建最优网络。Treatise English Summary Network interconnection refers to the use of certain techniques and methods, by one or more communications equipment
2、will be two or more networks connected together to form a larger network system. Research network interconnect technology, the construction of the LAN is more reasonable, more efficient network transmission network more secure, you can also save construction costs and maintenance costs, provide a th
3、eoretical and technical support required to set up the network for better choice of equipment and thus the formation of the optimal network.论文关键词连接;网络;网络技术;传输介质Treatise KeywordConnection ;Network;Network Technology;Transmission Medium一、网络互连的概述和基础知识 网络互连是指利用一定的技术和方法，由一种或多种通信设备将两个或两个以上的网络连接起来，以构成一个更大的
4、网络系统。网络互连允许用户在更大范围内实现信息传输和资源共享，它主要包括两方面的内容：（1）将多个独立的、小范围的网络连接起来构成一个较大范围的网络。（2）将一个节点多、负载重的大型网络分解成若干个小型网络，再利用互连技术把这些小型网络连接起来。在计算机网络中，通常把网络协议相同的网络称为同构网，网络协议不相同的网络称为异构网。网络互连包括了同构网和异构网的连接，主要形式有 3 种：LAN 与 LAN 互连、LAN 与 WAN 互连、WAN 与 WAN。二、常见的网络传输介质传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。网络中常用的传输介质有以下 4 种：双绞线、同轴电
5、缆、光纤电缆、无线与卫星通信信道。双绞线双绞线可以传送信号 100 米，在局域网中最常用。局域网中所使用的双绞线有两种类型：屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair，STP)和非屏蔽双绞线(UnShielded Twisted Pair，UTP)。非屏蔽双绞线是目前最流行的电缆，有如下标准： （1）1 类 1Mbps 数据传输率，指传统的电话线（2）2 类 4Mbps 数据传输率（3）3 类 10Mbps 以太网的标准线缆（4）4 类 16Mbps 数据传输率（5）5 类 100Mbps 以太网的标准线缆（6）超 5 类以上 支持 1000Mbps 以上的数据传输率 护 套 双
6、绞 线 STP 漏 电 线 金 属 隔 离 膜 UTP 同轴电缆同轴电缆是由一根空心的外圆柱导体(铜网)和一根位于中心轴线的内导线(电缆铜芯)组成，并且内导线和圆柱导体及圆柱导体和外界之间都是用绝缘材料隔开。它的特点是易于安装和使用，抗干扰能力强，数据传输稳定，价格也比较便宜，因此受到普遍欢迎。导 体 绝 缘 层 铜 网 外 绝 缘 层 光纤光纤由玻璃导芯、外包的玻璃铜芯层以及保护外壳组成，如下图所示。光纤以光脉冲形式传递数字信号，因为光纤不传输电脉冲，信号不会被窃听，也不受电子信号的干扰，所以有利于安全、可靠、高速的大容量数据传输。单 芯 包 层 护 套 纤 心 无线传输局域网中的无线传输技
7、术主要有两种：红外线传输和窄带无线电传输。除了电缆不连接到计算机上以外，无线网络操作起来就像有线网络一样。卫星传输尽管卫星通信具有噪声大、带宽窄的缺点，但其本身的优越性是光纤无法代替的。 覆盖面十分广阔； 无处不在，尤其是边远地区，光纤及其它传输介质很难达到； 可以点到多点传输，达到广播的效果； 成本低，卫星链路的成本与传输距离无关，同时卫星链路支持不对称传输链路，这都降低了通信成本。Internet 通过卫星接入有两种方式：网络接入点(NAP)间连接，或大型 ISP(Internet Service Provider，互联网服务提供商)远程接入；通过 VSAT，对边远地区的小型 ISP 提供
