【软考】（五）网络互联设备

      互联硬件分为硬件的设备和用来传输数据的介质,而传输的设备又由于其所在的协议层不同而不同.分为物理层、数据链路层、网络层的设备。

 

物理层

中继器

目的：扩展网络

特点：成本低，但不能保证网络之间的安全

 

中继器

1.首先要保证每一个分支中的数据包和逻辑链路协议是相同的。例如，在802.3以太局域网和802.5之间，中继器是无法使它们通信的。

2.中继器可以用来连接不同的物理介质，并在各种物理介质中传输数据包。它可以连接不同类型的介质。

3.采用中继器连接网络分支的数目要受具体的网络体系结构限制。

4.中继器没有隔离和过滤功能，它不能阻挡含有异常的数据包从一个分支传到另一个分支。这意味着，一个分支出现故障可能影响到其它的每一个网络分支。

相当于：多端口的中继器。试想，如果每个设备只有一个对外接口，那么意味着只能建立一对点好点的通信。为了能够让通信“一对多”，需要将信号复制广播，于是，产生了集线器：把一个端口的信息重复广播到其它7个端口上（假设是8口HUB）。所以HUB也可以叫做multiportrepeater。广播会产生冲突，HUB都有碰撞检测功能，有碰撞基本上就是避让，一个人说完了，另一个人再说，所以效率低。

 

集线器

目的：数字信号放大和中转的作用

分类：无源集线器、有源集线器、智能集线器

 

集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）介质访问控制机制.

 

集线器又分为这三类。

无源集线器：负责多段介质连接，不处理

有源集线器：相对无源集线器增加再生和放大

智能集线器：相对有源集线器增加如网络管理，选择网络传输线路。

 

总的来说，集线器就像是一个更加智能和端口更加丰富的中继器。针对的协议更多，这些一些特点就使得集线器相对中继器更多的功能。比如：集线器可以连接不同协议的网络和网段，而中继器是不可以的，只能针对相同的协议。

链路层

 

链路层的主要设备就是网桥

 

特点：

数据链路层上实现局域网互连；

互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议

可靠性、安全性

 

网桥：有中继器的功能，但是更加智能。

原理：网络1 和网络2 通过网桥连接后，网桥接收网络1发送的数据包，检查数据包中的地址，如果地址属于网络1 ，它就将其放弃，相反，如果是网络2的地址，它就继续发送给网络2.这样可利用网桥隔离信息，将同一个网络号划分成多个网段（属于同一个网络号），隔离出安全网段，防止其他网段内的用户非法访问。由于网络的分段，各网段相对独立（属于同一个网络号），一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行。

 

网络层

 

网络层的主要设备就是交换机和路由器。

一种用于电信号转发的网络设备。它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。机房一般的就是以太网的交换机。更多的是转发数据包的作用，而相对路由器呢就是一个更加智能的中继器可以用来更加更好的选择一个用于传输数据的网络最佳路径。

原理和过程

    

路由器

作用：连接逻辑上分开的网络。

种类：单协议路由，多协议路由

功能：选择路径、加密、数据压缩

网关

作用：用于应用层的互连设备，更为复杂，可以连接广域网和局域网。相当于咱们平时家庭中的门，

从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信网关

息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。通常一个计算机会有一个默认网关，必须是和自己计算机内同网段内的。

常见互连设备

介质

传输介质就是用来传输数据的媒体。根据有无线路分为有线介质和无线介质。

有线介质

1.双绞线

 

由两條相互绝缘的导线互相缠绕（一般以顺时针缠绕）在一起而制成的一种通用配线，属于信息通信网络传输介质。

 

按屏蔽层分类

 

屏蔽双绞线

非屏蔽双绞线

如图为常用的屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线，屏蔽双绞线就是右边这位。相对更加可靠和传输效率，与之对应而来就是成本高；

按粗细又分为这样一些类。

按线径粗细分类

1）一类线：最高频率带宽是750kHZ

2）二类线：最高频率带宽是1MHZ

3）三类线：该电缆的传输频率16MHz，最高传输速率为10Mbps（10Mbit/s

4）四类线：该类电缆的传输频率为20MHz，最高传输速率16Mbps

5）五类线：最高频率带宽为100MHz，最高传输率为100Mbps

6）六类线：传输频率为1MHz～250MHz，传输性能远远高于超五类标准，适用于传输速率高于1Gbps。

7）七类线：传输频率为600MHz，传输速度为10Gbps

这些类也就是随着需要的不同而进行一代代进行更迭的，不一定说最后一种最好。在适合的地方使用合适的工具才是最重要的。

2.同轴电缆

同轴电缆是什么的，具体什么结构见下图既得。

 

3.光纤

光纤相对之上几类更加速度快，更加可靠，更轻。就像刚说的，随之而来的就是成本的加大。

有线介质的比较

无线介质

1.微波

微波就是一种利用无线电波进行传输的一种传输方式。频率范围：2-40GHZ。一般通信距离：30-50km.必要时需要借助中继站来进行接力。

特点

传输质量稳定，易受天气和地理因素影响

2.红外线和激光

3.卫星通信

在无线传输过程中，更加容易受到天气和气候的影响，但是相对来说更加便捷和适应未来的需要。

 

综上，网络设备大体根据不同的协议层分为不同的设备，物理层，链路层，网络层以及更高的层次。也是随着需求的不同进行不同的改变的，不一定在某个时刻使用最好的但最好是更加合适的。就像上次五一听课时，老师说不一定某个开发方式好或者不好。某个时刻对应更加合适的开发和团队，网络这里也是一样，没有最好，只要更合适。合适就从传输效率，成本等因素来决定。