计算机网络技术：网络扩展与互连

这里所讨论的网络的扩展与互连指的是把计算机网络覆盖的地理范围扩大，不包括网络功能的扩展和延伸。以下仅仅从硬件的架构入手，介绍网络扩展与互连的目的和所解决的技术问题，并同时说明网络扩展与互连设备的作用。

1.网络扩展与网络互连的差异

网络的扩展与互连的目的是一致的，都是为了扩大网络的覆盖范围或跨度。不过，在实际的工程实践中，网络的扩展一般指的是对单一网段的扩大，且仅仅是物理上的连接尺度的扩大。网络的拓扑结构、网络的协议和网络的服务以及技术参数的配置都不会因此而改变。而网络互连则不同，其作用之一也是为了扩展网络，但网络互连比起网络扩展而言内涵更广。

通过网络互连扩大的网络，将会引起网络结构、协议和服务的变化，但功能更多，性能更好，可靠性更高。因此，在实际的网络规划与设计中，网络扩展的应用场合相对较少，而网络互连是计算机网络架构的主体。

2.网络扩展与网络互连的技术特征与要求

如上所述，网络扩展和网络互连的目的都是要组成一个更大范围和更大规模的计算机网络。然而，对于网络扩展与网络互连，在扩大网络方面的技术侧重点不同，从而使它们在网络设计中应用策略有很大的不同。具体分析如下。

（1）突破物理限制

根据网络物理层协议，连接网络计算机与设备的传输媒介都是有长度限制的。以以太网为例，100MBase-Tx网络中，要求计算机与交换机的连接电缆（双绞线）的长度不能超过100 m。而在用细缆架构的总线型以太网中，每一段网络的最大跨度也只有185m。因此，在如此小的范围内肯定不能满足实际应用的需要，扩大网络势在必行。

突破上述网络连接物理限制的方法有两个：其一就是扩展网络；其二是互连网络。

网络扩展与网络互连在一般意义上讲可以是一个概念。但是，若更进一步分析，二者还是有一些差异。网络扩展一般指在不改变原有网络结构、协议和服务等要求的前提下对网络覆盖范围进行扩大。如把100MBase-Tx网络所限制的100m媒介长度扩大到几百米或上千米。网络扩展设备中最典型的就是中继器。

网络互连在实现网络扩大方面与网络扩展的技术路线不同，网络互连是把若干网络互连，通过互连网络突破网络连接媒介长度的物理限制，最终达到扩大网络的目的。对于大型网络的互连，其关键设备是路由器。而对于一般企业网或校园网中的网络互连，现在采用的设备绝大多数是具有划分VLAN能力的交换机。

（2）连接不同传输媒介(www.xing528.com)

在一个计算机网络中，不管是大型网络，还是小型网络以及最简单的LAN，都有可能为了某种目的，在计算机网络中采用两种以上的传输媒介，最常见的是光缆与电缆共存于一个网络之中。然而，不同的传输媒介对网络数据信号的要求是不一样的，这就要求在连接两种介质时，进行信号协议的转换。通常这样的任务被认为是网络互连设备的特长。其实，在LAN的网络扩展中，也常常需要进行连接不同传输媒介的设备，这就是常用的光电收发器或光电转换器。

通过连接不同媒介的通信方式，网络扩展仅能简单地从物理上扩展网络，而网络互连则可以实现各种结构与类型网络的互连。

（3）不兼容协议网络之间的通信

在现代计算机网络中，原则上在同一个网络系统中可以共存多种网络协议，只要数据发送和接收的双方采用相同的协议，从而也就不需要协议之间的转换网关。然而，在许多专用网络应用里，所采用的协议都是非通用的，且要求不能与其他的协议共存于同一网络中。但是，现实往往又要求两个不同协议的网络应用之间能够交换数据，因而要求分别建立网络，各自运行自己的协议，通过一个网络互连设备将两个网络互连，并同时隔离，而且还要在两个网络之间建立适当的安全机制。

（4）不同体系结构网络并存

现代计算机网络的应用中，所采用的网络体系结构绝大多数是以太网，但并不是计算机网络都只能是以太网，环形结构的令牌网等都在实际的应用中存在，这些网络与以太网共存时必须相互隔离，并能相互通信，网络互连设备是非常必要的。

（5）突破设备数量限制及网络分段

在一个网络中，尤其是以太网，通常对网络中连接的主机数量没有限制。但是如果网络中的主机数量超过一定的数量，就会因为对网络带宽的争用，使网络的速度大大降低。解决该问题的一个较好的方法就是把网络进行分段，各个网段之间再相互连接，重构一个非单结构的局域网。为了使各个网段之间能够通信，又相互隔离不争用同一带宽，并保证网段之间的安全访问，网络互连技术的应用是关键。

（6）优化网络管理与安全配置

网络带宽问题是促使网络分段的主要动机之一，其实在实际网络建设与管理中，把一个网络进行某些必要的分段，并不是由于主机数量的原因，而是考虑到网络管理的方便性和网络安全的需要。如同一部门的主机尽量能够在一个网段内，不但使它们之间访问更加顺畅，还可以使它们之间的数据通信更加安全。尤其是那些企业核心部门的局域网，如财务部的网络系统一般都要求其相对独立于其他部门的网络，并可与其他部门的网络进行数据的交换。这样的网络设计，网络互连技术的应用是非常重要的。

总之，通过网络的互连，可以解决网络应用中许多重大问题，为网络的应用建立了一个统一的平台。因此，网络互连在现代计算机网络系统的规划与设计中占有非常重要的地位，要求每一个网络管理者与应用者都应该对此有全面深入的了解。