计算机网络设备

物理层

中继器（Repeater），也叫放大器 ： 同一局域网的再生信号；两端口的网段必须同一协议

中继器是将信号再生，而不是简单的放大。中继器有两个端口，数据从一个端口输入，再从另一个端口发出。端口仅作用于信号的电气部分，而不管数据中是否有错误数据或不适于网段的数据。即中继器不理解帧、分组和头的概念，他们只理解电压值。使用中继器连接的几个网段仍然是一个局域网。两端的网络部分是网段，而不是子网。

中继器是否限制使用个数？

5-4-3规则 ： 网络标准中都对信号的延迟范围做了具体的规定，因而中继器只能在规定的范围内进行，否则会网络故障

5 指的是最多不超过五个网段 4 指的是最多只能有三个设备（中继器、集线器） 3指的是只有三个段可以挂接计算机

集线器 ： 同一局域网的再生、放大信号（多端口的中继器）；半双工，不能隔离冲突也不能隔离广播域

冲突域 ： 在同一个冲突域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧，即同一时间只能有一台设备发送信息。指的是同一物理段中的节点。

广播域 ； 有一个站点发送了一个信号，所有能接收到这个信号的设备，叫做一个广播域。数据链路层概念，由网桥和交换机组成的一个大网，叫做一个广播域。

连接到一台集线器的多台计算机如何工作?

集线器在一个时钟周期中只能传输一组信息，如果一台集线器连接的机器数目较多，且多台机器经常需要同时通信，那么将导致信息碰撞，使得集线器的工作效率很差。比如，一个带宽为10Mb/s的集线器上连接了8 台计算机，当这8 台计算机同时工作时，每台计算机真正所拥有的带宽为10/8Mb/s = 1.25Mb/s 。

既不能隔离冲突域，也不能隔离广播域。

数据链路层

网桥

网桥是两个局域网之间的桥梁，工作在链路层的MAC子层，处理的对象是帧，区别于物理层的傻瓜设备。网桥可以根据MAC帧的目的地址对帧进行转发（对应的一个接口转发，而不是全部接口广播）和过滤（丢弃）。两个或多个以太网通过网桥连接后，就成为一个覆盖范围更大的以太网，而原来的每个以太网就称为一个网段。

交换机

从本质上说，以太网交换机是一个多端口的网桥。交换机能经济地将网络分成小的冲突域，为每个工作站提供更高的带宽。交换机可以检测从以太端口来的数据帧的源和目的地的MAC (介质访问层） 地址，然后与系统内部的动态查找表（自学习）进行比较，若数据帧的MAC 地址不在查找表中，则将该地址加入查找表，并将数据帧发送给相应的目的端口。

特点

1. 以太网交换机的每个端口都直接与单台主机相连（普通网桥的端口往往连接到以太网的一个网段），并且一般都工作在全双工方式。
2. 以太网交换机能同时连通许多对端口，使每对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，无碰撞地传输数据。
3. 以太网交换机也是一种即插即用设备（和透明网桥一样），其内部的帧的转发表也是通过自学习算法自动地逐渐建立起来的。
4. 以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，因此交换速率较高。
5. 以太网交换机独占传输媒体的带宽。

优点

对于普通的共享式以太网，若共有N 个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽（设10MB/S）的1/N。在使用以太网交换机时，虽然从每个端口到主机的带宽还是10Mb/s, 但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此拥有N对端口的交换机的总容量为N*10Mb/s。这正是交换机的最大优点。
以太网交换机一般都具有多种速率的端口，例如可以具有10Mb/s 、l00Mb/s 和lGb/s 的端口的各种组合，因此大大方便了各种不同情况的用户。

种类

1. 直通式交换机 ： 查完目的MAC地址，然后就转发，无法支持具有不同速率的端口的交换，也不检查帧的对错。
2. 存储转发式交换机 ；将帧放入告诉缓存，并检查是否正确，正确就立即转发，错误则丢弃。延迟大，可靠性高，可以支持不同速率的端口的交换。

可以隔离冲突域，不能隔离广播域。(链路层设备，一个端口就一个冲突域)。

网络层

路由器

可以连接不同的网络（连接异构网络）并完成路由转发。在多个逻辑网络（多个广播域）互联时，必须使用路由器。

当想要传输一个信息时，先检查源主机与目标主机是否在同一个网络上，若是在，就不需要路由器（直接交付），若是不在，则需要路由器按照路由表将数据报转发给下一个路由器（间接交付）。

对比网桥和路由器

1. 网桥把不同物理位置的机器组成一个大的局域网，在逻辑上属于同一个局域网。路由器可以连接不同的局域网。
2. 网桥基于MAC地址转发，路由器基于IP转发
3. 网桥不隔离广播域，而路由器可以隔离广播域
4. 网桥在数据链路层，路由器在网络层

网络层之上

网关

网关是一个协议转换器，通常是安装在路由器内部的软件，可以工作在OSI的7层。