如果要在全世界范围内把数以百万计的网络都互连起来，并且能够互相通信，那么这样的任务一定非常复杂。其中会遇到许多需要解决的问题，如寻址方案、最大分组长度、网络接入机制、超时控制、差错恢复方法、状态报告方法、路由选择技术、用户接入控制、服务（面向连接服务和无连接服务）、管理与控制方式，等等。
让人们都使用相同的网络，这样可使网络互连变得比较简单。答案是不行的。由于用户的需求是多种多样的，因此没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求。另外，网络技术是不断发展的，网络的制造厂家也要经常推出新的网络，在竞争中求生存，因此在市场上总是有很多种不同性能、不同网络协议的网络，供不同的用户选用。
从一般的概念来讲，将网络互相连接起来要使用一些中间设备。根据所在的层次，可以有以下4种不同的中间设备：
图4-5 网际协议IP及其配套协议
（1）物理层使用的中间设备叫作转发器（repeater）。
（2）数据链路层使用的中间设备叫作网桥或桥接器（bridge）。
（3）网络层使用的中间设备叫作路由器（router）。
（4）在网络层以上使用的中间设备叫作网关（gateway）。若用网关连接两个不兼容的系统，则需要在高层进行协议的转换。
当中间设备是转发器或网桥时，这仅是把一个网络扩大了，而从网络层的角度看，这仍然是同一个网络，并不称其为网络互连，因此讨论网络互连时，都是指用路由器进行网络互连和路由选择。所谓的路由器其实就是一台专用的计算机，用来在互联网中进行路由选择。由于历史的原因，许多有关TCP／IP的文献曾经把网络层使用的路由器称为网关。(www.xing528.com)
图4-6（a）表示有许多计算机网络通过一些路由器进行互连。由于参加互连的计算机网络都使用相同的IP，因此可以把互连以后的计算机网络看成图4-6（b）所示的一个虚拟互连网络。所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，利用IP就可以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络。这种使用IP的虚拟互连网络可简称为IP网（IP网是虚拟的，但平常不必每次都强调“虚拟”二字）。使用IP网的好处是：当IP网上的主机进行通信时，就好像在一个单个网络上通信，它们看不见互连的各网络的具体异构细节（如具体的编址方案、路由选择协议等）。如果在这种覆盖全球的IP网的上层使用TCP，那么就是现在的互联网。
当很多异构网络通过路由器互连起来时，如果所有的网络都使用相同的IP，那么在网络层讨论问题就显得很方便。现在举例说明如下。
图4-6 IP网的概念
（a）实际的互连网络；（b）虚拟的IP网络
在图4-7所示的互联网中的源主机H1要把一个数据报发送给目的主机H2。根据分组交换的存储转发概念，主机H1先要查找自己的路由表，看目的主机是否就在本网络上。如是，则不需要经过任何路由器，而是直接交付，任务就完成了；如不是，则必须把IP数据报发送给某个路由器（图4-7中的R1）。R1在查找了自己的路由表后，知道应当把数据报转发给R2进行间接交付。这样一直转发下去，最后由路由器R3知道自己是和H2连接在同一个网络上，不需要再使用别的路由器转发，于是就把数据报直接交付目的主机H2。图4-7中画出了源主机、目的主机以及各路由器的协议栈。主机的协议栈共有5层，但路由器的协议栈只有下3层。如果只从网络层考虑问题，那么IP数据报就可以想象是在网络层中传送，其传送路径是：H1→R1→R2→R3→H2。这样就不必画出许多完整的协议栈，使问题的描述更加简单。有了虚拟互连网络的概念后，才能讨论如何在这样的虚拟网络上寻址。
图4-7 分组在互联网中的传输过程
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