零.簡介
1.網絡互連的核心是網絡之間的硬體連接配接和網間互連協定，掌握網絡互連的基本知識是進一步深入學習網絡應用技術的前提。
一.簡介
1.網絡互連的含義：網絡互連是指将分布在不同地理位置、使用不同資料鍊路層協定的單個網絡通過網絡互連裝置進行連接配接，使之成為一個更大規模的互連網絡系統。網絡互連的目的是使處于不同網絡上的使用者間能夠互相通信和互相交流，以實作更大範圍的資料通信和資源共享。
2.網絡互連的優點：(1).擴大資源共享的範圍；(2).提高網絡的性能；(3).降低連網的成本；(4).提高網絡的安全性；(5).提高網絡的可靠性。
3.網絡互連的要求：(1).能為不同子網之間的通信提供路徑選擇和資料交換功能。(2).在不修改互連在一起的各網絡原有結構和協定的基礎上，能夠利用網間互連裝置來協調和适配各個網絡之間的差異。(3).應考慮虛拟網絡的劃分、不同子網的差錯恢複機制對全網的影響、不同子網的使用者接入限制以及通過互連裝置對網絡的流量控制等問題。(4).盡量避免為提高網絡之間的傳輸性能而影響各個子網内部的傳輸功能和傳輸性能。
二.網絡互連的類型和層次
1.網絡互連的類型：(1).區域網路(LAN)-區域網路(LAN)；(2).區域網路(LAN)-廣域網(WAN)；(3).區域網路(LAN)-廣域網(WAN)-區域網路(LAN)；(4).廣域網(WAN)-廣域網(WAN)。
2.網絡互連的層次：根據OSI參考模型的層次劃分，網絡協定分别屬于不同的層次。是以網絡互連一定存在着互連層次的問題。根據網絡層次結構模型，網絡互連的層次可以做如下劃分：(1).實體層使用中繼器進⾏互連；(2).資料鍊路層使用網橋進行互連；(3).網絡層使用路由器進行互連；(4).高層使用網關進行互連。
三.典型網絡互連裝置
1.典型網絡互連裝置：網絡互連的目的是為了實作網絡間的通信和更大範圍的資源共享，但是不同的網絡所使用的通信協定往往也不相同。是以，網絡間的通信必須要依靠一個中間裝置來進行協定轉換，這種轉換既可以由軟體來實作，也可以由硬體來實作。完成不同協定間轉換的硬體裝置被稱為網絡互連裝置。網絡互連的方式有多種，相應的網絡互連裝置也不相同。常用的網絡互連裝置有中繼器、網橋、路由器和網關等。
2.中繼器：中繼器(Repeater)是最簡單的網絡裝置，它工作在OSI參考模型的最低層——實體層，常用于兩個網絡結點之間實體信号的雙向轉發工作。中繼器在資料信号傳輸過程當中隻起到一個放大電信号、延伸傳輸媒體、将一個網絡的範圍擴大的作用，它并不具備檢錯和糾錯的功能。中繼器既可用于連接配接相同傳輸媒體的區域網路，也可用于連接配接不同傳輸媒體的區域網路。
3.集線器：集線器(Hub)是一種特殊的中繼器，多端口，用于連接配接雙絞線媒體或光纖媒體以太網系統，是組成10Base-T、100Base-T或10Base-F、100Base-F以太網的核心裝置。無源HUB的功能是隻負責将多段傳輸媒體連在一起，⽽不對信号本身作任何處理。有源HUB和無源HUB相似，但它還具有信号放大、延伸網段的作用。智能HUB除具有有源HUB的全部功能外，還将網絡的很多功能內建到HUB中。
4.網橋：(1).當網橋收到一個資料幀後，首先将其傳送到資料鍊路層進行分析和差錯校驗，根據該資料幀的MAC位址段來決定是删除這個幀還是轉發這個幀。如果發送方和接收方處于同一個實體網絡，網橋則将該資料幀删除；如果發送方和接收方處于不同的實體網絡，網橋則進行路徑選擇，通過實體層傳輸機制和指定的路徑将該幀轉發到目的區域網路。
