一:RJ45接口
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二:網(wǎng)卡
英文名:network adapter(網(wǎng)絡適配器)或者Network Interface Card(網(wǎng)絡接口卡)。網(wǎng)卡是工作在鏈路層的網(wǎng)絡組件,是局域網(wǎng)中連接計算機和傳輸介質(zhì)的接口,不僅能實現(xiàn)與局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)之間的物理連接和電信號匹配,還涉及幀的發(fā)送與接收、幀的封裝與拆封、介質(zhì)訪問控制、數(shù)據(jù)的編碼與解碼以及數(shù)據(jù)緩存的功能等。不同類型的網(wǎng)卡傳輸效率差距很大,有100Mbps也有10Mbps。現(xiàn)在網(wǎng)卡大致可以分為有線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡兩種,網(wǎng)卡的物理地址即MAC地址是48位的,這個是全球唯一的。
有線網(wǎng)卡:
無線網(wǎng)卡:
三:集線器
集線器的英文稱為“Hub”?!癏ub”是“中心”的意思,集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大,以擴大網(wǎng)絡的傳輸距離,同時把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上。它工作于OSI(開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)參考模型第一層,即“物理層”。集線器與網(wǎng)卡、網(wǎng)線等傳輸介質(zhì)一樣,屬于局域網(wǎng)中的基礎設備,采用CSMA/CD(即帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問技術)介質(zhì)訪問控制機制。集線器每個接口簡單的收發(fā)比特,收到1就轉(zhuǎn)發(fā)1,收到0就轉(zhuǎn)發(fā)0,不進行碰撞檢測。集線器(hub)屬于純硬件網(wǎng)絡底層設備,基本上不具有類似于交換機的"智能記憶"能力和"學習"能力。它也不具備交換機所具有的MAC地址表,所以它發(fā)送數(shù)據(jù)時都是沒有針對性的,而是采用廣播方式發(fā)送。也就是說當它要向某節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時,不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點,而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點。HUB是一個多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器,當以HUB為中心設備時,網(wǎng)絡中某條線路產(chǎn)生了故障,并不影響其它線路的工作。所以HUB在局域網(wǎng)中得到了廣泛的應用。大多數(shù)的時候它用在星型與樹型網(wǎng)絡拓撲結構中,以RJ45接口與各主機相連(也有BNC接口),HUB按照不同的說法有很多種類。
四:交換機
交換機的英文名稱之為“Switch”,它是集線器的升級換代產(chǎn)品,從外觀上來看的話,它與集線器基本上沒有多大區(qū)別,都是帶有多個端口的長方形盒狀體。交換機是按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設備自動完成的方法把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳酚缮系募夹g統(tǒng)稱。廣義的交換機就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設備。
“ 交換”和“交換機”最早起源于電話通訊系統(tǒng)(PSTN)。我們以前經(jīng)常在電影或電視中看到一些老的影片時??吹接腥嗽陔娫挋C旁狂搖幾下(注意不是號),然后就說:跟我接XXX,話務接線員接到要求后就會把相應端線頭插在要接端子上,即可通話。其實這就是最原始的電話交換機系統(tǒng),只不過它是一種人工電話交換系統(tǒng),不是自動的,也不是我們今天要談的計算機交換機,但是我們現(xiàn)在要講的計算機交換機也就是在這個電話交換機技術上發(fā)展而來。
在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中,交換概念的提出是相對于共享工作模式的改進。我們知道集線器(HUB)是一種共享介質(zhì)的網(wǎng)絡設備,而且HUB本身不能識別目的地址,是采用廣播方式向所有節(jié)點發(fā)送。即當同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機給B主機傳輸數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)包在以HUB為架構的網(wǎng)絡上是以廣播方式傳輸?shù)?,對網(wǎng)絡上所有節(jié)點同時發(fā)送同一信息,然后再由每一臺終端通過驗證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收。在這種方式下我們知道很容易造成網(wǎng)絡堵塞,因為其實接收數(shù)據(jù)的一般來說只有一個終端節(jié)點,而現(xiàn)在對所有節(jié)點都發(fā)送,那么絕大部分數(shù)據(jù)流量是無效的,這樣就造成整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸效率相當?shù)?。另一方面由于所發(fā)送的數(shù)據(jù)包每個節(jié)點都能偵聽到,那顯然就不會很安全了,容易出現(xiàn)一些不安全因素。
交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機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,處理端口會查找內(nèi)存中的MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)對照表以確定目的MAC的NIC(網(wǎng)卡)掛接在哪個端口上,通過內(nèi)部交換矩陣直接將數(shù)據(jù)迅速包傳送到目的節(jié)點,而不是所有節(jié)點,目的MAC若不存在才廣播到所有的端口。這種方式我們可以明顯地看出一方面效率高,不會浪費網(wǎng)絡資源,只是對目的地址發(fā)送數(shù)據(jù),一般來說不易產(chǎn)生網(wǎng)絡堵塞;另一個方面數(shù)據(jù)傳輸安全,因為它不是對所有節(jié)點都同時發(fā)送,發(fā)送數(shù)據(jù)時其它節(jié)點很難偵聽到所發(fā)送的信息。這也是交換機為什么會很快取代集線器的重要原因之一。
交換機還有一個重要特點就是它不是像集線器一樣每個端口共享帶寬,它的每一端口都是獨享交換機的一部分總帶寬,這樣在速率上對于每個端口來說有了根本的保障。另外,使用交換機也可以把網(wǎng)絡“分段”,通過對照地址表,交換機只允許必要的網(wǎng)絡流量通過交換機,這就是后面將要介紹的VLAN(虛擬局域網(wǎng))。通過交換機的過濾和轉(zhuǎn)發(fā),可以有效的隔離廣播風暴,減少誤包和錯包的出現(xiàn),避免共享沖突。這樣交換機就可以在同一時刻可進行多個節(jié)點對之間的數(shù)據(jù)傳輸,每一節(jié)點都可視為獨立的網(wǎng)段,連接在其上的網(wǎng)絡設備獨自享有固定的一部分帶寬,無須同其他設備競爭使用。如當節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時,節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據(jù),而且這兩個傳輸都享有帶寬,都有著自己的虛擬連接。打個比方就是,如果現(xiàn)在使用的是10Mbps 8端口以太網(wǎng)交換機,因每個端口都可以同時工作,所以在數(shù)據(jù)流量較大時,那它的總流量可達到8*10Mbps=80Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB時,因為它是屬于共享帶寬式的,所以同一時刻只能允許一個端口進行通信,那數(shù)據(jù)流量再忙HUB的總流通量也不會超出10Mbps。如果是16端口、24端口的更是明顯了!
