随着计算机、通信和计算机网络技术的飞速发展，单一的局域网已不能满足社会对信息的需求，需将分布在不同地理位置的多个相同或不同类型的计算机网络互联，以实现更广泛的资源共享和信息交流。

<网络互联的目的>

网络互联除了可以延长局域网缆段的长度外，它还可以扩大网络覆盖的地理范围、提高网络效率和网络性能、消除网络存在的差异、实现更大范围的资源共享与信息交流。

1局域网与局域网互联（LAN-LAN互联）

在局域网与局域网互联中，根据局域网的传输性质和通信协议不同，又可分为同构网互联与异构网互联两种形式。

同构网互联顾名思义是指具有相同传输性质和通信协议的局域网互联；异构网互联则是指两种完全不同传输性质和不同通信协议的局域网互联，目前不同类型的网络之间的互联大多是异构网互联。异构网的互联比同构网的互联更为复杂，像我们图中看到的那样，异构网互联通常需要网桥、路由器等连接设备。

2、局域网与广域网互联LAN-WAN互联

局域网与广域网互联可以使不同单位或机构的局域网连入范围更大的网络体系中，一般通过路由器进行连接。

广域网(Wide Area Network）是以信息传输为主要目的的数据通信网，一般作为网络互联的中间媒介。广域网主要由交换结点和公用数据网(PDN)所组成。如果按公用数据网划分,有PSTN、ISDN、X.25、DDN、FR、ATM等。公用交换电话网（PSTN）是数字交换和电话交换两种技术的结合。

综合业务数据网(lSDN)是由综合数字电话网发展起来的一个网络，它提供端到端的数字连接以支持广泛的服务，包括声音和非声音的，用户的访问是通过少量、多用途的用户网络标准实现的。

数字数据网DDN也就是我们常说的数据租用专线，是目前最流行广泛使用的数据通信服务，由光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成；适合于有固定速率的高通信量网络环境，如数据传输，语音、图像传输，民航、火车站售票连网，银行联网、股市行情广播及交易，信息数据库查询等。

分组交换数据网（PSDN）是最早被广泛应用的广域网技术，典型的分组交换网有：X.25网、帧中继网FR、ATM。帧中继网FR提供64kbps～2Mbps的速率，适合多媒体传输；ATM是信息高速公路上的“高速公路”,它比帧中继的传输速率更高，短距离时高达2.2Gbps,长距离时可达10Mbps～100Mbps。

3、广域网与广域网互联WAN-WAN互联

广域网与广域网互联一般在政府的电信部门或国际组织间进行，将不同地区的网络互联，以构成更大规模的网络，主要使用路由器或网关来实现广域网之间的互联。

4、局域网-广域网-局域网LAN-WAN-LAN互联

如果两个局域网的地理位置相隔很远，可以通过广域网实现两个局域网的互联。帧中继适合于远距离或突发性的数据传输，特别适用于局域网之间互联。

网络互联的层次

网络互联不仅要把多个网络用物理线路连接起来，而且要使用户无法察觉不同网络之间的差异。各种网络协议的功能不同，分属不同的网络层次，网络互联的关键主要是将不同网段、网络或子网通过网络互联设备连接起来。该图显示了网络各互联层与相应设备的对应关系。

（1）-物理层的互联：用于两个相同网段的互联，主要设备是中继器或集线器。图中就是通过中继器将不同网段的计算机A、B、C、D互连在一起了。

（2）数据链路层的互联：用于同操作系统的局域网互联，主要设备是网桥或交换机；

该图为通过交换机实现网络互联的示意图，图中LAN2中的结点104核LAN1中结点201之间的数据通信就通过交换机进行。

（3）网络层互联：则是用于局域网与局域网、局域网与广域网以及广域网与广域网之间的互联，所需要解决的问题是在不同的网络之间存储转发分组，该层互联的主要设备是路由器。这张图就向我们展示了如何用四个路由器将四个不同类型局域网网络互联在一起。

（4）高层互联：主要用于广域网与广域网的互联，主要设备为网关。网关的主要作用是实现不同网络传输协议的翻译和转换工作，它支持不同协议之间的转换，能实现使用不同协议网络之间的互联。

实现网络协议转换的具体办法有两种：一是直接转换，如我们图中看到的，它将进入网关的报文格式直接转换成输出网络的报文格式。如果一个网关互联2个网络，则要进行两种网络协议之间的转换，即网络A到网络B的转换和网络B到网络A的转换。同理，如果一个网关互联3个网络，则要进行6种协议间的转换，如果互联N个网络，则要进行N（N-1）种转换。显然，网络互联的网络数越多，编写协议转换程序模块的工作量越大，同时，系统对网关的存储空间与处理能力的要求也越高。

另一种网络协议转换方法——制定标准的网间报文格式：这种方式是将进入网关的报文格式转换为标准的网间报文格式，在输出端再由网间报文格式转换为另一网络的报文格式。

5因特网接入技术

Internet为我们提供了大量的服务，比如www服务、电子邮件服务、即时通讯服务等等，为了获得这些服务，我们必须将自己的计算机接入到Internet中，成为因特网的一员，才能享受它为我们提供的各类服务与信息资源。