8、连接。三、网络互连设备利用网络互连设备可以将两个或两个以上同构或异构的网络互连在一起，形成一个较大规模的网络，从而实现不同网络中的用户相互通信和资源共享。常用来实现网络互连的设备有中继器、集线器、网桥、路由器、交换机和网关等。中继器：中继器又称转发器，同网络介质一样，中继器工作在 OSI 模型的最底层，即物理层中。信号在经过物理介质时，电缆越长，信号就越弱并且越难于识别(这叫“衰减”)。例如，第 5 类双绞线以太网电缆的技术规范中规定信号沿网线传输的最大距离是 100m， 如果一个信号传输的距离超过了这一长度，就不能保证网卡能够识别它，中继器可以为此提供简单的解决办法。集线器：集线器是中继器的
9、一种，又称 Hub，是构建星型网络时使用最多的设备之一。集线器在星型网络中处于各分支的汇集点，网络中的所有计算机都要与它相连。集线器具有多个端口，可连接多台计算机。大多数小型局域网使用带有 RJ-45 接头的双绞线连接集线器和各工作站/服务器上的网卡，组成星型局域网。还可以使用集线器将多个这样的小型局域网连接在一起，构成一种较大的网络。在这种局域网络中，集线器的功能就是分配带宽，将局域网内各自独立的计算机连接在一起并能互相通信。集线器应用很广泛，它不仅使用于局域网、企业网、校园网，还可以使用于广域网。网桥：网桥看上去有点像中继器，它具有单个的输入端口和输出端口。网桥与中继器的不同之处就在于它能
10、够解析它所收发的数据。网桥工作在 OSI 参考模型的数据链路层。数据链路层能够进行流控制、纠错处理以及地址分配。交换机：从广义上讲，交换机可以分为广域网交换机和局域网交换机两种。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台；局域网交换机则应用于局域网，用于连接终端设备，如 PC 机、网络打印机等。从传输介质和传输速率上，可以将交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机；从规模上可以分为 SOHO 交换机、企业级交换机等；从接口上又可分为普通的双绞线 RJ-45 交换机、无线交换机、光纤交换机等。路由器：所谓“路由” ，是指将数据从一个地方发送到另一个地方的行为和动作，而
11、路由器则用来执行这种行为和动作，英文名称为 Router。网桥主要用来连接网络中的各个网段，而路由器则用来连接不同的网络以及接入 Internet。路由器工作在 OSI 参考模型的网络层，决定了网络通信能够通过的最佳路径。路由器能将不同网络或网段间的数据信息进行“翻译” ，以使它们能够相互“读懂”对方的数据。简单地说，路由器主要有以下功能：（1）网络互连。路由器支持各种局域网和广域网接口，可用于局域网、广域网的互连，实现不同网络的相互通信。（2）数据处理。提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能。（3）网络管理。路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功
12、能。为了完成“路由”工作，路由器中保存着各种传输路径的相关数据路由表，供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息，网上路由器的个数和下一个路由器的名称等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。无线 AP：无线访问点也称无线 AP(Access Point)，是无线网络的核心设备。无线 AP 包含很广，不仅包含单纯的无线接入点，也同样是无线路由器等设备的统称。通过无线 AP，可以将拥有无线网卡的计算机接入至网络中。网络信号通过双绞线传送过来，经过无线 AP 的编辑，将电信号转换为无线电讯号发送出去，形成无线网。在无线 AP 覆
13、盖范围内的无线工作站都可以通过它进行相互通信。根据不同的功率，无线 AP 可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖。网卡：网卡又被称为网络适配器，是计算机和网络电缆之间的物理接口。它主要用于完成以下任务：（1）在计算机使用的数据(并行数据)和电缆上传输的电信号(串行数据)之间提供数据转换的功能；（2）判断从电缆接收的数据是否为传输给该计算机的数据；根据网卡的带宽可将其分为 10Mbps 网卡、100Mbps 以太网卡、100Mbps 以太网卡、10Mbps/100Mbps 自适应网卡、1000Mbps 千兆以太网卡 4 种。不同带宽的网卡所应用的环境也不同，目前主流的是 10/100Mbps 自适
