网络互联设备有中继器(实现物理层协议转换,在电缆间转发二进制信号)、网桥(实现物理层和数据链路层协议转换)、路由器(实现网络层和以下各层协议转换)、网关(提供从最低层到传输层或以上各层的协议转换)和交换机等。
层次 | 说明 | |
1 | 网络传输介质 | 网络线路与用户节点直接连接。 设备:T型头(细同轴电缆连接器)、收发器、RJ-45 (屏蔽或非屏蔽双绞线连接器)、RS232接口(计算机与线路接口常用方式)、DB-15接口(连接网络接口卡的AUI接口)、VB35同步接口(连接远程的高速同步接口)、网络接口单元和调制解调器(数字信号与模拟信号转换器) |
2 | 物理层 | 中继器(Repeater):用于扩展相同的局域网的网段长度。 受时延和衰耗的影响,以太网(用户距离不超过500m)最多使用4个中继器。典型Ethernet局域网应用要求从头到尾整个路径不超过1500m。 优点:安装简便、使用方便、价格便宜。 |
集线器(Hub):特殊的多路中继器,也有信号放大功能。 无源(passive)集线器:只负责连接多段介质,不处理信号,每种介质段只允许扩展到最大有效距离的一半; 有源(active)集线器:类似于无源集线器,可以再生和放大信号。 智能(intelligent)集线器:集成部分网络功能,如网络管理、选择网络传输线路等 优点:网络中某线路或节点故障时,不影响其他节点正常工作 | ||
3 | 数据链路层 | 网桥(Bridge):工作于MAC子层,连接两个协议相同的局域网网段 功能:分析和过滤帧地址字段,以决定是否把收到的帧转发到另一个网络段上。目的地址和源地址不相同则转发。 优点:分离网络段,缓解网络通信繁忙;隔离其他网段故障影响,提高网络可靠性。 |
交换机(Switch):仅根据每个包MAC地址快速决策信息转发。 交换技术允许共享型和专用型局域网段调整带宽,减轻局域网之间的瓶颈问题。 工作过程:交换机收到一个以太网帧后,立即在其内存地址表(端口号一MAC地址)查找,确认该目的MAC的网卡节点,然后将帧转发。如果地址表中没有找到(首次出现),就将数据包广播到所有节点。节点做出应答后,交换机将节点MAC地址添加到MAC地址表中。 优点:简化、低价、高性能利高端口密集,延迟小,效率高于网桥。 交换技术:端口交换、帧交换和信元交换。 (1)端口交换:将以太模块端口在背板多个网段间分配和平衡。 (2)帧交换:分为直通交换(线速处理能力,只读出网络帧前14个字节→相应端口)和存储转发(网络帧验错和控制)。 (3)信元交换:采用固定长度(53字节)的信元交换,固定长度便于硬件实现。 | ||
4 | 网络层 | 路由器(Router):用于连接多个逻辑上分开的网络。维护着路径表,记录各网络的逻辑地址(网络层地址),用于识别其他网络。 具有很强的异种网(最低两层协议可以不同)互联能力,通过驱动软件接口到网络层上而得到统一。第三层协议相同,使用单协议路由器;如果不同,使用多协议(支持而非协议转换)路由器。 主要功能: 选择路径。路由器丢弃信息包外层,获得目的网络逻辑地址,决定信息经由哪条路径发送,然后重新打包并转发。以及过滤、存储转发、流量管理和介质转换、加密、数据压缩、优先和容错管理等功能。 对比网桥:处理速度比网桥慢 |
5 | 应用层 | 网关(Gateway):连接不同类型而协议差别较大的网络。 功能:转换协议,将数据重新分组,以便在两个不同类型的网络系统间通信。 注意:网关只进行1对1转换,或是少数特定应用协议(非通用)的转换。 |