网络互连（Network Interconnection）就是指把一个网络与另一个网络互相连接起来，在用户之间实现跨网络的通信与操作的技术。网络互连按所连网络的类型不同，可分为广域网和广域网互连、广域网和局域网互连、局域网和局域网互连。其中，局域网的互连一般在物理层和数据链路层上进行，而广域网的互连一般都在网络层上进行。参加互连的网络差异越大，则实现互连的层次与需要做的转换工作就越复杂。而且，不管哪一种类型的网络互连，均需要有互连的设备和软件，也就是说，需要有一种转换设备，使得通信的双方通过协调，能够实现正常通信。目前，常用的互连设备有中继器（Repeater）、集线器（Hub）、网桥（Bridge）、交换机（Switcher）、路由器（Router）和网关（Gateway）等。
◆ 中继器：是一种物理层的网络互连设备，其作用是对网络电缆上传输的信号经过放大和整形后，再发送到与之相连的其他网段上。如图4.20所示，通过中继器连接起来的各网段仍是一个冲突域，如果用太多的中继器将多个网络连接起来，将会增加冲突的机会，降低网络的性能，增加整个网络的时延。而若时延太长，则网络协议就无法工作了。因此，在任意两个工作站之间最多可以有四个中继器，连接到转发器的点到点链路的总长度不能超过1000m。
图4.20基于中继器和集线器的网络互连
◆ 集线器：也是一种物理层的网络互连设备，是一种多口的中继器，如图4.21所示。将集线器作为一个中心节点，可用来连接多条传输介质。与中继器相比，集线器的优点是当某条传输介质发生故障时，不会影响到其他的节点。
◆ 网桥：是一种数据链路层的网络互连设备，可用于连接两个或两个以上具有相同类型（通信协议、传输介质及寻址结构）的局域网。如图4.21所示，网桥的工作过程是先接收帧并送到数据链路层进行差错校验，然后再送到物理层，经由物理传输介质将收到的帧转发到另一个局域网。
图4.21 基于网桥的网络互连
◆ 交换机：也是一种数据链路层的网络互连设备，交换机通常采用存储-转发（Store-Forward）技术或直通（Cut-Through）技术来实现帧的转发，其工作原理如图4.22所示。与网桥相比，交换机的优点在于：端口数较多，数据传输效率高，转发延迟很小，吞吐量大，丢失率低，网络整体性能增强，远远超过了普通网桥连接网络时的转发性能。如图4.23所示，交换机一般用于互连具有相同类型的局域网，例如：以太网与以太网之间的互连。
图4.22 交换机的工作原理
◆ 路由器：是一种网络层的网络互连设备，路由器可实现网络层上数据包的存储转发，并具有路径选择功能，可依据网络当前的拓扑结构来选择“最佳”路径把接收到的数据包转发出去，从而实现网络负载平衡，减少网络拥塞。由于路由器工作在网络层，可用于连接不同类型的局域网和广域网，因此也称为“LAN网间互联设备”。如图4.23所示，一个路由器可以用来连接两个局域网、一个局域网和一个广域网，或两个局域网，例如：可用路由器将一个以太局域网与一个FDDI局域网相连，或与X.25公用分组交换网相连。
图4.23 基于交换机和路由器的网络互连
◆ 网关：又称为协议转换器，是一种对高层协议（包括传输层及更高层的应用层）进行转换的网间连接器。如图4.24所示，网关可以把具有不同网络体系结构的多个计算机网络连接起来，例如：可用网关来实现局域网间的互连、局域网与广域网间互连或两个不同广域网（例如：IPv4网络和IPv6网络、PSTN网络和Internet等）间的互连。
图4.24 基于网关的网络互连
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