计算机网络10种硬件设备介绍网络设备主要有网卡、中继器、网桥、集线器、交换机、路由器、网关、调制解调器、防火墙和传输介质等。
一、网卡
网络接口卡(Network Interface Card,NIC),又称网卡或网络适配器,工作在数据链路层的网
络组件,是主机和网络的接口,用于
协调主机与网络间数据、指令或信息
的发送与接收,硬件结构如右图所
示。在发送方,把主机产生的串行数
字信号转换成能通过传输媒介传输的比特流;在接收方,把通过传输媒介接收的比特流重组成为本地设备可以处理的数据。主要作用:
〔1〕读入由其他网络设备传输过来的数据包,经过拆包,将其变成客户机或服务器可以识别的数据,通过主板上的总线将数据传输到所需设备中。
〔2〕将PC发送的数据,打包后输送至其他网络设备中。计算机硬件
二、中继器
中继器(Repeater)是网络物理层上面的连接设备。适用于完全一样的两类网络的互连,主要功能是对数据信号进展再生和复原,重新发送或者转发,扩大网络传输的距离。由于存在
损耗,在线路上传输的信号功率会逐渐衰减,衰减到一定程度时将造成信号失真,因此会导致接收错误。中继器就是为解决
这一问题而设计的,它完成物理线路的连接,对衰减的信号进展放大,保持与原数据一样。如上图所示,经过远距离传输过来的信号经过中继器处理后,再传输到各设备。
三、网桥
网桥〔Bridge〕像一个聪明的中继器。中继器从一个网络电缆里接收信号,放大它们,将其送入下一个电缆。相比拟而言,网桥将两个相似的网络连接起来,并对网络数据的流通进展管理。它工作于数据链路层,不但能扩展网络的距离或X 围,而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网桥可以是专
门硬件设备,也可以由计算机加装的网桥软件来实现,这时计算机上会安装多个网络适配器〔网卡〕。
上图是用一个网桥连接的两个网络,网桥的A端口连接A 子网,B端口连接B子网。当有数据包进入端口A时,网桥从数据包中提取出源MAC地址和目的MAC地址,以源MAC地址更新转发表,根据目的MAC地址查转发表,到该地址所对应的端口号,进展转发。
四、集线器
集线器(Hub)是属于物理层的硬件设备,可以理解为具有多端口的中继器。同样对接收到的信号进展再生整形放大,以扩大网络的传输距离,它采用广播方式转发数据,不具有针对性。这种转发方式有三方面不足:〔1〕用户数据包向所有节点
发送,很可能带来数据通信的不安全因素,数据包容易被他人非法截获;〔2〕由于所有数据包都是向所有节点同时发送,容易造成网络塞车现象,降低了网络执行效率。〔3〕非双向传输,网络通信效率低。集线器的同一时刻每一个端口只能进展一个方向的数据通信,网络执行效率低,不能满足较大型网络通信需求。工作过程如如下图所示。
五、交换机
交换机(Switch)是一种用于信号转发的网络设备。与集线器广播的方式不同,它维持一XMAC地址表,可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。主要有二重交换机和三重交换机,二层
交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进展转发,三重交换机带路由功能,工作于网络层。网络中的交换机一般默认是二重交换机。
交换机也有一XMAC-PORT对应表,和网桥不一样的是,网桥的表是一对多的(一个端口号对多个MAC地址),但交换机的
表却是一对一的,根据对应关系进展数据转发,工作原理如如下图所示。
六、路由器
路由器工作在OSI体系结构中的网络层,能够根据一定的路由选择算法,结合数据包中的目的IP地址,确定传输数据的最优路径。同样是维持一X地址与端口的对应表,但与网桥和交换机不同之处在于,网桥和交换机利用MAC地址来确定数据的转发端口,而路由器利用网络层中的IP地址,来作出相应的决定。由于路由选择算法比拟复杂,路由器的数据转发速度比网桥和交换机慢,主要用于广域网之间或广域网与局域网的互连。