網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)全總結(jié)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系中,有幾樣通信設(shè)備或者說(shuō)網(wǎng)絡(luò)名詞出現(xiàn)的頻率相當(dāng)?shù)母?,它們是:中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器和網(wǎng)關(guān)。弄清楚這幾個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的名詞并不困難,如果能以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次的概念給它們劃清界限的話,那就很容易把它們區(qū)分出來(lái)。那我現(xiàn)在就有條理地梳理一下它們各自的含義和作用,以及它們之間的聯(lián)系。
那我們首先看一下這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分別處于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的哪些層次:
一、中繼器
中繼器(Repeater)是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置,常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是觜簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備,主要完成物理層的功能,負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息,完成信號(hào)的復(fù)制、調(diào)整和放大功能,以此來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度。它在OSI參考模型中的位置物理層。
由于存在損耗, 在線路上傳輸?shù)男盘?hào)功率會(huì)逐漸衰減,衰減到一定程度時(shí)將造成信號(hào)失真,因此會(huì)導(dǎo)致接收錯(cuò)誤。中繼器就是為解決這一問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。它完成物理線路的連接,對(duì)衰減的信號(hào)進(jìn)行放大,保持與原數(shù)據(jù)相同。
中繼器是模擬設(shè)備,用于連接兩根電纜段。中繼器不理解幀、分組和頭的概念,他們只理解電壓值。
一句話總結(jié):中繼器,就是簡(jiǎn)單的信號(hào)放大器,信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中是要衰減的,中繼器的作用就是將信號(hào)放大,使信號(hào)能傳的更遠(yuǎn)。
二、集線器
集線器(Hub)是中繼器的一種形式,區(qū)別在于集線器能夠提供多端口服務(wù),也稱(chēng)為多口中繼器。集線器在OSI/RM中的物理層。
一句話總結(jié):集線器,差不多就是個(gè)多端口的中繼器,把每個(gè)輸入端口的信號(hào)放大再發(fā)到別的端口去,集線器可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的互聯(lián),因?yàn)樗泻芏嗟亩丝?,每個(gè)口都能連計(jì)算機(jī)。
三、網(wǎng)橋
網(wǎng)橋(Bridge)是一個(gè)局域網(wǎng)與另一個(gè)局域網(wǎng)之間建立連接的橋梁。網(wǎng)橋是屬于數(shù)據(jù)鏈路層的一種設(shè)備,它的作用是擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)和通信手段,在各種傳輸介質(zhì)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào),擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離,同時(shí)又有選擇地將現(xiàn)有地址的信號(hào)從一個(gè)傳輸介質(zhì)發(fā)送到另一個(gè)傳輸介質(zhì),并能有效地限制兩個(gè)介質(zhì)系統(tǒng)中無(wú)關(guān)緊要的通信。
一句話總結(jié):網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層,將兩個(gè)LAN連起來(lái),根據(jù)MAC地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)幀,可以看作一個(gè)“低層的路由器”。
四、交換機(jī)
交換機(jī)(Swich)工作在弟二層(即數(shù)據(jù)鏈路層),它要比集線器智能一些,它能分辨出幀中的源MAC地址和目的MAC地址,因此可以在任意兩個(gè)端口間建立聯(lián)系,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。交換機(jī)通過(guò)對(duì)信息進(jìn)行重新生成,并經(jīng)過(guò)內(nèi)部處理后轉(zhuǎn)發(fā)至指定端口,具備自動(dòng)尋址能力和交換作用。但是 交換機(jī)并不懂得IP地址,它只知道MAC地址。
交換機(jī)是使用硬件來(lái)完成以往網(wǎng)橋使用軟件來(lái)完成過(guò)濾、學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程的任務(wù)。交換機(jī)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******的端口。而交換機(jī)中有一張MAC地址表,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******的端口。這樣過(guò)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。
現(xiàn)代交換機(jī)是這樣處理數(shù)據(jù)幀的:一旦目標(biāo)頭域(目標(biāo)地址)已經(jīng)進(jìn)來(lái)了,盡管幀的其他部分還沒(méi)有到達(dá),則只要輸出線路可以使用,交換機(jī)就開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)該幀,而不需理會(huì)幀后面的內(nèi)容,也即是說(shuō)交換機(jī)并沒(méi)有使用“存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)”交換方式。