这节课我们一起来了解一下目前常见的几种因特网接入方式——ADSL宽带接入、有线电视宽带接入、专线接入、无线接入。

<ADSL宽带接入>

ADSL的全称是非对称数字用户线路，利用频分复用技术把电话线路所传输的低频信号和高频信号分离，即在同一根线上分别传送数据和语音信号。

这里我们可以清楚地看出，ADSL技术把1.1MHz的频带分为3个频率段：0~4KHz低端频谱留给传统电话使用；10~50KHz用做上行信息流的传输带宽，提供1M的上行速率；52KHz~1.1MHz用作下行信息流的传输带宽，提供8-20M的上行速率。因为用户在上网时主要是从因特网下载各种文档，而向因特网发送的信息量一般都不太大，因此ADSL的下行带宽都远远大于上行带宽。“非对称”这个名词就是这样得出来的。

基于ADSL的接入网由以下三大部分组成：一是数字用户线接入复用器，它包括许多ADSL调制解调器，用于ADSL的接入和复用。二是，ADSL调制解调器，也称为ATU，分为内置式和外置式两种，必须成对使用。三是POTS分离器，用于分离语音信号和调制信号。

《单用户ADSL Modem直接连接》

由服务商将用户原有的电话线接入ADSL局端设备，用户端的电话线路和用户电话号码都保持不变。连接时用电话线将ADSL分离器一端接于电话机上，另一端接入ADSL Modem，再用网线将ADSL Modem和计算机网卡连接即可。用户要使用因特网时，需要进行虚拟拨号，由电信局动态分配ip地址。

这里我们要注意的是，虽然ADSL很受用户欢迎，但ADSL并不适合于企业。这是因为企业往往需要使用上行信道发送大量数据给许多用户，而前面我们说过ADSL的上行带宽是远远低于下行带宽的。

<HFC接入>

光纤同轴混合接入是当前主要的一种互联网宽带接入技术，除可传送电视节目外，还能提供电话、数据和其他宽带交互型业务。最早的有线电视网是同轴电缆网络，采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向广播传输，因此网络需要用一个Modem来协助完成数字数据的转换。HFC网络中所需的调制解调器我们称为Cable Modem，它能使计算机发出的数据信号与电缆传输的射频信号实现相互之间的转换。那么HFC技术是如何利用Cable Modem实现因特网的接入的呢？

这里可以看到，利用Cable Modem技术接入Internet，硬件设备同我们上面所讲的ADSL接入方式类似，需有一个将电视信号与数据信号分开的“分线器”，数据信号经Cable Modem与局域网相连。两者的不同之处在于，它是基于有线电视网HFC基础设施的网络接入技术，以频分复用方式将语音、数据和有线电视模拟信号复接，在接收端再还原为数字信号。

Cable Modem采用了与ADSL类似的非对称传输模式，提供了高达近40Mbps的下行速率和10Mbps的上行速率。Cable Modem能够自动建立与Internet的高速连接，用户可以拥有独立的IP地址。

<专线接入>

对于企业来说，拥有一个良好的网络环境，对于提高办公效率是非常有效的，因此集团用户便纷纷采用了租用数据专线这种方式。

（1）PCM专线接入可以向用户提供多种业务，既可以提供从2M到155M速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图像传送、远程教学等企业业务。

（2）DDN专线接入：利用数字信道提供半永久性连接电路，以传输数据信号为主的数字传输网络。DDN可以向用户提供N*64(N=1~31)及2048kbps速率的全透明的专用电路。以DDN方式接入Internet，具有专线专用、速度快、质量稳定、安全可靠等特点，适用于对数据的传输速度、传输质量和实时性、保密性要求高的数据业务，如商业，金融业，电子商务领域等，但通过DDN专线上网需要租用一条专用通信线路，费用较高，适合预算较高的用户使用。

（3）光纤接入：是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。根据光纤深入用户群的程度，可将光纤接入网分为FTTC(光纤到路边)、FTTZ(光纤到小区)、FTTB(光纤到大楼)、FTTO(光纤到办公室)和FTTH(光纤到户)，它们统称为FTTx。光纤接入方式适合那些居住在已经或便于进行综合布线的住宅、小区和写字楼的较集中的用户；有独享光纤需求的大企事业单位或集团用户。

（4）SDH点对点接入

SDH即同步数字体系专线，中文名为数字专线。是利用光纤、数字微波、虚电路开放的数据传输业务。它采用数字传输信道传输数据信号的通信网，可提供点对点、点对多点透明传输的数据专线出租电路，为用户传输数据、图象、声音等信息。

《无线接入》

最后我们来了解一下无线接入方式。无线接入方式分为两种，一种是无线局域网方式，也就是同学们现在最熟悉的WIFI。使用这种方式时，用户端使用计算机和无线网卡，服务端则使用无线信号发射装置AP提供连接信号。另一种是直接使用上网卡的方式，即直接通过使用移动上网卡来上网。使用这种上网方式时，用户端需要购买额外的上网卡设备，上网卡的号码已经固化在PC卡上，直接插入笔记本电脑的PCMCIA插槽或USB端口即可。

