计算机常见网络设备

发布时间:2019-12-23 15:56:59发布人:server_edit





1.中继器 

信号在传输过程中会不断衰减,为了不让信号衰减对通信产生影响,产生了中继器:仅做放大信号用,把信号传导偏远的地方

 

2.集线器

        试想,如果每个设备只有一个对外接口,那么意味着只能建立一对一的点到点的通信。为了能够让通信“一对多”,需要将信号复制广播,于是,产生了集线器:把一个端口的信息重复广播到其它7个端口上(假设是8口HUB)。HUB不具备交换机所具有的MAC地址表,所以它发送数据时都是没有针对性的,而是采用广播方式发送。

 

集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层,即“物理层”。集线器与网卡网线等传输介质一样,属于局域网中的基础设备,采用CSMA/CD(一种检测协议)介质访问控制机制.
 

2.1集线器原理

 

基本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。它也不具备交换机所具有的MAC地址表,所以它发送数据时都是没有针对性的,而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时,不是直接把数据发送到目的节点,而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。

 

3.网桥

    现在,我们有了集线器,但是这带来一个问题,多个集线器连接在一起,但是由于是广播通信,互相冲突,所以我们现在需要一种设备,能够有效隔离子网。让广播通信仅仅在于一个局部:网桥。

网络基础之网桥和交换机的工作原理及区别

    网桥也是数据链路层设备,把一个局域网一分为2,中间用网桥连接,这样A发给BCD的数据就不会再广播到EFGH了。

 

3.1网桥的工作原理

 

网络基础之网桥和交换机的工作原理及区别

    上图是用一个网桥连接的两个网络,网桥的A端口连接A子网,B端口连接B子网,为什么网桥知道哪些数据包该转发,哪些包不该转发呢?那是因为它有两个表A和B,当有数据包进入端口A时,网桥从数据包中提取出源MAC地址和目的MAC地址。

    一开始的时候,表A和表B都是空的,没有一条记录,这时,网桥会把数据包转发给B网络,并且在表A中增加一条MAC地址(把源MAC地址记录表中),说明这个MAC地址的机器是A子网的,同理,当B子网发送数据包到B端口时,网桥也会记录源MAC地址到B表。

    当网桥工作一段时候后,表A基本上记录了A子网所有的机器的MAC地址,表B同理,当再有一个数据包从A子网发送给网桥时,网桥会先看看数据包的目的MAC地址是属于A子网还是B子网的,如果从A表中找到对应则,抛弃该包(因为该包在HUB中已经被转发),如果不是,则转发给B子网,然后检查源MAC地址,是否在表中已经存在,如果不存在,在表A中增加一条记录。

    噢,或许你现在会问了,为什么需要两张表呢,一张表不行么??嗯~刚才把表一分为二是为了便于理解,实际上,真正的网桥里面存的应该是一张表(当然有可能为了提速,或者其他原因,它也可能把信息存为多张表,这个得看它怎么实现了~),如果是一张信息表,表里记录的应该是:MAC-PortNum,所以它是具有学习功能的。

    网桥相当于二层交换机它可以在Layer2“桥接”两个网段。它比HUB强一些的是,它分离了两个网段,不会把一个网段内部的packet广播到另一个网段。因此,两个网段之间不会产生不必要的信号冲突碰撞。举例:AB在桥东,CD在桥西,AB对话时,CD也可以对话。AC对话时,BD大致要避让。

 

4.交换机(同一网络内)

 

4.1交换机的产生:

    注意到,网桥只有两个端口。随着网络设备的发展,逐渐产生了多个端口的“网桥”,但是由于网桥是数据链路层的广播通信,A和G通信的时候,B和F就没法通信——一个桥上多个通信将产生冲突。为了能够实现多对多的通信,于是产生了交换机。

网络基础之网桥和交换机的工作原理及区别

    在交换机中,A和B通信的同时,C和D也可以通信——因为它们分别占用不同的端口。这样,交换机渐渐替代了网桥,成为组建局域网的重要设备。

 

4.2交换机的原理

 

File:Switchnet.png

    交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时,通过ARP协议学习它的MAC地址,保存成一张ARP表。在今后的通讯中,发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口,而不是所有的端口。因此,交换机可用于划分数据链路层广播,即冲突域;但它不能划分网络层广播,即广播域

    也就是说,交换机也有一张表,记录的是port-mac。

 

4.3交换机的分类:

    按照传输数据包的层次,交换机可以分为一、二.....七层交换机。

 

路由器Router)(不同网络内)

是一种计算机网络设备,提供了路由与转送两种重要机制,可以决定数据包从来源端到目的端所经过 的路由路径(host到host之间的传输路径),这个过程称为路由;将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行),这称为转 送。路由工作在OSI模型的第三层——即网络层,例如网际协议。

路由器的一个作用是连通不同的网络,另一个作用是选择信息传送的线路。 路由器与交换器的差别,路由器是属于OSI第三层的产品,交换器是OSI第二层的产品(这里特指二层交换机)

 

网关(Gateway)

又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。默认网关在网络层上以实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似,不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连

那么网关到底是什么呢?网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B,网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”,子网掩码为255.255.255.0;网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”,子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上,TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络B的网关,网络B的网关再转发给网络B的某个主机(如附图所示)。网络A向网络B转发数据包的过程。

那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。

上一篇:新IT 新动能 新格局 ——新华三下一代计算与存储
下一篇:网络设备之-网线篇