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集线器、网桥、路由器、网关简介一、集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集线器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(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的智能记忆能力和学习能力。它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点，如图所示。这种广播发送数据方式有两方面不足：（1）用户数据包向所有节点发送，很可能带来数据通信的不安全因素，一些别有用心的人很容易就能非法截获他人的数据包；（2）由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上以上所介绍的共享带宽方式，就更加可能造成网络塞车现象，更加降低了网络执行效率。（3）非双工传输，网络通信效率低。集线器的同一时刻每一个端口只能进行一个方向的数据通信，而不能像交换机那样进行双向双工传输，网络执行效率低，不能满足较大型网络通信需求。正因如此，尽管集线器技术也在不断改进，但实质上就是加入了一些交换机（SWITCH）技术，发展到了今天的具有堆叠技术的堆叠式集线器，有的集线器还具有智能交换机功能。可以说集线器产品已在技术上向交换机技术进行了过渡，具备了一定的智能性和数据交换能力。但随着交换机价格的不断下降，仅有的价格优势已不再明显，集线器的市场越来越小，处于淘汰的边缘。尽管如此，集线器对于家庭或者小型企业来说，在经济上还是有一点诱惑力的，特别适合家庭几台机器的网络中或者中小型公司作为分支网络使用。二、网桥工作在数据链路层，将两个局域网（LAN）连起来，根据MAC地址（物理地址）来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。它可以有效地联接两个LAN，使本地通信限制在本网段内，并转发相应的信号至另一网段，网桥通常用于联接数量不多的、同一类型的网段。网桥的分类1、透明网桥简单的讲，使用这种网桥，不需要改动硬件和软件，无需设置地址开关，无需装入路由表或参数。只须插入电缆就可以，现有LAN的运行完全不受网桥的任何影响。2、源路由选择网桥源路由选择的核心思想是假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一局域网（LAN）上。当发送一帧到另外的网段时，源机器将目的地址的高位设置成1作为标记。另外，它还在帧头加进此帧应走的实际路径。三、路由器（Router，又称路径器或宽带分享器）是一种计算机网络设备，它能将数据包通过一个个网络传送至目的地，这个过程称为路由。路由工作在OSI模型的第三层（即网络层，例如InternetProtocol(IP)层）。GlenSkidmore是第一个将路由器实用于剑桥大学的人。功能：简单地讲，路由器就是连接两个以上网络的设备。由于位于两个或更多个网络的交汇处，从而可在它们之间传递分组（一种数据的组织形式）。路由器与交换机(Switch)在概念上有一定重叠但也有不同：交换机泛指工作与任何网络层次的数据中继设备（尽管多指网桥），而路由器则更专注于网络层。一个比较直观的理解路由器与交换机区别的例子是这样：交换机好比是邻近的街道，而路由器则是街道的交汇点。一个街区的每一间房都有它自己的地址，也就是说，交换机连接的不同的设备也有它们自己的IP地址。值得一提的是，交换机除了自身的管理IP地址外不会管到其他任何IP地址。路由器将网络连接起来，就像公路交换坡道或主交汇点连接公路和高速公路一样。交汇点处的街道标记（称为路由表）决定数据包将流向哪条路。举个例子，家中的一台路由器将互联网服务提供商（ISP）的网络（通常具有公有地址）和自家的LAN（通常使用私有IP地址，见网络地址转换(NAT)）连接起来。有时候交换机和路由器也被做在一起作为多接口路由器出售。为了能路由数据包，路由器之间会通过路由协议进行通讯并创建和维护各自的路由表。路由表存储了去往某一网络的最佳路径，该路径的“路由度量值”以及下一跳路由器。参考条目路由获得这个过程的详细描述。尽管也有其它一些很少用到的被路由协议，但路由通常指的就是IP路由。种类：1970年代中期至1980年代，多功能的小型计算机充当路由器。ARPAnet（互联网的前身）称之为接口信息处理机。尽管多功能小型计算机可以胜任路由工作，但现代高速路由器却由专门的高性能计算机充当，它加入了额外的硬件以便更高速地执行普通路由功能例如数据包转发，以及特殊功能例如IPsec加密。其他的一些改变也提升了路由器的可靠性，例如使用直流电而不是交流（直流电可以由数据中心的电池提供），使用固态存储而不是磁性存储介质来载入程序。现代大型路由器变得越来越象电话交换机，随着使用这些技术，两者变得越来越相似也许最终路由器将取代电话交换机，同时一些小型路由器正在成为家用电器。将客户连接到Internet的路由器被称为边缘路由器（edgerouter）。