14、应网卡。四、主要技术分析1.IPv6 技术 IPv6 是 IP 的一种新的版本，它同目前广泛使用的的 IPv4 相比，地址由 32 位扩充到128 位。从理论上说，地址的数量由原先的 4.3109 个增加到 4.31038 个。经由 IPv6，路由数可以减少一个数量级。 IPv6 所以能使互联网连接许多东西变得简单而且使用容易是因为它使用了四种技术：地址空间的扩充、可使路由表减小的地址构造、自动设定地址以及提高安全保密性。 IPv6 在路由技术上继承了 IPv4 的有利方面，代表未来路由技术的发展方向。 提高路由器吞吐量的技术 路由器的吞吐量是指路由器单位时间内能够转发的报文数，通常用 pps
15、(Packet Per Second)表示。以一个典型的企业网为例，一个派驻机构的上行速率有 2000pps 就够了，分支的核心路由设备必需具有几万 pps 的吞吐能力，而公司总部的路由中心则可能需要几十万甚至上百万 pps 的处理能力。 目前主要有下面的提高路由器吞吐量的技术： 改造路由表；采用 Cache；采用分布式处理；高层交换；硬件(FPGA/ASIC)转发等 交换式路由器(Switch Router)就是利用这些技术的结晶。可编程 ASIC 技术 ASIC 技术能够使得路由器的速度提高并降低制造成本。由于设计生产的投入相当大，ASIC 基本上都用于已完全标准化和固化的过程。为了满足计
16、算机网络各种结构和协议的频繁变化的要求，出现了“可编程 ASIC”技术。实际应用中多数采用在 ASIC 芯片中内嵌入专门处理通信协议的 CPU，通过改写微码，使其具有处理不同协议的能力。QoS(Quality of Service) QoS 是两网合一和 VPN 等应用推广的前提。在融合的推动下数据网上承载的业务越来越广泛，话音、电子商务、远程教育等。传统的数据网对业务是不区分的，当网上数据流量比较大时话音质量将急剧下降，某些重要的公司业务流也将受到影响。QoS 就是要区别对待这些业务，提高网络的服务质量。 QoS 包含的流分类是将接入的用户数据按业务进行分类，赋予不同的优先级；流量整形是指对
17、特定的业务流进行带宽限制，使之符合 QoS 协定；流量工程则是从全网管理的高度保障 QoSMPLS(Multi Protocol Label Switch)多协议标记交换 IP 的发展存在着一个非常明显的障碍，这是由 IP 本身固有的一个缺陷决定的， IP 是一个无连接的协议，因此 IP 网上的应用无法得到很好的 QoS 保证。由于缺乏连接性，每一个 IP 包都是单独地发到目的地的，网络中的各个节点都无从知晓这些无连接的包中的某一个是如何到来的。与此相比，面向连接的协议如帧中继则需要建立一个固定的虚电路。连接路径上的各个节点以及干线可以先为其预留资源，以提供 QoS 保证。IP 具有其他网络协
18、议所无法比拟的灵活性，这一点通过 Internet 已经得到了证明，而面向连接的协议可以保证 QoS，因此这两种协议的结合是非常有意义的，这就导致了 MPLS 的产生。 MPLS 将 IP 的灵活性和帧中继、ATM 等面向连接网络的 QoS 保证特性有效地结合在了一起，这对于 IP 的进一步广泛应用无疑有着巨大的推动作用。 2.多播技术 多播(Multicast)主要用于视频会议等应用场合，这种应用需要同一份数据同时发送给多个用户。多播包的目的地址使用 D 类 IP 地址，即从 224.0.0.0 到 239.255.255.255 的多播地址。每个多播地址代表一个多播组，而不是一台主机。IG
19、MP(Internet 组管理协议)用于控制用户加入或离开多播组，多播路由协议则用于建立多播路由表，或称多播树。 如果一个局域网中有一个用户通过 IGMP 宣布加入某多播组，则局域网中的多播路由器就将该信息通过多播路由协议进行传播，最终将该局域网作为一个分枝加入多播树。当局域网中的所有用户退出该多播组后相关的分枝就从多播树中删掉。 多播路由协议有下列几种。DVMRP：距离向量多播路由协议；MOSPF：多播OSPF；CBT：基于核的树；PIM：协议无关的多播 多播网中可能有不支持多播的路由器，此时多播路由器使用“IP over IP”的隧道方式将多播包封装在单播 IP 包中透传给相邻的多播路由器。相邻的多播路由器再将单播 IP头剥掉，然后继续进行多播传输。 医院局域网组网实例1、实验拓扑图