五:路由器
路由器(Router)是一種負責尋徑的網(wǎng)絡設備,它在互連網(wǎng)絡中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網(wǎng)絡路徑提供給用戶通信。路由器用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡。對用戶提供最佳的通信路徑,路由器利用路由表為數(shù)據(jù)傳輸選擇路徑,路由表包含網(wǎng)絡地址以及各地址之間距離的清單,路由器利用路由表查找數(shù)據(jù)包從當前位置到目的地址的正確路徑。路由器使用最少時間算法或最優(yōu)路徑算法來調(diào)整信息傳遞的路徑,如果某一網(wǎng)絡路徑發(fā)生故障或堵塞,路由器可選擇另一條路徑,以保證信息的正常傳輸。路由器可進行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換,成為不同協(xié)議之間網(wǎng)絡互連的必要設備。 路由器使用尋徑協(xié)議來獲得網(wǎng)絡信息,采用基于“尋徑矩陣”的尋徑算法和準則來選擇最優(yōu)路徑。按照OSI參考模型,路由器是一個網(wǎng)絡層系統(tǒng)。路由器分為單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器。
現(xiàn)在路由器有發(fā)展成為有線路由器和無線路由器兩種,無線路由器比有線路由器多了一個無線信號發(fā)送模塊。當然現(xiàn)在像獵豹WiFi這些軟件可以讓無線網(wǎng)卡發(fā)送無線信號,從而達到實現(xiàn)WiFi的功能。
六:總結
1.RJ45接口:就是能夠插水晶頭的那個接口。
2.網(wǎng)卡:網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)表現(xiàn)為一幀一幀的數(shù)據(jù),需要網(wǎng)卡來進行封包和解包,沒有網(wǎng)卡是無法識別這些數(shù)據(jù)的。
3.集線器:收到數(shù)據(jù)后,直接對周圍所有的機器轉(zhuǎn)發(fā),由機器決定是否接受數(shù)據(jù),效率低下,且不安全。
4.交換機:集線器的升級版,里面存放著一張表:數(shù)據(jù)與對應的MAC地址,因此發(fā)送數(shù)據(jù)是有針對性的,接收到數(shù)據(jù)后給指定的機器轉(zhuǎn)發(fā),由于速度非常之快,讓人感覺是獨占了一條專線。它的基本功能如下:
交換機可以實現(xiàn)一根網(wǎng)線復用的功能。
交換機的每一個端口地位都是等價的。
一個交換機就可以組建一個子網(wǎng),多個交換機的串接使用可以組建規(guī)模更大的子網(wǎng)。
通過這個交換機的轉(zhuǎn)發(fā)功能,同一個子網(wǎng)的計算機可以相互訪問。子網(wǎng)內(nèi)與子網(wǎng)外的機器相互訪問就需要用到路由器了。
5.路由器:路由器是連接不同網(wǎng)絡的重要設備,里面存放著一張路由表。網(wǎng)絡上不同的兩個節(jié)點如何傳送數(shù)據(jù),或者存在多條路徑該選擇哪一條?這都是路由器要做的事。路由具有轉(zhuǎn)發(fā)與路由的功能。轉(zhuǎn)發(fā)(forward)只涉及到一個路由器,路由(route)則涉及到多個路由器。家用路由器一般有一個Wlan口與多個LAN口,Wlan口用來接收外網(wǎng)信號,lan口則相當于交換機的端口。
家用路由器與企業(yè)級路由器的區(qū)別:
家用路由嚴格來說路由功能是可有可無的,家用路由器主要用來共享IP和發(fā)WiFi的,通過一個家用路由器可以組建一個子網(wǎng),家用路由器具有NAT協(xié)議轉(zhuǎn)換功能,并且還具有DHCP協(xié)議,也就是用來動態(tài)分配IP地址的。(計算機可以通過網(wǎng)線連接家用路由器來進行相關設置,注意要接LAN口)
企業(yè)級路由器就是專門用來數(shù)據(jù)傳輸選路的功能,可以在不同網(wǎng)絡間自動學習路由表并且實現(xiàn)選路轉(zhuǎn)發(fā)。
注意:
上面這些常見的器件之間的界限越來越不明顯,比如家用的路由器實際上是路由器與交換機的集合,而平時所說的貓(調(diào)制解調(diào)器)很多情況下帶有路由器的功能,交換機也分情況:如果是三層交換機,它工作在物理層、鏈路層、網(wǎng)絡層,具有一般交換機與路由器的功能,而二層交換機只工作在下兩層,不具有路由器的功能。