1. 常见的网络互连方式
10.1 网络互连概述
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。
10.1.1 网络互连的必要性
ISO/OSI虽然问世多年，但实际运行中各种现有的特定网络并不一定都采用OSI七层模型。OSI所采用的通信子网和现有的多种网络产品，它本身就决定了各种类型的通信子网一直共存下去。
网络互连可以改善网络性能，主要体现在提高系统的可靠性、改进系统的性能、增加系统保密性、建网方便、增加地理覆盖范围等几方面。
随着商业需求的推动，特别是Internet的深入人心，网络互连技术已成为实现如Internet这样的大规模网络通信和资源共享的关键技术。
10.1.2 网络互连的基本原理
1. 网络互连的要求
由于不同的网络间可能存在各种差异，因此对网络互连有如下要求：
（1）在网络之间提供一条链路，至少需要一条物理和链路控制的链路。若不存在链路，一个网络的信息就不可能传输到另一个网络中去。
（2）提供不同网络结点的路由选择和数据传送。
（3）提供网络记账服务，记录网络资源使用情况，提供各用户使用网络的记录及有关状态信息。
（4）在提供网络互连时，应尽量避免由于互连而降低网络的通信性能。
（5）不修改互连在一起的各网络原有的结构和协议。这就要求网络互连设备应能进行协议转换，协调各个网络的不同性能，这些性能包括：
① 不同的编址方式：每个网络有不同的端点名字、编址方法、寻址方式和目录保持方案，需要提供全网编址方法和目录服务。
② 不同的最大分组长度：在互连网络中，分组从一个网络送到另一网络时，往往需要分成几部分，称为分段。不同的网络存在着不同的分组大小。
③ 不同的传输速率：在互连网络中，不同网络的传输速率可能不同。
④ 不同的时限：对连接的传送服务总要等待回答响应，如超时后仍没有接到响应，则需要重传。但在互连网络中，数据传送有时需要经过多个网络，这需要更长时间，应该设定合适的超时值，以防不必要的重传。
⑤ 不同的网络访问机制：对不同网络上的多个结点，结点和网络之间的访问机制可以是相同的，也可能是不同的。
⑥ 差错恢复：各个网络有不同的差错恢复功能。互连网络的服务既不要依赖也不要影响各个网络原来的差错恢复能力。
⑦ 状态报告：不同的网络有不同的状态报告，对互连网络还应该提供网络互连的活动信息。
⑧ 路由选择技术：网内的路径选择一般依靠各个网特有的故障检测和拥挤控制技术。而互连网络应提供不同网络之间进行路径选择的能力。
⑨ 用户访问控制：不同的网络有不同的用户访问控制方法，用于管理用户对网络的访问权限。互连网络需要具有对不同的用户访问权限的控制能力。
⑩ 连接和无连接服务：不同的网络可能提供面向连接的服务，也可能提供无连接的数据报服务。互连网络的服务不应该依赖于原来各个网络所提供的服务类型。
当源网络发送分组到目的网络要跨越一个或多个外部网络时，这些性能差异会使得数据包在穿过不同网络时产生很多问题。网络互连的目的就在于提供不依赖于原来各个网络特性的互连网络服务。
2. 网络互连的层次
不同目的的网络互连可以在不同的网络分层中实现。由于网络间存在不同的差异，也就需要用不同的网络互连设备将各个网络连接起来。根据网络互连设备工作的层次及其所支持的协议，可以将网间设备分为中继器、网桥、路由器和网关，如图10.1所示。
（1）物理层
用于不同地理范围内的网段的互连。通过互连，在不同的通信介质中传送比特流，要求连接的各网络的数据传输率和链路协议必须相同。
工作在物理层的网间设备是中继器、集线器。
用于扩展网络传输的长度，实现两个相同的局域网段间的电气连接。它仅仅是将比特流从一个物理网段复制到另一个物理网段，而与网络所采用的网络协议（如TCP/IP、IPX/SPX、NETBIOS等）无关。物理层的互连协议最简单，互连标准主要由EIA、ITU-T、IEEE等机构制定。集线器就是多端口的中继器。
（2）数据链路层
用于互连两个或多个同一类型的局域网，传输帧。工作在数据链路层的网间设备是桥接器（或桥）、交换机。
桥可以将两个或多个网段互连，如果信息不是发向桥所连接的网段，则桥可以过滤掉，避免了网络的瓶颈。局域网的连接实际上是MAC子层的互连，MAC桥的标准由IEEE802的各个分委员会开发。
（3）网络层
主要用于广域网的互连中。网络层互连解决路由选择、阻塞控制、差错处理、分段等问题。
