文章目录
- 网络知识拓扑图
- 二、TCP/IP原理
- 工作在中继器物理层的连接设备 。
- 中继器功能
- 中继器工作原理图
- 中继器的优点和缺点
- 什么是枢纽？
- 轮毂结构
- 桥梁
- 3.1电桥的工作原理
- 配电盘
- 知识总结:
网络知识拓扑图
二、TCP/IP原理 TCP/IP协议不是TCP和IP的结合，而是互联网的整个TCP/IP协议家族 。从协议分层模型来看，TCP/IP由四层组成:网络接口层、网络层、传输层和应用层 。
心尖——小公子(刘晓)mp33:09来自智能弱电工程分享
工作在中继器物理层的连接设备 。中继器(RP)是指网络物理层上的连接设备，适用于两个相同网络的互联 。其主要功能是通过重发或转发数据信号来延长网络传输的距离[1] 。
中继器是在局域网环境下用来延长网络距离的，但不属于网络互联设备 。它运行在OSI的物理层 。中继器具有放大和再生线路上信号的功能，用于延长局域网段的长度(仅用于连接相同的局域网段) 。直放站只能在网络标准规定的延迟范围内有效工作，否则会造成网络故障 。
中继器功能
RP中继器工作在OSI的物理层，是局域网中所有节点的中心 。其作用是放大信号，补偿信号衰减，支持远距离通信 。复读机 。工作在物理层，只起到延长传输距离的作用，对高层协议透明 。其实中继器连接的网络相当于一个更大的网络，由同一根线组成 。中继器还可以连接不同传输介质的网络(10Base 5和10Base 2)，通常用于数据链路层之上的同一局域网的互连 。
中继器工作原理图
中继器设计的目的是增强您的网络信号，以便它们可以传输得更远 。
由于传输线路噪声的影响，携带信息的数字信号或模拟信号只能传输有限的距离 。中继器的作用是将接收到的信号再生发送出去，从而增加信号传输的距离 。它们连接同一个网络的两个或多个网段 。例如，以太网通常使用中继器来延长总线的电缆长度 。标准细电缆以太网每段的最大长度为185米，最多5段 。所以增加中继器后，最大网线长度可以增加到925米 。一般来说，直放站两端的网络部分是网段，不是子网 。
中继器可以连接两个局域网的电缆，对电缆上的数字信号进行重新定时和再生，然后发送出去 。这些功能是典型的物理层，OSI模型的第一层 。直放站的作用是增加局域网的覆盖范围 。比如以太网标准规定单段信号传输电缆的最大长度为500m，但是四段电缆通过中继器连接后，以太网中信号传输电缆的最大长度可以达到2000m 。某些品牌的中继器可以连接不同物理介质的电缆段，如细同轴电缆和光缆 。
中继器仅将任一电缆段上的数据发送到另一电缆段，而不管是否存在错误数据或不适合该网络段的数据 。
中继器的优点和缺点 优势
扩大了交流距离 。
最大节点数已增加 。
每个网段可以使用不同的通信速率 。
提高了可靠性 。当网络出现故障时，通常只会影响单个网段 。
并且提高了性能 。
直放站的主要优点是安装简单，使用方便，价格相对低廉 。它不仅起着网络距离的作用，还连接着不同传输介质的网络 。中继器工作在物理层，对高层协议完全透明 。
劣势
因为中继器将接收到的衰减信号重新生成(恢复)到发送时的状态，并将其转发出去，所以延迟会增加 。
CAN总线的MAC子层没有流量控制功能 。当网络负载较重时，可能会因直放站中缓冲区存储空不足而溢出，造成丢帧 。
如果中继器出现故障，将会影响两个相邻子网的工作 。
不同级别的网络连接设备
1.物理层:中继器和集线器 。用于连接具有相同物理特征的网段 。这些网段只是位置不同而已 。集线器的端口没有物理和逻辑地址 。
2.逻辑链路层:网桥和交换机 。它用于连接同一逻辑网络中具有不同物理层规范的网段 。这些网段可以有不同的拓扑和数据帧格式 。网桥和交换机的端口有物理地址，但没有逻辑地址 。
3.网络层:路由器 。用于连接不同的逻辑网络 。路由器的每个端口都有唯一的物理地址和逻辑地址 。
