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計算機網絡中的基本器件(網卡,集線器,交換機,路由器)

模型 主機 檢測 多個 有一個 決定 拓撲 網絡信息 擁有

1.RJ45接口:

RJ45是布線系統中信息插座(即通信引出端)連接器的一種,連接器由插頭(接頭、水晶頭)和插座(模塊)組成,插頭有8個凹槽和8個觸點。RJ是Registered Jack的縮寫,意思是“註冊的插座”。在FCC(美國聯邦通信委員會標準和規章)中RJ是描述公用電信網絡的接口,計算機網絡的RJ45是標準8位模塊化接口的俗稱。

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2.網卡:

英文名:network adapter(網絡適配器)或者Network Interface Card(網絡接口卡)

網卡是工作在鏈路層的網絡組件,是局域網中連接計算機和傳輸介質的接口,不僅能實現與局域網傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配,還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。不同類型的網卡傳輸效率差距很大,有100Mbps也有10Mbps。現在網卡大致

可以分為有線網卡和無線網卡兩種,網卡的物理地址即MAC地址是48位的,這個是全球唯一的

有線網卡:

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無線網卡:

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3.集線器:

集線器的英文稱為“Hub”。“Hub”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,以擴大網絡的傳輸距離,同時把所有節點集中在以它為中心的節點上。它工作於OSI(開放系統互聯參考模型)參考模型第一層,即“物理層”。集線器與網卡、網線等傳輸介質一樣,屬於局域網中的基礎設備,采用CSMA/CD(即帶沖突檢測的載波監聽多路訪問技術)介質訪問控制機制。集線器每個接口簡單的收發比特,收到1就轉發1,收到0就轉發0,不進行碰撞檢測。 集線器(hub)屬於純硬件網絡底層設備,基本上不具有類似於交換機的"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,所以它發送數據時都是沒有針對性的,而是采用廣播方式發送。也就是說當它要向某節點發送數據時,不是直接把數據發送到目的節點,而是把數據包發送到與集線器相連的所有節點. HUB是一個多端口的轉發器,當以HUB為中心設備時,網絡中某條線路產生了故障,並不影響其它線路的工作。所以HUB在局域網中得到了廣泛的應用。大多數的時候它用在星型與樹型網絡拓撲結構中,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。

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4. 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品,從外觀上來看的話,它與集線器基本上沒有多大區別,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的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。
“ 交換”和“交換機”最早起源於電話通訊系統(PSTN)。我們以前經常在電影或電視中看到一些老的影片時常看到有人在電話機旁狂搖幾下(註意不是撥號),然後就說:跟我接XXX,話務接線員接到要求後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,只不過它是一種人工電話交換系統,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展而來。
在計算機網絡系統中,交換概念的提出是相對於共享工作模式的改進。我們知道集線器(HUB)是一種共享介質的網絡設備,而且HUB本身不能識別目的地址,是采用廣播方式向所有節點發送。即當同一局域網內的A主機給B主機傳輸數據時,數據包在以HUB為架構的網絡上是以廣播方式傳輸的,對網絡上所有節點同時發送同一信息,然後再由每一臺終端通過驗證數據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絡堵塞,因為其實接收數據的一般來說只有一個終端節點,而現在對所有節點都發送,那麽絕大部分數據流量是無效的,這樣就造成整個網絡數據傳輸效率相當低。另一方面由於所發送的數據包每個節點都能偵聽到,那顯然就不會很安全了,容易出現一些不安全因素。
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。控制電路收到數據包以後,處理端口會查找內存中的MAC地址(網卡的硬件地址)對照表以確定目的MAC的NIC(網卡)掛接在哪個端口上,通過內部交換矩陣直接將數據迅速包傳送到目的節點,而不是所有節點,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,不會浪費網絡資源,只是對目的地址發送數據,一般來說不易產生網絡堵塞;另一個方面數據傳輸安全,因為它不是對所有節點都同時發送,發送數據時其它節點很難偵聽到所發送的信息。這也是交換機為什麽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,這樣在速率上對於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絡“分段”,通過對照地址表,交換機只允許必要的網絡流量通過交換機,這就是後面將要介紹的VLAN(虛擬局域網)。通過交換機的過濾和轉發,可以有效的隔離廣播風暴,減少誤包和錯包的出現,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點對之間的數據傳輸,每一節點都可視為獨立的網段,連接在其上的網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。如當節點A向節點D發送數據時,節點B可同時向節點C發送數據,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,如果現在使用的是10Mbps 8端口以太網交換機,因每個端口都可以同時工作,所以在數據流量較大時,那它的總流量可達到8*10Mbps=80Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB時,因為它是屬於共享帶寬式的,所以同一時刻只能允許一個端口進行通信,那數據流量再忙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!

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5.路由器:

路由器(Router)是一種負責尋徑的網絡設備,它在互連網絡中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網絡路徑提供給用戶通信。路由器用於連接多個邏輯上分開的網絡。對用戶提供最佳的通信路徑,路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑,路由表包含網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據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路徑算法來調整信息傳遞的路徑,如果某一網絡路徑發生故障或堵塞,路由器可選擇另一條路徑,以保證信息的正常傳輸。路由器可進行數據格式的轉換,成為不同協議之間網絡互連的必要設備。
路由器使用尋徑協議來獲得網絡信息,采用基於“尋徑矩陣”的尋徑算法和準則來選擇最優路徑。按照OSI參考模型,路由器是一個網絡層系統。路由器分為單協議路由器和多協議路由器。

現在路由器有發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送模塊。當然現在像獵豹WiFi這些軟件可以讓

無線網卡發送無線信號,從而達到實現WiFi的功能。

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總結:

1.RJ45接口:就是能夠插水晶頭的那個接口

2.網卡:網絡中的數據表現為一幀一幀的數據,需要網卡來進行封包和解包,沒有網卡是無法識別這些數據的

3.集線器:收到數據後,直接對周圍所有的機器轉發,由機器決定是否接受數據,效率低下,且不安全

4.交換機:集線器的升級版,裏面存放著一張表:數據與對應的MAC地址,因此發送數據是有針對性的,接收到數據後給指定的機器轉發,

由於速度非常之快,讓人感覺是獨占了一條專線

5.路由器:數據在網絡上傳送可能會有很多種路徑,路由器就是讓數據選擇一條最優路徑來傳送,路由器裏面會存放著一張路由表,

比如最常見的,數據從一個子網進入到另一個子網就需要路由器的幫助

註意:

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(調制解調器)很多情況下

帶有路由器的功能

計算機網絡中的基本器件(網卡,集線器,交換機,路由器)