工作在网络层的网间设备是路由器、第三层交换机。
路由器提供各种网络间的网络层接口。路由器是主动的、智能的网络结点，它们参与网络管理，提供网间数据的路由选择，并对网络的资源进行动态控制等。路由器是依赖于协议的，它必须对某一种协议提供支持，如IP、IPX等。路由器及路由协议种类繁多，其标准主要由ANSI任务组X3S3.3和ISO/IEC工作组TC1/SC6/WG2制定。
（4）高层
用于在高层之间进行不同协议的转换，它也为最复杂。工作在第三层以上的网间设备称为网关，它的作用是连接两个或多个不同的网络，使之能相互通信。这种“不同”常常是物理网络和高层协议都不一样，网关必须提供不同网络间协议的相互转换。最常见的如将某一特定种类的局域网或广域网与某个专用的网络体系结构相互连接起来。
10.1.3 网络互连的类型
网络互连可分为LAN-LAN、LAN-WAN、LAN-WAN-LAN、WAN-WAN四种类型。
1. LAN-LAN
LAN互连又分为同种LAN互连和异种LAN互连。同构网络互连是指符合相同协议局域网的互连，主要采用的设备有中继器、集线器、网桥、交换机等。而异构网的互连是指两种不同协议局域网的互连，主要采用的设备为网桥、路由器等设备。LAN互连如图10.2所示。
2. LAN-WAN
是目前常见的方式之一，用来连接的设备是路由器或网关，具体如图10.3所示。
3. LAN-WAN-LAN
这是将两个分布在不同地理位置的LAN通过WAN实现互连，连接设备主要有路由器和网关。
4. WAN-WAN
通过路由器和网关将两个或多个广域网互连起来，可以使分别连入各个广域网的主机资源能够实现共享。
10.1.4 网络互连解决方案
网络互连是网络层需要解决的问题。网络互连可以采用面向连接的和面向非连接的两种解决方案。
1. 面向连接的解决方案
面向连接的解决方案要求两个节点在通信时建立一条逻辑通道，所有的信息单元沿着这条逻辑通道传送。路由器将一个网络中的逻辑通道连接到另一个网络中的逻辑通道，最终形成一条从源节点至目的节点的完整通道。
如图10.4所示，主机A和主机B通信时形成了一条逻辑通道。该通道经过网络1、网络2和网络4，并利用中间系统I和中间系统M连接起来。一旦通道建立起来，主机A和主机B之间的信息传输就会沿着该通道进行。面向连接的解决方案要求互联网中的每一个物理网络（如图10.4中的网络1、网络2、网络3和网络4）都能够提供面向连接的服务，但这样的要求在实际中是不现实的。
2. 面向非连接的解决方案
在面向非连接的解决方案中主机A和主机B之间通信时并不需要建立逻辑通道。网络中的数据单元独立对待，这些数据单元经过一系列的网络和路由器，最终到达目的节点。
如图10.5所示为一个面向非连接的解决方案示意图。当主机A需要发送一个数据单元D1到主机B时，主机A首先进行路由选择，判断D1到达主机B的最佳路径。如果它认为D1经过路由器I到达主机B是一条最佳路径，那么主机A就将数据单元D1投递给路由器I。路由器I收到主机A发送的数据单元D1后，根据自己掌握的路由信息为D1选择一条到达主机B的最佳路径，从而决定将D1传递给路由器M还是K。这样，D1经过多个路由器的中继和转发，最终到达目的主机B。如果主机A需要发送另外一个数据单元D2到达主机B，那么主机A同样需要对D2进行路由选择。由于网络设备对每一个数据单元的路由选择是独立进行的，所以，数据单元D2到达目的主机B可能经过了一条与D1完全不同的路径。
目前流行的互联网就是采用了面向非连接的解决方案。
IP协议是面向非连接的互联网解决方案中最常用的协议。支持IP协议的路由器称为IP路由器，IP协议处理的数据单元叫做IP数据报
2. 两个异构的局域网,通过一个路由器互联,那么路由器上至少配置几个ip地址
最少2个IP地址，因为每一个接口最少一个IP地址，而异构网络就是使用不同的接口来连接的。而且这2个IP地址还必须在不同网段。
3. 不同的异构网络通过路由器互联，那如果我不用路由器 而用中继器互联呢，会有什么影响
1、首先，要明白中继器的作用，中继器的作用仅仅是对信号进行放大，增加中继距离，用在扩展局域网的覆盖范围，属于物理层的设备，或者说仅仅是增加了电缆的长度。因此它不能起到分组交换的作用。就像一条马路，没有十字路口，修得再长，也只能一条道走到黑。
2、在OSI体系结构中，路由器属于三层设备路由器具有分组交换的作用，可以实现分组的存贮转发和路由选择功能，相当于在网络上增加了交换节点，像十字路口的交警，可以指挥疏导交通流量。
