网络之集线器、交换机和路由器异同之处

我们知道,网络上数据包的传输需要经过集线器、交换机、路由器等设备,它们之间的紧密合作将各方各地的信息相互联系起来,起到了十分重要的作用。

信号从网卡流出进入网线的过程如下:

网卡中的PHY(物理层装置,以前低速方式中则称为介质连接单元,即MAU)模块将包转换为电信号之后,信号通过RJ-45接口进入双绞线。【以太网信号的本质是正负变化的电压,使用双绞线可以抵消螺旋产生噪声电流,抑制噪声】

然后,信号达到了集线器,这个过程中信号会因各种因素而衰减。

集线器将信号发给所有连接的线路,集线器的接口有一个为MDI/MDI-X切换开关,MDI(媒体相关接口)是对RJ-45接口和信号收发模块进行直连连线,而MDI-X则是交叉连线。由于集线器的接口一般为MDI-X模式,要将两台集线器相连时,就需要将其中一台改成MDI模式。如果集线器上没有MDI切换开关,而且所有的接口又都是MDI-X时,可以用交叉网线连接两台集线器。所谓交叉连线,就是讲发送和接收信号线反过来接的网线。

也就是说,网卡和集线器直接可以相连,网卡间也可以互连。

然后,信号到达集线器的PHY(MAU)模块之后,会进入中继电路。中继电路的基本功能是将信号进行广播到集线器的所有端口上,连接在端口上的计算机接收到这条广播信息时,会对信息进行检查,如果发现该信息是发给自己的,则接收,否则不予理睬。

不过,在将计算机直接连接在集线器上之前,是通过交换机来进行包的转发的,然后抵达集线器。

交换机也具有多个端口,每个端口都有独立的PHY(MAU)、MAC(不具有MAC地址)和内存,一般都是通过一个控制芯片来同时控制多个端口。

交换机内部具有对转发的包进行缓存的缓冲区以及记录转发包的接收方MAC地址以及对应的端口、控制信息等的MAC地址表,端口和MAC地址是一一对应的(设备连接在交换机端口上)。MAC地址表是具有定时清除的功能。交换机的构造决定了其具有全双工的功能,可同时进行接收和发送。

网络包到达集线器的广播和交换机的转发之后,就到达了路由器了。

路由器是基于IP进行设计的,路由器内部也具有路由表,其记录的信息项为目标IP地址、子网掩码、网关、接口、跃点数等,通过进行查表判断转发目标。路由器的各个端口模块各不相同,其中包含ADSL、FTTH、通信线路、无线局域网、以太网端口等。经过哪个端口的工作过程是取决于端口对应的通信技术。如果数据包过大,则可能进行分片操作。接收包进来之后,模块会在路由表中查询包应该转发的端口。通过查询到表中IP对应的网关,如果网关为空,则IP头部中接收方IP地址就是下一个转发目标;否则,网关地址则为下一个转发目标。路由器也会根据ARP进行查询IP对应下一个转发目标的MAC地址,即转发给下一个对应的路由器。

此外,在内网和互联网进行相连的过程中,路由器还可被人为地加入设计成进行地址的转换的设备群,一个公有地址可分配给多个私有内网地址(:端口号)。另外,根据一些设定的规则,路由器还可设定为包的过滤(相当于防火墙)。

不要投钱给我
0%