10.1.3 广域网互连
广域网的互连一般采用在网络层（及其以下）进行协议转换的办法实现。这里使用的互连设备是路由器。
下面介绍OSI参考模型中网络层内部的结构，然后介绍ISO标准化的两种互连方法，即面向连接的互连方式和无连接的互连方式。
1．OSI网络层内部结构
为了实现类型不同的子网互连，OSI/RM把网络层划分为3个子层，如图10-1所示。
·子网访问子层对应于实际网络的第三层，它可能符合也可能不符合OSI/RM的网络层标准，如果两个实际网络的子网访问子层不同，则它们不能简单地互连。
·子网相关子层的作用是增强实际网络的服务，使其接近于OSI/RM的网络层服务，两个不同类型的实际子网经过分别增强后可以达到相同的服务水准。
·子网无关子层提供标准的OSI/RM网络层服务，它利用子网相关子层提供的功能，按照OSI/RM网络层协议实现两个子网间的互连。
这种层结构的划分并不是强制性的，理论上可以制定出一种网络层协议，这种协议可以一步到位，提供所有0SI网络层服务，但目前还没有这样的网络层协议出现。各种实际网络总是存在一些差别，因而实现互连时要采用一些增强性措施，当然有时也可能要“削弱”实际的网络层服务，如网际互连采用数据报服务，对提供虚电路服务的子网则要削弱其功能，即在虚电路服务之上实现数据报服务。但这种方法很不经济。
网络层的3个子层结构对应于网络互连的3种策略，第一种策略是建立在子网支持所有OSI/RM网络层服务的假设上，因此子网不需要增强，在网络层可直接相连，并提供需要的网络层服务；第二种策略是分别增强实际网络的功能，以便提供同样的网络层服务。这种互连方法对应于面向连接的网际互连；第三种互连策略是采用统一的互联网协议。子网无关会聚协议（SubNetwork Independent Convergence Protocol，SNICP）就是一种网际协议，它对每一个子网的要求最小，因而可能覆盖了两边子网的部分功能。这虽然有些浪费，但是一种解决问题的办法。通常SNICP采用无连接的网络协议。
图10-1 OSI/RM网络层的内部结构
2．无连接的网际互连
网际协议（Internet Protocol，IP）是为ARPANET研制的网际数据报协议，后来ISO以此为蓝本开发了无连接的网络协议（ConnectionLess Network Protocol，CLNP）。IP与CLNP的功能是十分相似的，差别只在于个别细节和分组格式不同。本小结介绍网际协议的特点，虽然下文中只提到IP，但从技术角度来说对两者都是合适的。
无连接的网络互连一般情况是中间要经过多个路由器，每个路由都根据IP头中的网际地址决定转发方向。当转发的下一个网络的最大分组长度小于当前的数据报长度时，路由器必须将数据报分形成多个独立的短数据报，然后按一定的顺序把它们逐个转发出去。在目的端，分段的短数据报经过IP实体排序，组装成原来的数据字段再提交给上层。
实际上，网际协议要解决的问题与网络层协议是类似的。在网际层提供路由信息的手段仍然是路由表。每一个站或路由器中都有一个网际路由表。表的每一行说明与一个目标站对应的路由器地址。网际地址通常采用“网络-主机”的形式，其中网络部分是子网的地址编码，主机部分是子网的一个主机的地址编码。
路由表可以是静态的或动态的。静态路由表也提供可选择的第二、第三条最佳路由。动态路由表在应付网络的时效和拥塞时更灵活。在DARPAnet中，当一个路由器关机时，与该路由器相邻的路由器和主机都发出状态报告，使别的路由器或主机修改它们的路由表。对拥塞链路也可以同样处理。在网际环境下，各个子网（可能是远程网或局域网）的容量差别大，更容易发生拥塞，因而更要发挥动态路由的优势。
更复杂的路由表还可支持安全和优先服务。例如，有的网络从安全角度考虑不适合处理某些数据，则路由表可以控制不要把这类数据转发到不安全的网络中去。
选择路由的另一种技术是源路由法，即源端在数据报中列出要经过的一系列路由器，这种方法也可以提供安全服务。
路由记录服务是一种与路由选择有关的特种服务。数据报经过的每一个路由器把自己的地址加入其中，这样，目的端就可以知道数据报的旅行轨迹。在进行网际测试或查错时这个服务可能有用。
3．面向连接的网际互连
实现面向连接的网际互连的前提是子网提供面向连接的服务，这样可以用路由器连接两个或多个子网，路由器是每个子网中的DTE。当不同子网中的DTE要进行通信时，就通过路由器建立一条跨网络的虚电路。这种网际虚电路是通过路由器把两个子网的虚电路级联起来实现的。
（1）网际虚电路的建立
假定主机A希望与主机B建立逻辑连接。当主机A的传输层发出建立虚电路的请求时，它把主机B的网际地址传送给网络层，在主机A的网络层发出的Call Request分组中，这个网际地址被放在特别业务字段中，叫做被呼方扩展地址。在分组头的被呼方地址字段中包含的是路由器与分组交换的子网连接地址。注意，路由器对每个网络分别有一个子网连接地址。这样，利用Call Request分组头中的信息，X.25协议可以建立一条从主机A到路由器的逻辑连接。
当X.25网络把主机A的连接请求发送到路由器时，路由器就收到一个呼入请求分组（Incoming Call）。这时路由器并不能立即决定是否接受这个请求，它必须根据特别业务字段中的被呼方扩展地址把连接请求继续传递给局域网中的主机B。路由器自动构造一个新的Call Request分组，这个分组的被呼方地址字段包含主机B的子网连接地址。假定主机B接受了由路由器发出的连接请求，路由器才可以向主机A发回呼叫接受分组，于是两个网络中分别建立了一条虚电路，并且由路由器级联起来形成网际虚电路。
（2）数据传输
当网际虚电路建立后，路由器就完成了两个虚电路的映像功能，并把从X.25网络来的数据分组转发到局域网中对应的虚电路上去，或者进行相反方向的转发。
路由器可能还要完成分段和重装的功能。如果互连的两个子网的最大分组长度不同，路由器可以把大的分组划分成短的分组序列，使其可通过最大分组、长度最小的子网，也可以把短的分组序列重装成大的分组以便在分组长度较大的子网上提高传输速率。
（3）X.75网关
路由器也叫X.25网关，它执行X.25协议，从而实现两个子网的互连。这种网关可以安装在任何一个子网中，由两个网络的所有者共同运营。
在广域网互连时，共同运营一个网关可能在行政管理或经济利益方面无法协调，那么可以把网关一分为二，形成两个半网关。半网关作为它所属的子网中的DTE，两个半网关之间执行X.75协议，如图10-2所示。
图10-2 X.75网关
半网关G在其所属的子网中起着X.25主机的作用，G1对应于图10-2中路由器的左半边，而G2则对应于路由器的右半边。G1和G2之间按X.75协议相互作用，而不是像路由器那样仅仅实现分组转发和地址变换功能。
X.75协议与X.25协议兼容，能实现X.25协议的全部功能。X.75分组格式是X.25分组格式的扩充，主要是增加了网络控制字段，用户可使用更多的特别业务。