计算机网络互联层次及技术基础

2023-10-22 理论教育版权反馈

【摘要】：图4—1网络互联的层次按照ISO术语，这些互联设备统称为“中继系统”。

网络互联涉及硬件的物理连接和软件的逻辑连接，从ISO/OSI参考模型分层的观点来看，网络互联可以划分为四个层次：物理层互联、数据链路层互联、网络层互联和高层互联。与之相对应的有四个层次的互联设备，分别称为中继器（Repeater）、网桥（Bridge）、路由器（Router）和网关（Gateway）。网络互联的层次如图4—1所示。

pagenumber_ebook=121,pagenumber_book=115

图4—1　网络互联的层次

按照ISO术语，这些互联设备统称为“中继（Relay）系统”。根据中继系统进行信息转发时与其他系统共同遵循哪一层的协议，就称此中继系统为第几层中继系统。

两个网络之间进行互联时，它们之间的差异可以表现在OSI七层模型之中的任一层上，用户在构建网络系统和连接不同的网络时，正确地选择相应层次的互联设备尤为重要。

1.物理层互联

物理层互联是网络互联最简单的一种方式，从图4—1中可以看到它仅是在物理层上实现网络间的连接。物理层连接仅对在信道上传输的电、光、电磁信号进行再生、放大、整形，目的是延长信号传输的距离，扩大网络覆盖的直径，至于这些信号具体代表着什么样的逻辑信息内容并不关心。物理层设备一般不运行软件，因而不具备智能，不能理解和处理高层信息，是最简单的互联设备。

2.数据链路层互联

数据链路层互联是在数据链路层上实现网络间的连接，即“桥接”。“桥接”对在网络间传输的链路层数据“帧”根据链路层协议地址（如MAC地址）进行转发或在互联网络之间进行第二层协议格式（即帧格式）的转换。“桥接”既可以实现局域网不同网段之间的互联，也用于在一个网络通信流量较大的物理网络中实现网段微化，以隔离冲突域，保证各网段具有较高的传输效率，优化带宽，改善网络性能。该层设备互联网络的数据链路层和物理层协议可以相同也可以不相同，既可以实现同构网互联也可以实现异构网互联。数据链路层互联设备要求互联的网络在数据链路层以上采用相同的协议。(www.chuimin.cn)

3.网络层互联

网络层互联是在网络层上实现网络之间的连接。这种连接方式在采用相同网络层协议（如IP协议）或不同的网络层协议（如一个为IP协议，另一个为IPX协议）的不同通信子网间实现网络的互联。这里所说的通信子网是在网络层上的逻辑网络，根据网络层协议的不同分别具有不同的网络层逻辑地址，如IP地址、IPX地址、APPLETALK地址等。这些通信子网可以具有相同或不同的数据链路层协议和物理层协议。网络层互联与数据链路层互联的区别是：数据链路层互联是把几个物理子网连接起来形成一个大的逻辑网络；网络层互联则是从路径选择角度为逻辑子网的节点之间传输数据提供最佳的路由。

4.高层互联

高层互联是在传输层及以上采用不同高层协议的网络之间实现互联，采用的设备通常称为“网关”。在通信子网相同、资源子网不相同（传输层以上）的网络上，终端设备间要实现数据交换，必须通过高层协议互联网关来实现协议的转换。它能将一种高层协议转换为另一种高层协议，且仍然保留原有的功能，所以也称为“协议转换器”，起到协议翻译的功能。协议转换器的例子是OSI的传输层协议和TCP协议的转换，还有OSI的邮件报文（MOTIS）和TCP/IP网间互联格式的转换。

需要注意的是，这里所说的“网关”与配置TCP/IP协议主机时的“默认网关”二者含义不同，默认网关实际是一个网络的默认路由器（即第一跳路由器）。

由上述可见，网络互联的复杂性取决于要互联网络的数据帧、分组（包）、报文和协议的差别程度。通常不同类型的网络，它的帧、分组和报文的格式可能是不同的，另外差错校验的方法、最大分组生存周期、无连接协议还是面向连接的协议以及计数器值都有不同。因此，采用的网络互联设备各不相同。

计算机网络互联层次及技术基础

相关推荐