4.应用层:网关 。它用于互联网上使用不同协议的应用程序之间的数据通信 。目前还没有硬件产品 。
前两者属于OSI和TCP/IP模型的最底层，即物理层，起到数字信号放大和传递的作用 。
中继器，一种用于扩展网络距离的互联设备 。(局域网的互联长度是有限的，不是无限的 。例如，在10M以太网中，任意两个数据终端设备允许的传输路径最多由5个中继器和4个中继器组成) 。中继器可以增强线路上衰减的信号，它的两端可以连接相同的传输介质，也可以连接不同的介质，比如一端是同轴电缆，另一端是双绞线 。
集线器实际上是一个多端口中继器，一个端口连接到主干网络，多个端口连接到一组工作站 。它用于星形拓扑的网络中，连接多台计算机或网络设备 。集线器分为:1主动，2被动，3混合 。功能:对连接的网络介质上的信号进行再生放大，使连接的介质长度达到最大有效长度 。它需要电源才能工作 。目前大部分枢纽都是这种类型 。无源只起连接器的作用，没有电源也能工作，市面上很少见 。3.混合式:可连接各种类型的电缆，如同轴电缆和双绞线 。
集线器是一种共享设备 。集线器本身无法识别目的地址 。当同一个LAN中的主机A向主机B发送数据时，数据包通过广播在基于集线器的网络上传输 。每个终端通过验证数据分组报头的地址信息来确定是否接收它 。也就是说，在这种操作模式下，网络上同一时间只能传输一组数据帧，如果发生冲突，就必须重试 。这种方式是共享网络带宽 。
网桥和交换机属于OSI和TCP/IP的第二层，即数据链路层 。数据链路层的功能包括数据链路的建立、维护和拆除、帧封装、帧传输、帧同步、帧差错控制和流量控制 。
网桥工作在数据链路层，连接两个局域网(LAN)，并根据MAC地址(物理地址)转发帧 。可以认为是“低级路由器”(路由器工作在网络层，根据IP地址等网络地址进行转发) 。它可以有效地连接两个局域网，使本地通信局限于本地网段，相应的信号可以转发到另一个网段 。网桥通常用于连接几个相同类型的网段 。
通常有两种类型的网桥:透明网桥和源路由网桥 。1.透明桥 。简单来说，使用这个桥，不需要改变硬件和软件，不需要设置地址开关，不需要加载路由表或参数 。只要插上电缆，现有局域网的运行完全不受网桥的影响 。2.源路由桥源路由的核心思想是假设每帧的发送方知道接收方是否在同一个局域网(LAN)上 。当向另一个网段发送帧时，源机将目的地址的高位设置为1作为标记 。此外，它还会将该帧应该采用的实际路径添加到帧头中 。
交换机是根据通信两端信息传输的需要，通过人工或自动设备将待传输的信息发送到相应的符合要求的路由上的技术的总称 。广义交换机是一种可以在通信系统中交换信息的设备 。
在计算机网络系统中，交换的概念是对共享工作模式的改进 。
该交换机具有高带宽后端总线和内部交换矩阵 。交换机的所有端口都连接到此备用总线 。控制电路接收到数据包后，处理端口会在内存中查找地址对照表，确定目的MAC的NIC(网卡的硬件地址)附着在哪个端口，通过内部交换矩阵快速将数据包传输到目的端口 。如果目的MAC不存在，它将被广播到所有端口 。收到端口的响应后，交换机将“学习”新地址，并将其添加到内部地址表中 。
交换机也可以用来“分割”网络 。通过参考地址表，交换机仅允许必要的网络流量通过交换机 。通过交换机的过滤和转发，可以有效隔离广播风暴，减少错误包和错误包的发生，避免共享冲突 。
总之，交换机是一种能够完成基于MAC地址标识的数据包封装和转发功能的网络设备 。交换机可以“学习”MAC地址，并将其存储在内部地址表中 。通过在数据帧的发起者和目标接收者之间建立临时交换路径，数据帧可以从源地址直接到达目的地址 。