3、因此中继器工作在物理层，仅有中继器是无法实现异构网络的互联的。
4. 请问大家什么是 异构网络呢
异构网络
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异构网络(Heterogeneous Network）是一种类型的网络，其是由不同制造商生产的计算机，网络设备和系统组成的，大部分情况下运行在不同的协议上支持不同的功能或应用。
关于异构网络的研究最早追溯到1995的美国加州大学伯克利分校发起的BARWAN（Bay Area Research Wireless Access Network）项目，该项目负责人R.H. Katz在文献中首次将相互重叠的不同类型网络融合起来以构成异构网络，从而满足未来终端的业务多样性需求。为了可以同时接入到多个网络，移动终端应当具备可以接入多个网络的接口，这种移动终端被称为多模终端。由于多模终端可以接入到多个网络中，因此肯定会涉及到不同网络之间的切换，与同构网络（Homogeneous Wireless Networks）中的水平切换（Horizontal Handoff, HHO）不同，这里称不同通信系统之间的切换为垂直切换（Vertical Handoff，VHO）。在此后的十几年中，异构网络在无线通信领域引起了普遍的关注，也成为下一代无线网络的发展方向。很多组织和研究机构都对异构网络进行了深入广泛的研究，如3GPP、MIH、ETSI、Lucent实验室、Ericsson研究所、美国的Georgia理工大学和芬兰的Oulu大学等。
下一代无线网络将是无线个域网(如Bluetooth)、无线局域网(如Wi-Fi)、无线城域网(如WiMAX)、公众移动通信网(如2G、3G)以及Ad Hoc网络等多种接入网共存的异构无线网络。
中文名：异构网络
外文名：Heterogeneous Wireless Networks
简写：HWNs
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介绍
互联网可以由多个异构网络互联组成。用来连接异构网络的设备是路由器。
所谓异构是指两个或以上的无线通信系统采用了不同的接入技术，或者是采用相同的无线接入技术但属于不同的无线运营商。利用现有的多种无线通信系统，通过系统间融合的方式，使多系统之间取长补短是满足未来移动通信业务需求一种有效手段，能够综合发挥各自的优势。由于现有的各种无线接入系统在很多区域内都是重叠覆盖的，所以可以将这些相互重叠的不同类型的无线接入系统智能地结合在一起，利用多模终端智能化的接入手段，使多种不同类型的网络共同为用户提供随时随地的无线接入，从而构成了如图1所示的异构无线网络。
5. 网关和网段有什_区别
网段:用来区分网路上的主机是否在同一网路区段内,在局域网中,每台电脑只能和自己同一网段的电脑互相通讯。
Gateway的出厂IP地址是192.168.123.250,说明它处于192.168.123.X的网段(X代表1-255之间的任意值)。
若您的路由器的IP地址是192.168.1.X或是其他位址,说明二者不处于同
一网段,则它们之间无法相互连接。
网关（Gateway）（不，并非是比尔·盖茨（Bill Gates）的道路（way）），又叫协议转换器，是一种复杂的网络连接设备，可以支持不同协议之间的转换，实现不同协议网络之间的互连。
网关具有对不兼容的高层协议进行转换的能力，为了实现异构设备之间的通信，网关需要对不同的链路层、专用会话层、表示层和应用层协议进行翻译和转换。
所以说，网关是一个智能超群的路由器，一个智能超群的网桥，一个智能超群的中继器。注意到这里的句型了吗？
若要使两个完全不同的网络（异构网）连接在一起，一般使用网关，在Internet中两个网络也要通过一台称为网关的计算机实现互联。这台计算机能根据用户通信目标计算机的IP地址，决定是否将用户发出的信息送出本地网络。
同时，它还将外界发送给属于本地网络计算机的信息接收过来，它是一个网络与另一个网络相联的通道。为了使TCP/IP协议能够寻址，该通道被赋予一个IP地址，这个IP地址称为网关地址。
