TCP/IP 基礎知識 - 網絡構成要素

網絡的構成要素

搭建一套簡單的網絡都會涉及到如下的幾種網絡設備：

• 網卡（計算機連網設備）
• 中繼器（物理層延長網絡設備）
• 網橋（數據鏈路層延長網絡設備）
• 路由器（網絡層轉發數據設備）
• 4～7層交換機（處理傳輸層以上各層網絡傳輸設備）
• 網關（轉換協議設備）

每一個網絡設備中又由電纜互相鏈接，而電纜又能夠分爲多種，這裏就不詳細介紹了，但有兩個術語必須講解

帶寬

帶寬同時又稱爲傳輸速率，單位是bps(bit per second），傳輸速率指的是在傳輸管道中能夠傳遞數據的能力，便是單位時間內傳輸的數量有多少。首先必須知道信號在傳輸介質中的流動速度是恆定的，即便數據鏈路的傳輸速率不相同，也不會致使傳輸的速度忽快忽慢。低速數據鏈路就如同車道較少的道路，沒法同時傳輸大量數據，而高速數據鏈路就至關於多個車道的道路，能同時傳輸大量數據。

吞吐量

主機之間實際的傳輸速率也叫吞吐量，單位也是bps(bit per second），吞吐量不只僅衡量帶寬，也包含着主機CPU的處理能力，網絡的擁堵程度等等。

設備詳情

往下介紹各個設備的詳情

網卡

每個網卡都有着獨一無二的MAC地址（48位串行號），所以它屬於OSI中的第一層，也就是物理層。任何一臺計算機鏈接網絡時，都必須使用網卡，它使得用戶能夠經過電纜或無線相互鏈接。

中繼器

中繼器也是OSI模型第一層——物理層上的延長網絡的設備，適用於局域網下延長網絡距離，可是它不屬於網絡互聯設備。中繼器會把傳進的光信號或者電信號調整或者放大再傳輸到另一條電纜上，它能夠適用於兩種相同通訊媒介的轉換工做，也能夠適用兩種徹底不一樣通訊媒介，例如光信號轉電信號，它純粹負責信號0和1比特流之間的轉換，並不關心數據的正確性。

多個端口的中繼器也可成爲集線器。

網橋

網橋是OSI模型第二層——數據鏈路層上鍊接兩個網絡的設備。它可以識別數據鏈路層中的數據幀，再從新生成信號做爲一個全新的幀轉發到相連的另外一個網段。

網橋哈能夠識別數據鏈路中的FCS，用以判斷數據是否正確送達目的地。網橋能夠經過檢查這個值，避免發送一些損壞的數據。

因爲上述功能都是OSI參考模型的第二層（數據鏈路層）上的功能，因此網橋也叫做2層交換機（L2交換機）

網橋如今已經廣泛被具備更多端口、同時也可隔離衝突域的交換機（Switch）所取代了。

路由器

路由器是OSI模型的第三層——網絡層上鍊接兩個網絡，並對分組報文進行轉發的設備。

因爲路由器和交換機之間均可以同時鏈接多個設備，因此列舉一下它們之間的差別：

• 路由器能夠爲局域網自動分配IP和虛擬撥號，而交換機只是用來分配網絡數據的。
• 路由器在網絡層，根據IP地址尋址，而交換機在中繼層，根據「MAC」地址尋址。
• 路由器能夠把一個IP分給多個主機使用，對外IP相同，而交換機能夠把不少主機鏈接起來，對外的IP不一樣。
• 路由器是用來作網間鏈接，也就是用來鏈接不一樣網絡的，而交換機是作擴大局域網接入點的，可讓局域網連進更多的電腦。

簡單的總結就是路由器上也有着交換機的功能。

4～7層交換機

4～7層的交換機主要是負責處理OSI模型上傳輸層至應用層的數據。其實就是以TCP等協議的傳輸層及其上面的應用層爲基礎，分析收發數據，並對其進行特殊處理，如：負載均衡器，廣域網加速器和防火牆等等。

網關

網關是OSI參考模型中負責將從傳輸層到應用層的數據進行轉換和轉發的設備。簡單來講，你們都知道，從一個房間走到另外一個房間，必然要通過一扇門。一樣，從一個網絡向另外一個網絡發送信息，也必須通過一道「關口」，這道關口就是網關。

網關(Gateway)又稱網間鏈接器、協議轉換器，它和4～7層的交換機同樣，處理着傳輸層到應用層的數據，但它也不只僅轉發數據，它還扶着對數據進行轉換，在兩個不能直接通訊的協議之間進行翻譯，最終實現二者的通訊。

舉一個網上很生動的例子：

假設你的名字叫小不點(很小)，你住在一個大院子裏，你的鄰居有不少小夥伴，父母是你的網關。當你想跟院子裏的某個小夥伴玩，只要你在院子裏大喊一聲他的名字，他聽到了就會迴應你，而且跑出來跟你玩。

可是你家長不容許你走出大門，你想與外界發生的一切聯繫，都必須由父母（網關）用電話幫助你聯繫。假如你想找你的同窗小明聊天，小明家住在很遠的另一個院子裏，他家裏也有父母（小明的網關）。可是你不知道小明家的電話號碼，不過你的班主任老師有一份大家班全體同窗的名單和電話號碼對照表，你的老師就是你的DNS服務器。因而你在家裏和父母有了下面的對話：

小不點：媽媽(或爸爸),我想找班主任查一下小明的電話號碼行嗎？家長：好，你等着。（接着你家長給你的班主任掛了一個電話，問清楚了小明的電話）問到了，他家的號碼是211.99.99.99

小不點：太好了！媽(或爸),我想找小明，你再幫我聯繫一下小明吧。

家長：沒問題。（接着家長向電話局發出了請求接通小明家電話的請求，最後一關固然是被轉接到了小明家家長那裏，而後他家長把電話給轉到小明）。

就這樣你和小明取得了聯繫。

寫在最後

參考文章

圖解TCP/IP

這會做爲最近的一個長期目標不按期更新。