其实SWITCH的前身是网桥 。交换机使用硬件来完成过去网桥使用软件来完成的过滤、学习和转发任务 。交换机比集线器快，因为集线器不知道目标地址在哪里，它向所有端口发送数据 。交换机中有一个路由表 。如果知道目的地址在哪里，就把数据发送到指定的地方 。不知道的话就发到所有端口 。这种过滤有助于减少整个网络的数据传输，提高效率 。但是，开关的作用不止于此 。它可以将网络拆解成网络分支，划分网络数据流，隔离分支中的故障，从而减少每个网络分支的数据流量，使每个网络更加有效，提高整个网络的效率 。目前有一种用交换机代替集线器的趋势 。
路由器位于网络层，用于连接多个逻辑上分离的网络，以及多个具有不同协议和架构的网络 。当一个子网向另一个子网传输时，可以通过路由器来完成 。它具有判断网络地址和选择路径、过滤和分离网络信息流的功能 。一方面，它可以跨越不同的物理网络类型(DDN、FDDI、以太网等 。)，另一方面可以将整个互联网络逻辑上划分为逻辑上独立的网络单元，使网络具有一定的逻辑结构 。
对于不同规模的网络，路由器的侧重点是不同的:
1.在骨干网上，路由器的主要功能是路由 。主干网络上的路由器必须知道通往所有下级网络的路径 。需要维护一个巨大的路由表，并对连接状态的变化做出尽可能快的反应 。路由器的故障会导致严重的信息传输问题 。
2.在局域网中，路由器的主要功能是网络连接和路由，即连接下级网络单元——校园网，同时负责下级网络之间的数据转发 。
3.在校园网内，路由器的主要作用是分隔子网 。早期互联网的基本单位是局域网(LAN)，所有主机都在同一个逻辑网络中 。随着网络规模的不断扩大，局域网已经发展成为由高速主干网和路由器连接的多个子网组成的校园网 。其中，每个子网在逻辑上是独立的，路由器是唯一能将它们分开的设备 。它负责子网间的报文转发和广播隔离，而边界上的路由器负责与上层网络的连接 。
什么是枢纽？
什么是枢纽？集线器属于数据通信系统中的基础设备 。它和双绞线传输介质一样，是一种不需要任何软件支持或者只需要很少管理软件管理的硬件设备 。广泛应用于各种场合 。集线器工作在局域网(LAN)环境中，与网卡一样，它们应用于OSI参考模型的第一层，因此也称为物理层设备 。集线器采用电气互连 。当维护局域网的环境是逻辑总线或环形结构时，集线器可以建立物理星形或树形网络结构 。在这方面，集线器起到多端口中继器的作用 。事实上，集线器实际上是一种中继器 。不同的是集线器可以提供更多的端口服务，所以也叫多端口中继器 。
轮毂结构
集线器的内部结构非常简单，可以理解为只是连接所有的网线 。换句话说，集线器充当公共导体 。
这样，从一个端口发送的电信号将被传输到所有其他端口:
注意:这里的端口是指集线器的插座，或者网络端口 。
换句话说，从一台主机发送的数据将被传输到所有其它主机 。以A向B发送数据为例:
看起来好像是A发起了广播，所有其它主机都可以接收到该数据 。因为数据帧包含目的地址，所以只有B接收和处理数据 。所以没关系，至少可以正常工作 。
尽管如此，该枢纽仍存在一些缺陷，主要表现在两个方面:
所有主机(端口)共享带宽；所有主机(端口)处于同一 冲突域 (一台主机发送，其他人只能等待)；
这两个缺陷严重制约了集线器的传输效率，尤其是在接入端口较多的情况下 。
综上所述，hub工作在物理层，其主要特点如下:
扩展终端数量；中继放大物理信号；延伸网络传输距离；所有端口同属一个冲突域；所有端口共享带宽；
桥梁 现在，我们有枢纽，但这带来了一个问题 。许多集线器连接在一起，但由于它们是广播通信，相互冲突，所以我们现在需要一种能够有效隔离子网的设备 。让广播通信只存在于一个部分:网桥 。
网桥也是数据链路层设备，它把一个局域网分成两部分，中间用一个网桥把它们连接起来，这样A发给BCD的数据就不会再广播到EFGH了 。
3.1电桥的工作原理