网关主要用于不同体系结构的网络或者局域网与主机系统的连接。在互连设备中，它最为复杂，一般只能进行一对一的转换，或是少数几种特定应用协议的转换。网关一般是一种软件产品。目前，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。
(5)连接两个异构网络使用扩展阅读：
网段的含义：
通常使用同一物理层的设备之间必然通过相同的传输介质直接相互连接，（如交叉双绞线直接连接的两台主机），但是两组其传输介质并非直接相连的网络设备，如果它们的传输介质通过工作在物理层的扩展设备如中继器和集线器等转接连接，
则仍然被视为同一物理层中的设备，是一个而非两个网段。另外，工作在数据链路层或更高层的设备如网桥、交换机、路由器等等，由它们连接起来的两组设备仍然分别处于各自独立的物理层，因此是两个网段。
网桥实现两个网段的桥接功能，同时也起到重发器的作用，即延长线路距离及信号再生和转发。交换机原理上也工作在数据链路层，可实现多个网段的信息交换，网桥和交换机可以隔离两个网段，可以防止在某一个网段的数据被无条件地广播到另一网段，
这是因为网桥接到数据帧后，判断接收到的数据帧目的地址是否和源地址在同一网段，是的话，就不再转发。交换机被称为多端口网桥，交换机的每个端口可以连接一个网段。
前面所讨论的学术定义是“网段”在物理层的严格定义，“网段”还有一些不严格的含义，比如指代以太网上的一个广播域，这是数据链路层上一个独立的内部相互作用区域。
或者在中文的网络知识入门中，这个词更经常地被误用来指代“子网”，也就是网络层中由网关或路由器等设备隔开的不同部分。如IP为 192.168.0.1 ~ 192.168.0.254 的设备就位于掩码 255.255.255.0 的同一子网中，
这句话经常被说成“位于192.168.0.x ‘网段’中”，如果不涉及网络层之下的结构，这么说不会引起混淆，但是在深入探讨互联网底层结构的时候，应该避免使用“网段”来指代“子网”。
6. 作为中间设备，转发器，网桥，路由器和网关有何区别
转发器、网桥、路由器和网关的区别如下：
1、工作层次不同：
转发器又被称为中继器或放大器，执行物理层协议，负责物理层的数据中继；网桥负责数据链路层的数据中继；路由器负责网络层的数据中继；网关负责网络层以上的数据中继。
2、处理数据的方式不同：
转发器本身不执行数据的过滤功能；网桥在互联时克服了物理限制，这意味着构成lan的数据站总数和网段数很容易扩充；路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。
网关使两个完全不同的网络（异构网）连接在一起，在Internet中两个网络也要通过一台称为网关的计算机实现互联。
3、执行的功能不同：
转发器用于互连两个相同类型的网段，主要功能是延伸网段和改变传输媒体。
网桥可以有效地联接两个LAN，使本地通信限制在本网段内，并转发相应的信号至另一网段，网桥通常用于联接数量不多的、同一类型的网段。
路由器能理解数据中的IP地址，如果它接收到一个数据包，就检查其中的IP地址，如果目标地址是本地网络的就不理会，如果是其他网络的，就将数据包转发出本地网络。
网关的作用是将两个使用不同协议的网络段连接在一起的设备，对两个网络段中的使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换。
参考资料来源：网络-转发器
参考资料来源：网络-路由器
参考资料来源：网络-网关
参考资料来源：网络-网桥
7. 网络互连的类型
LAN-LAN
LAN互连又分为同种LAN互连和异种LAN互连。同构网络互连是指符合相同协议局域网的互连，主要采用的设备有中继器、集线器、网桥、交换机等。而异构网的互连是指两种不同协议局域网的互连，主要采用的设备为网桥、路由器等设备。
LAN-WAN
这是最常见的方式之一，用来连接的设备是路由器或网关。
LAN-WAN-LAN
这是将两个分布在不同地理位置的LAN通过WAN实现互连，连接设备主要有路由器和网关。
WAN-WAN
通过路由器和网关将两个或多个广域网互连起来，可以使分别连入各个广域网的主机资源能够实现共享。
8. 什么叫网关(gateway)
网关
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。大多数网关运行在OSI 7层协议的顶层--应用层。
大家都知道，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
