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网络技术:网络互联设备

2020-10-02 19:01:01  阅读:445  来源: 互联网

标签:互联 网段 集线器 网络 广播 交换机 设备 路由器


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相关术语

互联网络

使用多个路由器把多个网络连接起来,并且配置 IPv4 或 IPv6 的逻辑网络编址方案时,就组建了互联网络

冲突域

冲突域是一个以太网术语,即网段上的一台设备发送分组时,该物理网段上的其他所有设备都必须侦听它。因为如果一个物理网段中的多台设备同时传输数据,这些数据的数字信号会在线路上互相干扰,造成冲突

广播域

广播域指网段中的一组设备,它们侦听该网段上发送的所有广播。

集线器

集线器 (Hub) 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 参考模型第一层的物理层,它与网卡、网线等传输介质一样,属于局域网中的基础设备,采用 CSMA/CD 协议进行冲突处理。集线器每个接口简单的收发比特,收到 1 就转发 1,收到 0 就转发 0,不进行碰撞检测。HUB 是一个多端口的转发器,当以 HUB 为中心设备时,网络中某条线路产生了故障并不影响其它线路的工作,所以 HUB 在局域网中得到了广泛的应用。

如图就是使用集线器搭建的网络,集线器连接的 2 个 PC 属于一个 LAN 中。集线器并没有划分广播域或冲突域的功能,因此这个网络中只有 1 个冲突域和 1 个广播域。这是可以理解的,因为集线器并不能划分网段,而是只能将网段连接起来,起到一个中继的作用。因此集线器连接的 PC 都属于同一个网段,也就是同一个冲突域。因为 Hub 连接的 PC 属于同一个 LAN,因此广播的对象会是所有 PC,它们属于同一个广播域。也就是说,如果有两台设备同时需要传输数据,则这 2 个传输行为会导致冲突,从而使 2 个设备都需要重传。

交换机

在很多时候我们需要把大的网络划分为一系列小网络,这是因为随着网络规模的增大,LAN 内的数据流会激增,从而更容易导致网络拥塞。导致 LAN 拥塞的几大诱因如下:

  1. 同一个广播域或冲突域的主机太多;
  2. 广播风暴:广播数据充斥网络无法处理;
  3. 组播数据流太多;
  4. 带宽太低;
  5. 使用集线器拓展网络。


此时就需要使用其他设备来对网络进行分段,例如交换机。交换机 (Switch) 是一种用于电(光)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。根据工作位置的不同,可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备,它应用在数据链路层。交换机有多个端口,每个端口都具有桥接功能,可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。从广义上来分析,在通信系统里对于信息交换功能实现的设备就是交换机。
交换机可以划分网段,使得每一个与交换机连接的网段都成为一个独立的冲突域。不过这个上述图片仍然只有一个网络,因此广播域还是 1 个,不过冲突域就有 2 个了。网桥和交换机可以用来将网络分段,但是它们不能隔离广播和组播分组。因此交换机不用于组建互联网络,而是用来为 LAN 提供更好的性能、更高的带宽。

路由器

对广播域进行分割是一件重要的事情,这是因为主机和服务器发送网络广播时,该网络中的所有设备都必须读取并处理这一广播。路由器可以做到这一点,它用于连接多个网络,并在网络之间进行路由数据分组。

路由器 (Router) 又可以称之为网关设备,它对不同的网络之间的数据包进行存储、分组转发处理,其主要就是在不同的逻辑分开网络。数据在一个子网中传输到另一个子网中,可以通过路由器的路由功能进行处理。在网络通信中,路由器具有判断网络地址以及选择 IP 路径的作用,可以在多个网络环境中,构建灵活的链接系统,通过不同的数据分组以及介质访问方式对各个子网进行链接。路由器在操作中仅接受源站或者其他相关路由器传递的信息,是一种基于网络层的互联设备。路由器的功能如下:

  1. 分组交换;
  2. 分组过滤;
  3. 网络间通信;
  4. 路径选择。

路由器可以认为是第三层交换机,使用路由表来选择路径并发送分组。使用路由器有许多优点,首先是路由器默认不转发广播。路由器收到广播之后,可以将广播丢弃掉,不进行转发。路由器还可以根据网络层的信息 (例如 IP 地址),从而实现对网络的过滤。路由器可以使每个 LAN 接口都属于一个独立的广播域,并且也可以分割冲突域。
想要进一步了解路由器的工作流程,可以看这篇博客——网络层——路由器工作原理

参考资料

《CCNA 学习指南(第 7 版)》,[美] Todd Lammle 著,袁国忠 徐宏 译,人民邮电出版社
百度百科——路由器
百度百科——集线器
百度百科——交换机

标签:互联,网段,集线器,网络,广播,交换机,设备,路由器
来源: https://www.cnblogs.com/linfangnan/p/13762184.html

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