TCP/IP協議(2):各層網絡設備


一、中繼器(Repeater)

  中繼器工作在OSI的一層物理層,我們知道,超5類線的傳輸距離最大為100米,超過這個距離信號就會衰減,中繼器就是為了防止信號變差,將網絡信號進行再生和重定時。

二、集線器(Hub)

  集線器的特性與中繼器相似,工作在一層物理層,它相當於多端口的中繼器。它將連接到端口的計算機組成一個局域網,他會將數據廣播到其它所有連接到端口的計算機上,每台計算機檢查自己的MAC地址符不符合目標地址,不符合就不接收數據。由於集線器發送數據的特點導致了數據的不安全,另外集線器不允許多路同時通信,如果兩台電腦同時向集線器發數據,集線器會向所有設備發送沖突信息。集線器屬於早期網絡設備,它只是將數據信號放大並進行傻瓜式的群發,並不認識地址或數據中的任何信息,現在基本上被交換機所替代。

三、交換機(Switch)

  交換機解決了集線器的缺點,它根據數據MAC地址只將數據發送到目標計算機,而且可以多路同時通信。所以說交換機比集線器聰明了,因為它工作在OSI的第二層數據鏈路層,它可以知道數據幀的MAC地址。

  現在有了三層交換機。

四、路由器(Router)

  路由器產生於交換機之后,它與集線器、交換機的作用有明顯區別,它能夠將整個互聯網絡分割成邏輯上獨立的網絡單位,為經過路由器的IP數據報尋找一條最佳的傳輸路徑,將該數據傳送到目的點。路由器工作在OSI的三層網絡層,所以能夠跨越不同的物理網絡類型(以太網、FDDI等)。

  路由器可以隔離廣播風暴而交換機不能。

五、網關(Gateway)

  網關是指連接兩個不同的網絡(不同網段或不同接口協議類型)的設備,所以它又稱網間連接器、協議轉換器。網關不特指某一種設備,路由器很顯然能夠實現網關的功能,三層交換機、防火牆、服務器等也可以作為網關來使用。

  在沒有路由器的情況下,兩個網絡之間是不能進行TCP/IP通信的,因為PC和二層交換機不具備路由尋址能力,要實現這兩個網絡之間的通信,則必須通過網關。一台主機可以有多個網關,默認網關的意思是一台主機如果找不到可用的網關,就把數據包發給默認指定的網關,由這個網關來轉發數據包,所以一般在計算機上我們將路由器地址設為默認網關。

六、家用路由器

 家用路由器跟我們計算機網絡中所說的路由器還是有很大區別的, 一般計算機網絡中說的路由器只負責數據路由(決定哪里收的數據包要發到哪里,要不要扔掉),其他功能由專門的設備來另外處理。

 現在的家用路由器集合了Router + Switch + NAT + DHCP服務器 + PPPoE客戶端 + Firewall + 無線AP等功能為一體。

 1、家用路由器現在大都提供了switch的功能,所以可以拿來當交換機來使用。如下所示一個家庭路由器和一台交換機組成了一個11 LAN(包括路由器)的本地網絡,如果用路由器替換交換機的話,只需將路由器的LAN口來當做交換機的端口來使用(有的可能還需要登陸路由器設置頁面將DHCP設置為不啟用)。

    

  2、NAT是為了解決IPV4類IP地址稀少的問題而誕生的,它使得若干個私有地址能夠共用一個internet公網地址,並且他把內部地址對外隱藏起來,具有安全性。

      在最初的Internet體系結構中,每個主機都有一個全局的唯一IP地址,能夠直接相互通信,而現在的Internet是由一個全局地址空間和許多私有地址空間組成。一個內網的計算機想與外界進行通信的話,NAT會隨機分配一個未使用的端口號,並在路由器的路由表中與內網計算機形成一一映射關系 ,即 [內網IP+端口號] 轉換為[公網IP+NAT分配的端口號],NAT將內網計算機向外發送的IP數據報里填充[公網IP+端口號],而在收到外面的IP數據包后,NAT根據端口號,進行比對路由表映射,看是哪個內網主機的數據包,將數據包發給相應的內網計算機。

   上面所說的端口映射是動態的,即當有連接的時候NAT自動分配端口,當連接關閉時,NAT會釋放分配給這條連接的端口,以便以后的連接可以繼續復用。還有一種靜態端口映射,就是在NAT上開放一個固定的端口,然后設置此端口收到的數據要轉發給內網哪個IP和端口,不管有沒有連接,這個映射關系都會一直存在,這樣就可以讓公網主動訪問內網的一個電腦。 使用動態端口映射只能是內網計算機主動去連接外網,然后二者再進行通信,外網中的計算機是無法主動連接內網計算機進行通信的,這就導致產生了P2P通信技術。

    家庭無線路由器提供自動NAT功能,當內網主機發送的數據到達Router時,路由器會根據NAT策略將私網IP轉換為PPP撥號分配的IP,然后再發到Internet上。

  3、DHCP是動態主機配置協議的簡稱,它是一個局域網的網絡協議,使用UDP,屬於應用層協議,主要作用是給內部網絡自動分配內網IP地址,路由器出口地址(網關)、DNS域名服務器地址等。

     DHCP協議采用客戶端/服務器模型,普通電腦中都內置有DHCP客戶端模塊, 電腦接上網絡后,DHCP客戶端發現新連通的網絡,會在該網絡上找DHCP服務器,DHCP服務器將給電腦提供合理的網絡配置,並把設置信息傳回本機。現在的家用路由器集成了DHCP服務器功能,在我們電腦的網絡設置中如果設置的是“自動獲得IP地址”和“自動獲得DNS服務器地址”那么使用的就是DHCP服務器發回來的設置。

  4、PPPOE虛擬撥號方式是ISP運營商方便有效地完成對用戶的管理一種認證技術,通過pppoe協議,可以使以太網的主機通過一個簡單的橋接設備連到一個遠端的接入集中器上,遠端接入設備能夠實現對每個接入用戶的控制和計費。

  5、無線AP:AP是Access Point的簡稱,無線AP即無線接入點,俗稱“熱點”。

轉載自 一點一滴成長,原文鏈接:https://www.cnblogs.com/milanleon/p/6894990.html


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