(2).網橋可實作不同結構、不同類型區域網路絡的互連，并在不同的區域網路之間提供轉換功能。而中繼器隻能實作同類區域網路的互連。網橋或以隔離沖突域，是以可以增大網絡跨徑，而用中繼器互連的網絡跨徑受到沖突域大小的限制。
(3).網橋具有隔離錯誤資訊，保證網絡安全的作用。而中繼器隻能作為數字信号的整形放大器，并不具備檢錯、糾錯功能。
(4).可以根據網橋的不同特點對網橋的種類進行多種形式的劃分：(a).根據網橋連接配接的範圍分為本地網橋和遠端網橋；(b).根據網橋是運作在伺服器上還是作為伺服器外的一個單獨的實體裝置可分為内橋和外橋；(c).根據網橋路徑選擇的方法分為透明網橋和源路由網橋。
5.網關：(1).網關是讓兩個不同類型的網絡能夠互相通信的硬體或軟體。網關工作在OSI參考模型的傳輸層至應用層。網關是實作應用系統級網絡互連的裝置，它既可是一個專用裝置，也可以用計算機作為硬體平台，由軟體實作其功能。網關一般用于不同類型、不同協定、差别較⼤的網絡系統之間的互連。
(2).網關在很多情況下是與特定的服務一一對應。換句話說，網關總是針對某種特定的應用，通用型網關是根本不存在的。
(3).網關的主要功能是完成傳輸層以上的協定轉換，一般有傳輸層網關和應用程式網關兩種。網關既可以是一個專用裝置，也可以用計算機作為硬體平台，由軟體實作其功能。
6.路由器：(1).路由器工作在OSI參考模型的網絡層，屬于網絡層的一種互連裝置。一般說來，異種網絡互連和多個子網互連都是采用路由器完成的。所謂“路由”，是指将資料包從一個網張送到另一個網絡的路徑資訊。路由的完成離不開兩個最基本的步驟：一是選擇合适的路徑，二是資料包轉發。
(2).路由器的主要工作就是為經過路由器的每個資料包尋找一條最佳傳輸路徑，并将該資料包有效地傳送到目的站點。是以選擇最佳路徑的政策，即路由算法，是路由器的關鍵所在。
(3).為了路由選擇這項工作，在路由器中儲存着各種傳輸路徑的相關資料——路由表，供路由選擇時使用。路由表是路由器選擇路徑的基礎，表中儲存着子網的标志資訊、網上路由器的個數以及下一個路由器的位址等内容。路由表一般包括兩個部分：(a).靜态路由：由系統管理者設定，并不随網絡結構的變化而改變。(b).動态路由：依照路由選擇算法，根據網絡結構的情況随時調整，自動計算資料傳輸的最佳路徑。
(4).路由器的另一個重要功能是完成對資料包的傳送。網絡上各類資訊的傳送都是以資料包為機關進行的。資料包中除了包括要傳送的資料資訊外，還包括要傳送資訊的目的位址。當一個路由器收到資料包時，将根據資料包中的目的位址查找路由表，并根據查找的結果将此資料包傳到對應端口。下一個路由器收到此資料包後繼續轉發，直至到達目的地。通常情況下，為每一個遠端網絡都建立一條路由表是不現實的，為了簡化路由表，一般還要在網絡上設定一個預設路由器。一旦在路由表中找不到目的位址所對應的路由器，就将該資料包交給網絡的預設路由器來完成下一級的路由選擇。
(5).路由器的另一個重要功能是充當資料包的過濾器，它将來自其它網絡的不需要的資料包阻擋在網絡之外，進而有效地減少了網絡之間的通信量，提高了網絡的使用率。
四.路由協定
1.路由算法和路由協定：路由器使用路由選擇算法來決定到達某一目的網絡的最佳路徑。路由選擇算法根據其收集到的網絡資訊，按照自己的标準選擇出最佳路由寫入路由表，并根據網絡情況的變化維護和更新路由表。路由協定就是指實作路由選擇算法的協定。常⽤的路由協定有RIP、OSPF、BGP等。