一句話總結(jié):交換機(jī),可以理解為高及的網(wǎng)橋,他有網(wǎng)橋的功能,但性能比網(wǎng)橋強(qiáng)。交換機(jī)和網(wǎng)橋的細(xì)微差別就在于:交換機(jī)常常用來(lái)連接獨(dú)立的計(jì)算機(jī),而網(wǎng)橋連接的目標(biāo)是LAN,所以交換機(jī)的端口較網(wǎng)橋多。
五、路由器
路由器(Router)工作在第三層(即網(wǎng)絡(luò)層),它比交換機(jī)還要“聰明”一些,它能理解數(shù)據(jù)中的IP地址,如果它接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包,就檢查其中的IP地址,如果目標(biāo)地址是本地網(wǎng)絡(luò)的就不理會(huì),如果是其他網(wǎng)絡(luò)的,就將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出本地網(wǎng)絡(luò)。與工作在網(wǎng)絡(luò)物理層,從物理上劃分網(wǎng)段的交換機(jī)不同,路由器使用專(zhuān)門(mén)的軟件協(xié)議從邏輯上對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分。例如,一臺(tái)支持IP協(xié)議的路由器可以把網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)子網(wǎng)段,只有指向特殊IP地址的網(wǎng)絡(luò)流量才可以通過(guò)路由器。當(dāng)IP子網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)發(fā)送IP分組給同一IP子網(wǎng)的另一臺(tái)主機(jī)時(shí),它將直接把IP分組送到網(wǎng)絡(luò)上,對(duì)方就能收到。而要送給不同IP于網(wǎng)上的主機(jī)時(shí),它要選擇一個(gè)能到達(dá)目的子網(wǎng)上的路由器,把IP分組送給該路由器,由路由器負(fù)責(zé)把IP分組送到目的地。如果沒(méi)有找到這樣的路由器,主機(jī)就把IP分組送給一個(gè)稱(chēng)為“缺省網(wǎng)關(guān)(default gateway)”的路由器上。對(duì)于每一個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包,路由器都會(huì)重新計(jì)算其校驗(yàn)值,并寫(xiě)入新的物理地址。網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備用它們的網(wǎng)絡(luò)地址(TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中為IP地址)互相通信。IP地址是與硬件地址無(wú)關(guān)的“邏輯”地址。目前TCP/IP網(wǎng)絡(luò),全部是通過(guò)路由器互連起來(lái)的,Internet就是成千上萬(wàn)個(gè)IP子網(wǎng)通過(guò)路由器互連起來(lái)的******性網(wǎng)絡(luò)。
路由器用于連接多個(gè)邏輯上分開(kāi)的網(wǎng)絡(luò),幾個(gè)使******同協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。路由器利用網(wǎng)絡(luò)層定義的“邏輯”上的網(wǎng)絡(luò)地址(即IP地址)來(lái)區(qū)別不同的網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連和隔離,保持各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。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(guò)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(lèi)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)。
一句話總結(jié):路由器的主要工作就是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)IP數(shù)據(jù)包尋找一條觜佳傳輸路徑,并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。 路由器的基本功能是,把數(shù)據(jù)(IP報(bào)文)傳送到正確的網(wǎng)絡(luò)。
六、網(wǎng)關(guān)
網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱(chēng)網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)層以上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連,是觜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備,僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互連,也可以用于局域網(wǎng)互連。 網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。使用在不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語(yǔ)言,甚至體系結(jié)構(gòu)******不同的兩種系統(tǒng)之間,網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡(jiǎn)單地傳達(dá)信息不同,網(wǎng)關(guān)對(duì)收到的信息要重新打包,以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。
一句話總結(jié):網(wǎng)關(guān),通過(guò)字面意思解釋就是網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口。從技術(shù)角度來(lái)解釋?zhuān)褪沁B接兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的接口,比如局域網(wǎng)的共享上網(wǎng)服務(wù)器就是局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的接口。
有兩個(gè)注意問(wèn)題:
1、交換機(jī)和路由器的區(qū)別?
