不同層次的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備

不同層次的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備1、 物理層：中繼器（Repeater）和集線器（Hub）。用于連接物理特性相同的網(wǎng)段，這些網(wǎng)段，只是位置不同而已。Hub的端口沒有物理和邏輯地址。2、 邏輯鏈路層：網(wǎng)橋（Bridge）和交換機(jī)（Switch）。用于連接同一邏輯網(wǎng)絡(luò)中、物理層規(guī)范不同的網(wǎng)段，這些網(wǎng)段的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和其上的數(shù)據(jù)幀格式，都可以不同。Bridge和Switch的端口具有物理地址，但沒有邏輯地址。3、 網(wǎng)絡(luò)層：路由器（Router）。用于連接不同的邏輯網(wǎng)絡(luò)。Router的每一個(gè)端口都有唯一的物理地址和邏輯地址。4、 應(yīng)用層：網(wǎng)關(guān)（Gateway）。用于互連網(wǎng)絡(luò)上，使用不同協(xié)議的應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)通信，目前尚無硬件產(chǎn)品。前兩者屬于OSI和TCP/IP模型的最低層，即物理層，起到數(shù)字信號放大和中轉(zhuǎn)的作用。中繼器（REPEATER），用來延長網(wǎng)絡(luò)距離的互連設(shè)備。（局域網(wǎng)絡(luò)互連長度是有限制，不是無限，例如在10M以太網(wǎng)中，任何兩個(gè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備允許的傳輸通路最多為5個(gè)中繼器、4個(gè)中繼器組成）。REPEATER可以增強(qiáng)線路上衰減的信號，它兩端即可以連接相同的傳輸媒體，也可以連接不同的媒體，如一頭是同軸電纜另一頭是雙絞線。集線器（HUB）實(shí)際上就是一個(gè)多端口的中繼器，它有一個(gè)端口與主十網(wǎng)相連，并有多個(gè)端口連接一組工作站。它應(yīng)用于使用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，連接多個(gè)計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。集線器又分成：1能動(dòng)式，2被動(dòng)式，3混合式。1動(dòng)能式：對所連接的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上的信號有再生和放大的作用，可使所連接的介質(zhì)長度達(dá)到最大有效長度，需要有電源才能工作，目前多數(shù)HUB為此類型。2被動(dòng)式只充當(dāng)連接器，其不需要電源就可以工作，市場上已經(jīng)不多見。3混合式：可以連接多種類型線纜，如同軸和雙絞線。集線器就是一種共享設(shè)備，HUB本身不能識別目的地址，當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機(jī)給B主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)包在以HUB為架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式傳輸?shù)?，由每一臺(tái)終端通過驗(yàn)證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收。也就是說，在這種工作方式下，同一時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)上只能傳輸一組數(shù)據(jù)幀的通訊，如果發(fā)生碰撞還得重試。這種方式就是共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。網(wǎng)橋和交換機(jī)屬于OSI和TCP/IP的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層的作用包括數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護(hù)和拆除、幀包裝、幀傳輸、幀同步、幀差錯(cuò)控制以及流量控制等。網(wǎng)橋（BRIDGE）工作在數(shù)據(jù)鏈路層，將兩個(gè)局域網(wǎng)（LAN）連起來，根據(jù)MAC地址（物理地址）來轉(zhuǎn)發(fā)幀，可以看作一個(gè)“低層的路由器”（路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址如IP地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)）。它可以有效地聯(lián)接兩個(gè)LAN，使本地通信限制在本網(wǎng)段內(nèi)，并轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的信號至另一網(wǎng)段，網(wǎng)橋通常用于聯(lián)接數(shù)量不多的、同一類型的網(wǎng)段。網(wǎng)橋通常有透明網(wǎng)橋和源路由選擇網(wǎng)橋兩大類。1、 透明網(wǎng)橋簡單的講，使用這種網(wǎng)橋，不需要改動(dòng)硬件和軟件，無需設(shè)置地址開關(guān)，無需裝入路由表或參數(shù)。只須插入電纜就可以，現(xiàn)有LAN的運(yùn)行完全不受網(wǎng)橋的任何影響。2、 源路由選擇網(wǎng)橋源路由選擇的核心思想是假定每個(gè)幀的發(fā)送者都知道接收者是否在同一局域網(wǎng)（LAN）上。當(dāng)發(fā)送一幀到另外的網(wǎng)段時(shí)，源機(jī)器將目的地址的高位設(shè)置成1作為標(biāo)記。另外，它還在幀頭加進(jìn)此幀應(yīng)走的實(shí)際路徑。交換機(jī)（SWITCH）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)統(tǒng)稱。廣義的交換機(jī)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換概念的提出是對于共享工作模式的改進(jìn)。交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部地址表中。使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對照地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機(jī)。通過交換機(jī)的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)，避免共享沖突?？傊?，交換機(jī)是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。其實(shí)SWITCH的前身就是網(wǎng)橋。交換機(jī)是使用硬件來完成以往網(wǎng)橋使用軟件來完成過濾、學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)過程的任務(wù)。SWITCH速度比HUB快，這是由于HUB不知道目標(biāo)地址在何處，發(fā)送數(shù)據(jù)到所有的端口。而SWITCH中有一張路由表，如果知道目標(biāo)地址在何處，就把數(shù)據(jù)發(fā)送到指定地點(diǎn)，如果它不知道就發(fā)送到所有的端口。這樣過濾可以幫助降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量，提高效率。但是交換機(jī)的功能還不止如此，它可以把網(wǎng)絡(luò)拆解成網(wǎng)絡(luò)分支、分割網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，隔離分支中發(fā)生的故障，這樣就可以減少每個(gè)網(wǎng)絡(luò)分支的數(shù)據(jù)信息流量而使每個(gè)網(wǎng)絡(luò)更有效，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)效率。目前有使用SWITCH代替HUB的趨勢。路由器（ROUTER）位于網(wǎng)絡(luò)層，用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，幾個(gè)使用不同協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)子網(wǎng)傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)子網(wǎng)時(shí)，可以用路由器完成。它具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，過濾和分隔網(wǎng)絡(luò)信息流。一方面能夠跨越不同的物理網(wǎng)絡(luò)類型（DDN、FDDI、以太網(wǎng)等等），另一方面在邏輯上將整個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)分割成邏輯上獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)單位，使網(wǎng)絡(luò)具有一定的邏輯結(jié)構(gòu)。對于不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，路由器作用的側(cè)重點(diǎn)有所不同：1、 在主干網(wǎng)上，路由器的主要作用是路由選擇。主干網(wǎng)上的路由器，必須知道到達(dá)所有下層網(wǎng)絡(luò)的路徑。這需要維護(hù)龐大的路由表，并對連接狀態(tài)的變化作出盡可能迅速的反應(yīng)。路由器的故障將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的信息傳輸問題。2、 在地區(qū)網(wǎng)中，路由器的主要作用是網(wǎng)絡(luò)連接和路由選擇，即連接下層各個(gè)基層網(wǎng)絡(luò)單位一一園區(qū)網(wǎng)，同時(shí)，負(fù)責(zé)下層網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。3、 在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部，路由器的主要作用是分隔子網(wǎng)。早期的互連網(wǎng)基層單位是局域網(wǎng)（L