上图显示的是由一个桥连接的两个网络 。网桥的A端口连接到子网A，B端口连接到子网B，为什么网桥知道哪些包应该转发，哪些包不应该转发？这是因为它有两个表A和b 。当数据包进入端口A时，网桥从数据包中提取源MAC地址和目的MAC地址 。
一开始表A和表B是空，没有记录 。此时，网桥会将数据包转发到网络B，并在表A中增加一个MAC地址(在表中记录源MAC地址)，表明具有该MAC地址的机器属于子网A，同样，当子网B将数据包发送到端口B时，网桥也会将源MAC地址记录到表B中 。
当网桥工作一段时间后，表A基本上记录了子网A中所有机器的MAC地址，类似于表B，当另一个数据包从子网A发送到网桥时，网桥会先检查该数据包的目的MAC地址是属于子网A还是子网B，如果在表A中找到对应关系，则丢弃该数据包(因为该数据包已经在HUB中转发过)，如果没有，则转发到子网B，然后检查源MAC地址是否已经在表中 。
哦，也许你现在会问，为什么需要两块表？一只表不能用吗？?嗯~我只是为了便于理解，把表格一分为二 。实际上真正的网桥应该是存储一个表(当然也可能是为了加速，或者其他原因，把信息存储在多个表中，这个要看怎么实现了~) 。如果是信息表，表中的记录应该是:MAC-PortNum，所以有学习功能 。
【交换机的通俗解释 什么是交换机】网桥相当于第二层交换机，可以在第二层“桥接”两个网段 。比HUB更好的是，它把两个网段分开，不会把一个网段的包广播到另一个网段 。所以两个网段之间不会有不必要的信号冲突 。比如:AB在桥东，CD在桥西 。AB说话的时候，CD也可以说话 。在AC对话中，BD一般要避免 。
配电盘 交换机是一种网络设备，由输入和输出接口以及能够交换数据包或信元等数据单元的转发逻辑组成 。转发逻辑描述用于交换技术的规则，实现数据单元的转发 。输入和输出端口是物理和逻辑接口，用于连接需要交换数据单元的通信网络 。
1.开关的功能
交换机的功能是连接计算机、服务器、网络打印机、网络摄像机、IP电话等终端设备 。，并实现与交换机、无线接入点、路由器、网络防火墙等其他网络设备的互联 。，从而构建局域网，实现所有设备之间的通信 。
2.开关的工作原理
交换机位于OSI参考模型的第二层(数据链路层)，其工作依赖于MAC地址的识别(所有网络设备都有唯一的MAC地址，通常由厂商直接烧录到网卡中) 。
当交换机从其端口之一接收到数据包时，它首先读取报头中的源MAC地址(即发送数据包的设备的网卡的MAC地址)，并将MAC地址和端口添加到交换机存储器中的地址表中 。
然后读取报头中的目的MAC地址，对比内存中的地址表，看该MAC地址对应哪个端口，如果地址表中有该MAC地址对应的端口，则将数据包直接复制到对应的端口，如果没有，则将数据帧作为广播帧发送到所有端口，对应的MAC地址设备会自动接受该帧数据，同时交换机会将接收该帧数据的端口放入内存中与目的MAC地址对应的地址表中 。
知识总结: 中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、网关
集线器和交换机的区别
网桥和交换机之间的区别
交换机和路由器的区别
路由器和网关的区别
连接的网络在逻辑和物理方面是否相似？
注意:
1.桥接器主要由软件实现，交换机主要由硬件实现 。
2.路由器构成了互联网的主干 。其处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，其可靠性直接影响网络互联的质量 。因此，在互联网研究领域，路由器技术始终处于核心地位 。
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好了，今天的打字就到这里 。谢谢你的坚持 。我们下次再见！
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