從應(yīng)用上說(shuō):
交換機(jī)和路由器的使用中觜大的區(qū)別莫過(guò)于路由器內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)撥號(hào)上網(wǎng),然后通過(guò)共享給多臺(tái)電腦同時(shí)上網(wǎng),而交換機(jī)內(nèi)部不具有撥號(hào)功能,但交換機(jī)的作用是將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分流,以實(shí)現(xiàn)更多電腦連接共享上網(wǎng)。
大家可以這樣認(rèn)為,交換機(jī)可以將多臺(tái)電腦連接起來(lái),與交換機(jī)互連的電腦本身則具備了互相通信的功能,組建成了一個(gè)內(nèi)部局域網(wǎng),但需要訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)還需要有網(wǎng)絡(luò)支持,因此交換機(jī)一端需要連接到路由器,路由器即可實(shí)現(xiàn)交換功能,還可以撥號(hào),實(shí)現(xiàn)寬帶連接,并將寬帶資源分配個(gè)交換機(jī)使用,這樣就實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)電腦共享上網(wǎng)。
從概念上說(shuō):
路由,是三層設(shè)備,有選擇道路的作用。比如你去羅馬,有很多路可以走,怎么走省錢(qián)省時(shí)間,就是路由要做的,解決你應(yīng)該按照那條路走的問(wèn)題。當(dāng)然還有基于三層的其他功能。
交換機(jī),是二層設(shè)備。他就像你家門(mén)前的如或者你們樓道,附近的住戶(hù)都知道去幾層幾號(hào)怎么走。
舉個(gè)例子說(shuō)明路由器和交換機(jī)的配合:我要去找小明借電腦,小明說(shuō)他不在家,叫我自己去拿吧,同時(shí)還告訴我他家的地址是XX路XX小區(qū)XX號(hào)(好比ip地址),我根據(jù)小明告訴我的地址找到了小明的家(路由器的功能,尋找路徑)。我進(jìn)門(mén)發(fā)現(xiàn)他家居然有10臺(tái)電腦,哪臺(tái)是借給我的那臺(tái)呢?噢,原來(lái)小明還告訴我他要借給我的電腦的編號(hào)(MAC地址),那樣我就可以根據(jù)編號(hào)找到相應(yīng)的電腦了。
在上述的例子中,如果我沒(méi)有路由器,我就不知道怎么去小明家,更不用說(shuō)拿到電腦;如果我沒(méi)有拿到所需的電腦編號(hào),我也拿不到電腦,因?yàn)橛惺_(tái)電腦,我不能亂拿;有個(gè)特殊情況,如果小明家只有一臺(tái)電腦呢?那我就不需要編號(hào)就可以確定拿哪臺(tái)電腦,也就是不需要交換機(jī)。
2、為什么有時(shí)候還要在路由器的后面先接1臺(tái)交換機(jī)再接計(jì)算機(jī)?
路由器是可以直接接電腦等終端設(shè)備,為什么標(biāo)準(zhǔn)都是路由器接交換機(jī)然后再接電腦等終端,是因?yàn)槁酚善鞅緛?lái)就是一個(gè)路由設(shè)備,用來(lái)選路的,不適合大量的數(shù)據(jù)交換,交換機(jī)是用來(lái)大量數(shù)據(jù)交換的,終端在內(nèi)網(wǎng)的性質(zhì)就是需要使用交換機(jī),所以標(biāo)準(zhǔn)就是路由器地下接交換機(jī)的形式。一般是情況就是在路由器下面接交換機(jī),路由器主要起數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),也就是尋址、路由的功能,交換機(jī)起到用戶(hù)接入的目的。但是家用的路由器的話直接就接計(jì)算機(jī)就可以了,而不必考慮再接交換機(jī)。
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