同学们好。在讲共享上网前，我们先来看这样一个实际场景：一个办公室里有5台计算机，通过ADSL方式申请了一条因特网接入线路，希望这5台计算机共享这一条线路连入因特网，这个问题的解决有两种方法：一种是代理服务器共享上网，另一种是网络地址转换共享上网。不管是哪种方式都是把局域网内部的网络请求在局域网与因特网连接处做转换处理，然后从连接互联网的线路发送到互联网，然后把从互联网接收到的数据在处理以后发送到发出该请求的内部计算机上。

共享上网方式提供私有lP地址访问Internet的方法，加快对网络的浏览速度，能对用户访问时间、访问地点、信息流量进行统计，可以作为防火墙，降低使用成本。

<代理服务器模式>

从名称上来看，代理服务器是局域网和Internet服务商之间的中间代理机构，它负责转发合法的网络信息，并对转发进行控制和登记；其功能是代理网络用户取得网络信息，形象地说它是网络信息的“中转站”。它就相当于我们买火车票时经常去的站外“火车票代理点”，能够代理我们购买火车票的要求，提高查询、出票速度。

代理服务器处在用户端和Internet主机之间，对于Internet主机而言，代理服务器是客户机，它向Internet主机提出各种服务申请；对于用户端而言，代理服务器则是服务器，它接受用户端提出的申请并提供相应的服务，即用户端访问Internet时所发出的请求不再直接发送到远端的Internet主机，而是被送到代理服务器上。代理服务器向远端Internet主机提出相应的申请，接收Internet主机提供的数据并保存在自己的硬盘上，然后用这些数据对客户机提供相应的服务。

严格来说代理服务器是建立在TCP/TP协议应用层上的服务软件，一般安装在局域网中一台性能比较优越且能够直接接入Internet的计算机上，目前常用WinGate，Winproxy软件。当设置好代理服务器后，在局域网中的每台客户机上必须配置使用代理服务器，并指向代理服务器的IP地址和服务端口号，图中显示代理服务器地址为202.119.80.20端口号为8080。当代理服务器启动时，将利用一个动态连接程序来开辟一个指定的端口，等待用户的访问请求。

利用代理服务器实现Internet共享的优点是：代理服务器有缓存功能，可以加快对网络的访问速度；而且它一般都具有同时支持多种应用的能力，如HTTP代理、FTP代理、SSl代理等。由于代理服务器对每一种网络应用都是独立进行代理工作的，所以对用户具有很强的控制管理能力。但这种方式下，每个客户端的每种网络应用软件都需要进行配置，且代理服务器对新出现的网络应用无法支持。

网络地址转换模式是将局域网内部的"非法互联网IP地址"通过NAT软件，转化成"合法互联网IP地址"，实现对Internet的合法访问。

这种方法需要在局域网连接到因特网的路由器或者一台高性能的计算机上安装NAT软件，如WinRoute，Internet Gateway等。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址。这样，所有使用本地地址的主机在和外界通信时，都要在NAT路由器上将其本地地址转换成全球IP地址，才能和因特网连接。

如图，内部网192.168.0.0内所有主机的IP地址都是本地IP地址192.168.x.x。NAT路由器有一个全球IP地址172.38.1.5，这样就可以利用这个IP地址与因特网相连。

图中，NAT路由器收到从专用网内部的主机A发往sina因特网主机B的IP数据报，源IP地址为192.168.0.3，而目的地址是213.18.2.4。NAT路由器把IP数据报的源IP地址转换为新的源IP地址，也就是NAT路由器的全球IP地址172.38.1.5，然后转发出去。而sina主机B在收到这个IP数据报时，则会以为请求访问的主机A的IP地址是172.38.1.5。当sina网主机B给主机A发送应答时，IP数据报的目的IP地址是NAT路由器的IP地址172.38.1.5，sina网主机B并不知道A的地址是192.168.0.3。当NAT路由器接收到sina网主机B发来的IP数据报时，还要再进行一次IP地址转换。通过NAT地址转换表，就可把IP数据报上的旧目的IP地址172.38.1.5转换为新的目的IP地址192.168.0.3。由此可见，当NAT路由器具有n个全球IP地址时，专用网络内最多可以同时有n个主机接入到因特网中，这样就可以使专用网内较多数量的主机，轮流使用NAT路由器有限数量的全球IP地址。

利用网络地址转换方式来共享上网的优势在于，内部的机器只需要设置共享服务器的地址为客户端机器的网关，服务软件就完成所有转换工作，客户端就好像一台具有真正连接互联网能力的机器一样，由于NAT针对每一个数据包转换，也就不存在不同网络应用协议的需要分别代理和处理的问题，用户不需要考虑根据每一种网络应用程序进行连接代理的配置工作，使用起来无拘无束。不过，这种方式对客户机所使用的网络应用程序在控制管理能力上就相对较弱。

C类私有地址

在C类地址中，192.168.0.0到192.168.255.255是私有地址。

B类私有地址

在B类地址中，172.16.0.0到172.31.255.255是私有地址。

A类私有地址

在A类地址中，10.0.0.0到10.255.255.255是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。