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網絡設備是實現計算機網絡實現用戶通信和交互信息的硬件基礎。常用的網絡設備有中繼器、網橋、路由器、集線器等。
1、網絡傳輸介質互聯設備
網絡線路和用戶節點具體銜接時,需要網絡傳輸介質的互聯設備。比如T型頭(同軸電纜連接器)、收發器、R-J45(屏蔽或非屏蔽雙絞線連接器)、RS2323接口(計算機和線路接口的常用方式)、
DB-15接口(連接網絡接口卡的AUI接口)、VB35同步接口(連接遠程的同步接口)、網絡接口單元和調制解調器(數字信號和模擬信號轉換器)等。
2、物理層的互聯設備
物理層的互聯設備有中繼器(Repeater)、集線器(Hub)。
2.1 中繼器
中繼器在物理層實現局域網網段互聯的,用來 擴展局域網網段的長度。因為中繼器只能在兩個局域網網段間實現電氣信號的恢復與整形,因此它僅用于連接相同的局域段。
中繼器的特點:安裝簡單、使用方便、價格便宜。
2.2 集線器
集線器可以看成為特殊的多路中繼器,也具有信號放大功能。使用雙絞線的以太網用集線器擴大網絡,也便于網絡維護。以集線器為中心的網絡優點是當網絡系統中某條線路或某個節點出現故障時,不會影響其他節點工作。
集線器分為無源集線器、有源集線器、智能集線器。
3、數據鏈路層的互聯設備
數據鏈路層的互聯設備有網橋和交換機。
3.1 網橋(Bridge)
用來連接兩個局域網網段,工作于數據鏈路層。網橋要分析幀地址字段,以決定是否把收到的幀轉發到另一個網絡段上。準確地說,網橋工作于MAC子層,只要兩個網絡的MAC子層以上的協議相同,均可以用網橋互聯。、
網橋檢查幀的源地址和目的地址,如果兩者不在同一個網絡段上,就把幀轉發到另一個網段上。反之則不轉發。網橋可以起到過濾幀的作用。另外網橋的隔離作用,一個網絡段上的故障不會影響到另一個網絡,這樣可以提高網絡的可靠性。
3.2 交換機(Switch)
交換機是一個具有簡化、低價、高性能和高端口密集特點的網絡交換產品。它是按每一個包中的MAC地址相對簡單地決策信息轉發。交換機轉發數據延遲很小,操作接近單個局域網性能,遠遠超過了普通橋接的轉發性能。
交換機技術允許共享型和專用型局域網網段進行調整,用來減輕局域網之間信息互通出現的瓶頸問題。
二層交換機工作流程:
1、首次尋找局域網某臺計算機MAC地址,會以廣播包的形式在鏈路上轉發;該廣播包中包含發送端的MAC地址。
2、接收端收到該信息后,記錄發送端MAC地址,并回復自身MAC地址信息;
3、交換機記錄MAC地址,再次發送同樣MAC地址時查詢MAC地址表,匹配到信息后發送單播包。
交換機的三種交換技術:端口交換、幀交換、信元交換。
端口交換:將以太模塊的端口在背板的多個網段之間進行分配、平衡。
幀交換技術:對網絡幀的處理方式分為直通交換、存儲轉發。
信元交換:采用長度53個字節固定的信元交換。
4、網絡層的互聯設備
路由器是網絡層的互聯設備,用來連接多個邏輯上分開的網絡。
邏輯網絡:一個單獨的網絡或一個子網,當數據從一個子網傳輸到另一個子網可以用路由器來完成。
網絡邏輯地址:網絡層的地址信息。
物理地址:數據鏈路層的地址信息。
路由器最主要的功能是選擇路徑,在路由器的存儲器中維護著一個路徑表,記錄各個網絡的邏輯地址,用來識別其他網絡。另外路由器的功能還包括過濾、轉發、
存儲、流量管理、介質轉換、加密、數據壓縮、優先、容錯處理等。
5、應用層互聯設備
網關是應用層的互聯設備。在一個計算機網絡中,當連接不同類型的協議差別較大的網絡時,要選用合適的網關設備。網關的功能體現在應用層,它將協議進行轉換,將數據進行重組,以便于在兩個不同類型的網絡系統之間進行數據通信。