网络设备名词解释及TCP一些定时器

集线器像一个广播电台。一台电脑将帧发送到集线器，集线器会将帧转发到所有其他的端口。每台计算机检查自己的MAC地址是不是符合DST。如果不是，则保持沉默。集线器是比较早期的以太网设备。

集线器就是将网线集中到一起的机器，也就是多台主机和设备的连接器。

RJ45接口通常用于数据传输，共有八芯做成，最常见的应用为网卡接口。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能（将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送）。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“HUB”。

交换器（数据链路层）

克服集线器的缺陷。交换机是集线器的升级换代产品，交换器记录有各个设备的MAC地址。当帧发送到交换器时，交换器会检查DST，然后将帧只发送到对应端口。交换器允许多路同时通信。由于交换器的优越性，交换器基本上取代了集线器。但比较老的以太网还有可能在使用集线器。

路由器(Router) （网络层）
路由器是网络中进行网间连接的关键设备。作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于TCP/IP的国际互连网络 Internet的主体脉络。

路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。 路由器的基本功能是，把数据（IP报文）传送到正确的网络，细分则包括：1、IP数据报的转发，包括数据报的寻径和传送；2、子网隔离，抑制广播风暴；3、维护路由表，并与其它路由器交换路由信息，这是IP报文转发的基础；4、IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制；5、实现对 IP数据报的过滤和记帐。

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器

网关不能完全归为一种网络硬件。用概括性的术语来讲，它们应该是能够连接不同网络的软件和硬件的结合产品。特别地，它们可以使用不同的格式、通信协议或结构连接起两个系统。网关实际上通过重新封装信息以使它们能被另一个系统读取。

网桥(Bridge)

网桥工作在数据链路层，将两个局域网（LAN）连起来，根据MAC地址（物理地址）来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。它可以有效地联接两个LAN，使本地通信限制在本网段内，并转发相应的信号至另一网段，网桥通常用于联接数量不多的、同一类型的网段。

交换机实际上是一种多端口网桥,所以说网桥和交换机都有交换功能.一般来说网桥不能代替交换机(因为它是单端口的),而网桥和交换机都不能代替网关,它们不能连接两个不同的网络.而网关则可以起网桥的作用.

所以生动的表示以下，网关是邮电局,所有的信息必须通过这里的打包、封箱、寻址，才能发出去与收进来；网卡是设备，也就是邮电局邮筒，你家的信箱；而网桥是邮递员，

但他只负责一个镇里面(局域网)不负责广域网。

网卡上面装有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。而网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。因此，网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同，因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。

在安装网卡时必须将管理网卡的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序以后就会告诉网卡，应当从存储器的什么位置上将局域网传送过来的数据块存储下来。网卡还要能够实现以太网协议。

网卡并不是独立的自治单元，因为网卡本身不带电源而是必须使用所插入的计算机的电源，并受该计算机的控制。因此网卡可看成为一个半自治的单元。当网卡收到一个有差错的帧时，它就将这个帧丢弃而不必通知它所插入的计算机。当网卡收到一个正确的帧时，它就使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层。当计算机要发送一个IP数据包时，它就由协议栈向下交给网卡组装成帧后发送到局域网。

IP路由选择    

主机通过路由器和目的主机连接。主机通过IP数据报连接目的主机时，按照如下步骤搜索（同一网络中的搜索要经过ARP协议将目的主机的IP地址解析为MAC地址）： 

1、搜索路由表，优先搜索匹配主机，如果能找到和IP地址完全一致的目标主机，则将该包发向目标主机 搜索路由表，如果匹配主机失败，则匹配同子网的路由器，这需要子网掩码的协助。如果找到路由器，则将该包发向路由器。

2、搜索路由表，如果匹配同子网路由器失败，则匹配同网号路由器，如果找到路由器，则将该包发向路由器。 

3、搜索路由表，如果以上都失败了，就搜索默认路由，如果默认路由存在，则发包 

4、如果都失败了，就丢掉这个包。

对于每个TCP连接，TCP一般要管理4个不同的定时器：重传定时器、坚持定时器、保活定时器、2MSL定时器。

重传定时器 

  很明显重传定时器是用来计算TCP报文段的超时重传时间的（至于超时重传时间的确定，这里涉及到一大堆的算法，书上有说，我这里不细谈了）。每发送一个报文段就会启动重传定时器，如果在定时器时间到后还没收到对该报文段的确认，就重传该报文段，并将重传定时器复位，重新计算；如果在规定时间内收到了对该报文段的确认，则撤销该报文段的重传定时器。

坚持定时器 

  主要是为了应付零窗口大小通知可能导致的死锁问题。如果接收端在向发送端发送了零窗口报文段后不久，接收端的接收缓存又有了一些存储空间，于是接收端向发送端发送了一个非零窗口大小的报文段，然而这个报文段在传送过程中丢失了，发送端没有收到该报文段，就一直等待接收端发送非零窗口的报文通知，而接收端并不知道报文段丢失了，而是觉得已经告诉发送端了，就会一直等待发送端发送数据，如果没有任何措施的话，这话死锁的局面会一直延续下去。

  为了解决这个问题，TCP为每一个连接设有一个坚持定时器(也叫持续计数器)。只要TCP连接的一方收到对方的零窗口通知，就启动坚持定时器。若坚持定时器设置的时间到期，就发送一个零窗口控测报文段（该报文段只有一个字节的数据，它有一个序号，但该序号永远不需要确认，因此该序号可以持续重传），之后会出现以下三种情况：

  1、对方在收到探测报文段后，在对该报文段的确认中给出现在的窗口值，如果窗口值仍未零，则收到这个报文段的一方将坚持定时器的值加倍并重启。坚持计数器最大只能增加到约60秒，在此之后，每次收到零窗口通知，坚持计数器的值就定位60秒。

  2、对方在收到探测报文段后，在对该报文段的确认中给出现在的窗口值，如果窗口不为零，那么死锁的僵局就被打破了。

  3、该探测报文发出后，会同时启动重传定时器，如果重传定时器的时间到期，还没有收到接收到发来的响应，则超时重传探测报文。

保活定时器 

  保活定时器是为了应对两个TCP连接间出现长时间的没有数据传输的情况。如果客户已与服务器建立了TCP连接，但后来客户端主机突然故障，则服务器就不能再收到客户端发来的数据了，而服务器肯定不能这样永久地等下去，保活定时器就是用来解决这个问题的。服务器每收到一次客户端的数据，就重新设置保活定时器，通常为2小时，如果2小时没有收到客户端的数据，服务端就发送一个探测报文，以后每隔75秒发送一次，如果连续发送10次探测报文段后仍没有收到客户端的响应，服务器就认为客户端出现了故障，就可以终止这个连接。

2MSL定时器 

  2MSL定时器测量一个连接处于TIME—WAIT黄台的时间，通常为2MSL（报文段寿命的两倍）。2MSL定时器的设置主要是为了确保发送的最后一个ACK报文段能够到达对方，并防止之前与本连接有关的由于延迟等原因而导致已失效的报文被误判为有效。