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網路裝置簡單介紹(網路基礎知識)

1 中繼器

中繼器(repeater)是位於第一層(物理層)的網路裝置。

隨著經過的線纜越來越長,訊號會變得越來越弱。中繼器的目的是在位元級別對網路訊號進行再生和重定時。從而使得他們能夠在網路上傳輸更長的距離

中繼器僅僅工作在位元級上,而不檢視其他資訊

2 集線器(hub

集線器的目的是對網路訊號進行再生和重定時。它的特性和中繼器很相似。

Hub是網路中各個裝置得通用連線點,它通常用於連線LAN的分段。

Hub有多個埠,每一個分組到達某個埠時,都會被複制帶其他所有埠,一遍所有的LAN分段都能看見所有的分組。

由於hub和中繼器有相似的特性,所以集線器也被稱為多埠中繼器

屬於第一層裝置

集線器的特點:

放大訊號

在整個網路傳播訊號

無需過濾

無需路徑判斷或交換

用作網路匯集點

3 網路介面卡

網路介面卡(NIC)是第二層裝置,世界上的每一塊NIC都帶有稱為介質訪問控制(MAC)的唯一編碼。

4 網橋

網橋是第二層裝置,它涉及用來建立兩個或多個LAN分段。其中,每一個分段都是一個獨立的衝突域。換句話說,網橋涉及用來產生更大可用頻寬。它的目的是過濾LAN的通訊流,使得本地的通訊流保留在本地,而讓那些定向到LAN其他部分(分段)的通訊流轉發到那裡去。

網橋會記錄它每一邊的MAC地址,然後給予這張MAC表做出轉發決策

網橋的特點:

網橋比集線器更加智慧,能夠分析傳入的幀

網橋在兩個或多個LAN分段之間收集和轉發分組

網橋建立更多的衝突域,使得多個裝置同時無衝突的傳送

網橋維護MAC地址表

網橋的工作步驟:

1、  當資料幀沿著網路介質到達時,網橋會將該幀中攜帶的目的MAC地址與包含在它的MAC地址表進行比較

2、  如果網橋斷定資料幀的目的MAC地址與源的MAC地址在同一分段,那麼它就不會將改資料幀轉發到其他網路分段,即為過濾。

3、  如果網橋斷定資料幀的目的MAC地址與源的MAC地址不在同一分段,則把它轉發到何時的網路分段

4、  如果目的MAC地址是網橋所不知道的,則把該資料幀廣播到網路中除傳送該幀的裝置以往的所有裝置上。這個過程稱為泛洪。

衝突域:在乙太網中,如果某個CSMA/CD網路上的兩臺計算機在同時通訊時會發生衝突,那麼這個CSMA/CD網路就是一個衝突域。增加衝突域可以減小衝突現象的發生

5 第二層交換機

交換機,也稱為LAN交換機或工作組交換機,通常替代共享式集線器而與現存的線纜基礎設施一起工作,以保證交換機安裝後現存網路的中斷達到最小。

交換機和網橋很多相似處。交換機也連線LAN的分段。它利用一張MAC地址表來決定幀需要轉發到哪個分段,從而較少通訊量。但是,交換機的處理速度更快。

交換機也是基於MAC地址對通訊幀進行轉發和泛洪。由於交換是在硬體中執行的,所以交換機的交換速度比網橋中用軟體執行的交換快速的多。

每一個交換埠都當做一個微型網橋,則每一個交換埠就充當一個獨立的網橋,從而為每一臺主機提供介質的全部頻寬。這種辦法叫做微分段

微分段:微分段允許建立私有的或專用的分段(一臺主機一個分段)。這樣每臺主機都可以獲得全部頻寬,而不必跟其他主機競爭可用的頻寬。在全雙工交換機中,由於只有一臺裝置連線到交換機的埠,所以不會發生衝突。

由於交換機和網橋一樣,也是把廣播訊息轉發到交換機的所有分段。因此,交換機環境中的所有分段被認為是處在同一廣播域

6 路由器

什麼是路由?

路由器是一類網路互連裝置,它基於第三層地址在網路間傳遞資料分組。它能為網路上的資料分組選擇最佳傳遞路徑

工作在第三層的特點:

不用MAC地址做出決策。

能夠連線不同第二層技術

能連線非同步傳輸和序列線路。

由於基於第三層資訊對分組進行路由的能力,路由器已經成為internet的主要部分,它上面執行IP協議。

工作步驟:

路由器檢查每一個進來的分組(第三層資料),為他們選擇穿過網路的最佳路徑,然後將它們交換到合適的出口。

7 AP

一般情況下,接入點(AP)作為WLAN基礎設施模式的中心集線器而安裝。AP通過固定線路連線到有線連線的裝置。這個區域成為一個蜂窩(cell)。

 AP在功能上分為胖AP和瘦AP。

胖AP:擁有路由轉發功能

瘦AP:僅僅作為無線與有線的轉換樞紐

根據安裝接入點位置的結構,以及天線的尺寸和增益,蜂窩的大小可以從數尺到25英里。更常見的距離範圍是91.4~152.4m。為了服務更大的區域,可以安裝對個AP,覆蓋範圍有一定程度的交疊,以支援在蜂窩間的漫遊。

這種漫遊和行動電話公司提供的漫遊服務類似。多個AP網路的交疊對於支援裝置在WLAN中的移動是至關重要的。雖然IEEE標準中沒有規定,但20~30%的交疊率是所期望的。這樣的交疊率能支援蜂窩間的漫遊,支援無縫地實現斷開/重連而不會造成服務中斷。

當無線區域網中的客戶端被啟用後,它便開始監聽可以關聯哪個相容的裝置。這個過程叫掃描

主動掃描你無線節點發出探測請求,尋找可以加入的網路。探測請求包含可所希望加入網路的服務設定識別符號(service set identitySSID)。如果遇到相同的SSIDAPAP就發出探測迴應,身份驗證和關聯步驟就完成了。

被動掃描節點監聽由AP(基礎設施模式)或對等節點(臨時)發出的訊號管理幀(beacons),當一個節點接收到包含自己希望加入網路的SSID的訊號管理幀時,便嘗試加入該網路。被動掃描時一個持續不斷的過程,隨著訊號強度的變化,節點可以與AP建立或消除關聯