只负责与其他路由器之间（例如ISP的网络）传递数据的路由器被称为核心路由器（corerouter）。一台路由器可以用来至少连接两个网络。一种特殊类型的路由器（单臂路由器，one-armed-router）用来在虚拟局域网（VirtualLAN－VLan）环境中传递数据包。一个单臂路由器上连接的多个网络都位于同一个物理连接上。在无线ad-hoc网络中的每台主机自己进行路由和数据转发，而在有线网络中通常一个广播域就有一台路由器。近来，许多路由的功能被加入到了局域网交换机（实质是高速网桥）上，从而创造出“三层交换机”，可以以接近线速的速度来转发流量。路由器也被当作Internet网关，主要用在小型网络中如家庭或小型办公室。这种设备使用的Internet连接往往是一直在线的宽带连接如线缆调制解调器和DSL。这种路由器连接两个网络-WAN和LAN-并有自己的路由表。尽管在家庭应用中并不需要太多路由功能（因为只存在两条路-WAN和LAN），但这些小型路由器仍然支持RIP。额外地，这种路由器还支持DHCP、NAT、DMZ和防火墙功能，也有一些支持内容过滤和VPN。通常这种路由器和线缆或DSL调制解调器协同工作，但调制解调功能也可以内建在这种路由器中。这种路由器往往同时具有阻止特定外部请求的安全特性。大型的路由器一般只能在数据中心找到。这些路由器将许多网络用大量的带宽连接起来。根据分工的不同，这些路由器可以支持路由协议中的几种，包括IS-IS、OSPF、IGRP、EIGRP、RIP、BGP。无线网络路由器无线网络路由器是拍一种用来连系有线和无线网络的通讯设备，它可以通过wifi技术收发无线信号来与个人数码助理和笔记本等设备通讯。无线网络路由器可以在不设电缆的情况下,方便地建立一个电脑网络。但是，在户外通过无线网络进行数据传给时，它的速度可能会受到天气的影响。其他的无线网络还包括了红外线、蓝牙及卫星微波等。四、关于网卡名称计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡）。网络接口板又称为通信适配器或网络适配器（adapter）或网络接口卡NIC（NetworkInterfaceCard），但是现在更多的人愿意使用更为简单的名称“网卡”。网卡功能简述网卡是工作在数据链路层的网路组件，是局域网中连接计算机合传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接合电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。网卡功能详解网卡上面装有处理器和存储器（包括RAM合ROM）。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。而网卡合计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。因此，网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率合计算机总线上的数据率并不相同，因此在网卡中必须装有堆数据进行缓存的存储芯片。在安装网卡时必须将管理网卡的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序以后就会告诉网卡，应当从存储器的什么位置上将局域网传送过来的数据块存储下来。网卡还要能够实现以太网协议。网卡并不是独立的自治单元，因为网卡本身不带电源而是必须使用所插入的计算机的电源，并受该计算机的控制。因此网卡可看成为一个半自治的单元。当网卡收到一个有差错的帧时，它就将这个帧丢弃而不必通知它所插入的计算机。当网卡收到一个正确的帧时，它就使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层。当计算机要发送一个IP数据报时，它就由协议栈向下交给网卡组装成帧后发送到局域网。随着集成度的不断提高，网卡上的芯片的个数不断的减少，虽然现在个厂家生产的网卡种类繁多，但其功能大同小异。网卡的主要功能有以下三个：1.数据的封装与解封：发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层；2.链路管理：主要是CSMA/CD协议的实现；3.编码与译码：即曼彻斯特编码与译码。五、网关，英文称Gateway，区别于路由器Router，经常在家庭中或者小型企业网络中使用，用于连接局域网和Internet。网关也经常指把一种协议转成另一种协议的设备，比如语音网关。网关顾名思义就是连接两个网络的设备，对于语音网关来说，他可以连接PSTN网络和以太网，这就相当于VOIP，把不同电话中的模拟信号通过网关而转换成数字信号，而且加入协议再去传输。在到了接收端的时候再通过网关还原成模拟的电话信号，最后才能在电话机上听到。对于以太网中的网关只能转发三层以上封包，这一点和路由是一样的。而不同的是网关中并没有路由表，他只能按照预先设定的不同网段来进行转发。网关最重要的一点就是端口映射，子网内用户在外网看来只是外网的IP地址对应着不同的端口，这样看来就会保护子网内的用户。