按照不同的分类标准，网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。
那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上，TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机(如附图所示)。网络B向网络A转发数据包的过程。
所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。
在和 Novell NetWare 网络交互操作的上下文中，网关在 Windows 网络中使用的服务器信息块 (SMB) 协议以及 NetWare 网络使用的 NetWare 核心协议 (NCP) 之间起着桥梁的作用。网关也被称为 IP 路由器。
计算机主机网关的作用是什么？
假设你的名字叫小不点，你住在一个大院子里，你的邻居有很多小伙伴，在门口传达室还有个看大门的李大爷，李大爷就是你的网关。当你想跟院子里的某个小伙伴玩，只要你在院子里大喊一声他的名字，他听到了就会回应你，并且跑出来跟你玩。
但是你不被允许走出大门，你想与外界发生的一切联系，都必须由门口的李大爷（网关）用电话帮助你联系。假如你想找你的同学小明聊天，小明家住在很远的另外一个院子里，他家的院子里也有一个看门的王大爷（小明的网关）。但是你不知道小明家的电话号码，不过你的班主任老师有一份你们班全体同学的名单和电话号码对照表，你的老师就是你的DNS服务器。于是你在家里拨通了门口李大爷的电话，有了下面的对话：
小不点：李大爷，我想找班主任查一下小明的电话号码行吗？
李大爷：好，你等着。（接着李大爷给你的班主任挂了一个电话，问清楚了小明的电话）问到了，他家的号码是211.99.99.99
小不点：太好了！李大爷，我想找小明，你再帮我联系一下小明吧。
李大爷：没问题。（接着李大爷向电话局发出了请求接通小明家电话的请求，最后一关当然是被转接到了小明家那个院子的王大爷那里，然后王大爷把电话给转到小明家）
就这样你和小明取得了联系。
解决跨网关技术
现行的IPV4的IP地址是32位的，根据头几位再划分为A、B、C三类地址；但由于INTERNET的迅猛发展，IP资源日渐枯竭，可供分配的IP地越来越少，跟一日千里的INTERNET发展严重冲突，在IPV6还远未能全面升级的情况下，惟有以代理服务器的方式，实行内部网地址跟公网地址进行转化而实现接入INTERNET。
中介作用的代理服务器就是一个网关，也就是这个网关带给现阶段的多媒体通讯系统无尽的烦恼。在IP资源可怜的情况下，惟有以网关甚至多层网关的方式接入宽带网， 因为多媒体通讯系统的协议如H.323等要进行业务的双方必须有一方有公网的IP地址，但是现在的宽带有几个用户能符合这个要求？microsoft的NETMEETING等等多媒体通讯系统就是处于这种尴尬的位置；跨网关成为头疼的难题。
跨网关： 网络数据通过层层网关，受制于网关节点速度，网络速度大大降低。 跨网关技术基于底层网络协议，突破网关瓶颈，实现客户点对点交流。
网关的类型
1、传输网关。传输网关用于在2个网络间建立传输连接。利用传输网关，不同网络上的主机间可以建立起跨越多个网络的、级联的、点对点的传输连接。
2、应用网关。应用网关在应用层上进行协议转换。例如，一个主机执行的是ISO电子邮件标准，另一个主机执行的是Internet 电子邮件标准，如果这两个主机需要交换电子邮件，那么必须经过一个电子邮件网关进行协议转换，这个电子邮件网关是一个应用网关。
9. 使用网关有什么好处
网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。
网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上，TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机(如附图所示)。网络B向网络A转发数据包的过程。
所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。
10. 当连接两个完全不同结构的网络时，必须使用A中继器B集线器C路由器D网关
应该是路由器！