计算机网络：网络设备知识笔记

网络设备是实现计算机网络实现用户通信和交互信息的硬件基础。常用的网络设备有中继器、网桥、路由器、集线器等。

1、网络传输介质互联设备

网络线路和用户节点具体衔接时，需要网络传输介质的互联设备。比如T型头（同轴电缆连接器）、收发器、R-J45（屏蔽或非屏蔽双绞线连接器）、RS2323接口（计算机和线路接口的常用方式）、

DB-15接口（连接网络接口卡的AUI接口）、VB35同步接口（连接远程的同步接口）、网络接口单元和调制解调器（数字信号和模拟信号转换器）等。

2、物理层的互联设备

物理层的互联设备有中继器（Repeater）、集线器（Hub）。

2.1 中继器

中继器在物理层实现局域网网段互联的，用来扩展局域网网段的长度。因为中继器只能在两个局域网网段间实现电气信号的恢复与整形，因此它仅用于连接相同的局域段。

中继器的特点：安装简单、使用方便、价格便宜。

2.2 集线器

集线器可以看成为特殊的多路中继器，也具有信号放大功能。使用双绞线的以太网用集线器扩大网络，也便于网络维护。以集线器为中心的网络优点是当网络系统中某条线路或某个节点出现故障时，不会影响其他节点工作。

集线器分为无源集线器、有源集线器、智能集线器。

3、数据链路层的互联设备

数据链路层的互联设备有网桥和交换机。

3.1 网桥（Bridge）

用来连接两个局域网网段，工作于数据链路层。网桥要分析帧地址字段，以决定是否把收到的帧转发到另一个网络段上。准确地说，网桥工作于MAC子层，只要两个网络的MAC子层以上的协议相同，均可以用网桥互联。、

网桥检查帧的源地址和目的地址，如果两者不在同一个网络段上，就把帧转发到另一个网段上。反之则不转发。网桥可以起到过滤帧的作用。另外网桥的隔离作用，一个网络段上的故障不会影响到另一个网络，这样可以提高网络的可靠性。

3.2 交换机（Switch）

交换机是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的网络交换产品。它是按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。交换机转发数据延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接的转发性能。

交换机技术允许共享型和专用型局域网网段进行调整，用来减轻局域网之间信息互通出现的瓶颈问题。

二层交换机工作流程：

1、首次寻找局域网某台计算机MAC地址，会以广播包的形式在链路上转发；该广播包中包含发送端的MAC地址。

2、接收端收到该信息后，记录发送端MAC地址，并回复自身MAC地址信息；

3、交换机记录MAC地址，再次发送同样MAC地址时查询MAC地址表，匹配到信息后发送单播包。

交换机的三种交换技术：端口交换、帧交换、信元交换。

端口交换：将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。

帧交换技术：对网络帧的处理方式分为直通交换、存储转发。

信元交换：采用长度53个字节固定的信元交换。

4、网络层的互联设备

路由器是网络层的互联设备，用来连接多个逻辑上分开的网络。

逻辑网络：一个单独的网络或一个子网，当数据从一个子网传输到另一个子网可以用路由器来完成。

网络逻辑地址：网络层的地址信息。

物理地址：数据链路层的地址信息。

路由器最主要的功能是选择路径，在路由器的存储器中维护着一个路径表，记录各个网络的逻辑地址，用来识别其他网络。另外路由器的功能还包括过滤、转发、

存储、流量管理、介质转换、加密、数据压缩、优先、容错处理等。

5、应用层互联设备

网关是应用层的互联设备。在一个计算机网络中，当连接不同类型的协议差别较大的网络时，要选用合适的网关设备。网关的功能体现在应用层，它将协议进行转换，将数据进行重组，以便于在两个不同类型的网络系统之间进行数据通信。

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