2.路由協定的分類：由一個ISP營運的網絡稱為一個自治域。自治域是一個具有統一管理機構、統一路由政策的網絡。根據是否在一個自治域内部使用，路由協定又有内部網關協定IGP和外部網關協定EGP之分。RIP和OSPF是自治域内部使用的路由協定，屬于IGP，而BGP是多個自治域之間的路由協定，屬于EGP。
3.路由資訊協定RIP：
(1).RIP采用距離矢量算法，即路由器根據距離選擇路由。RIP通過UDP封包交換路由資訊，每隔30秒向外發送一次更新封包。如果路由器經過180秒沒有收到更新封包，則将來自所有其它路由器的路由資訊标記為不可達。若在其後的120秒内仍未收到更新封包，就将這些路由從路由表中删除。
(2).RIP使用跳數來衡量到達目的地的距離，稱為路由權。在RIP中，路由器到與之直接連接配接的網絡的跳數為0，通過1個路由器可達的網絡的跳數為1,其餘依此類推。為限制收斂時間，RIP規定跳數的取值是0～15的整數，⼤于或等于16的跳數被定義為無窮大，即目的網絡或主機不可達。
(3).RIP有RIPv1和RIPv2兩個版本。RIP2支援明文認證和MD5認證，并支援變長子網路遮罩。為了提高性能，防止産生路由環路，RIP支援水準分割、毒性逆轉，并采用了觸發更新機制。每個運作RIP的路由器管理一個路由資料庫，該路由資料庫包含了到網絡所有可達目的地的一個路由項。
(4).RIP路由資料庫中的路由項包含下列資訊：(a).目的位址：主機或網絡的位址；(b).下一跳位址：為到達目的地，本路由器要經過的下一個路由器位址；(c).接口：轉發封包的接口；(d).路由權值：本路由器到達目的地的開銷；(e).定時器：該路由項最後一次被修改的時間；(f).路由标記：區分該路由為内部路由協定路由還是外部路由協定路由的标記。
(5).雖然RIP簡單、可靠、易于配置，但還有較大的局限性。(a).支援的網絡規模有限。RIP最多支援15跳，任何超過15跳的目的地均被标記為不可到達。而且RIP每隔30秒一次的路由資訊廣播也會占用網絡帶寬。(b).依據固定度量計算路由。RIP隻以跳數作為評價路由優劣的标準，而不考慮其它影響網絡性能的因素。
4.開放式最短路徑優先協定OSPF：OSPF是一種基于鍊路狀态的路由協定，它需要每個路由器向其同一管理域的所有其它路由器發送鍊路狀态廣播資訊，包括所有接口資訊、量度和其它一些變量等。利用OSPF的路由器首先必須收集有關的鍊路狀态資訊，并根據一定的路由選擇算法計算出到達每個網絡的最短路徑。
(1).OSPF可以将一個自治域再劃分為區，以簡化路由管理，提高網絡性能。
5.邊界網關協定BGP：BGP是一種不同自治域的路由器之間進行通信的外部網關協定。BGP既不是基于純粹的鍊路狀态算法，也不是基于純粹的距離矢量算法。其主要功能是與其它自治域的BGP交換網絡可達資訊，各個自治域可以運作不同的内部網關協定。
(1).BGP與RIP和OSPF的主要差別在于：BGP使用TCP作為傳輸層協定，兩個運作BGP的系統之間首先建立一條TCP連接配接，然後交換整個BGP路由表。一旦路由表發生變化，就發送BGP更新資訊。這些更新資訊通過TCP傳送出去，以保證傳輸的可靠性。
(2).從本質上講，BGP還是一個距離矢量協定。與RIP不同的是，RIP使用跳數來衡量到達目的地的距離，BGP則詳細地列出了到每個目的網絡的路由。避免了一些距離矢量協定中存在的問題，在實際應用中得到了廣泛的使用。
五.路由器的基本配置
1.詳見具體路由器說明書。
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