計算機網絡中的基本器件（網卡，集線器，交換機，路由器）

 

 

 

1.RJ45接口：

RJ45是佈線系統中信息插座（即通訊引出端）鏈接器的一種，鏈接器由插頭（接頭、水晶頭）和插座（模塊）組成，插頭有8個凹槽和8個觸點。RJ是Registered Jack的縮寫，意思是「註冊的插座」。在FCC（美國聯邦通訊委員會標準和規章）中RJ是描述公用電信網絡的接口，計算機網絡的RJ45是標準8位模塊化接口的俗稱。

2.網卡：

英文名：network adapter（網絡適配器）或者Network Interface Card（網絡接口卡）。網卡是工做在鏈路層的網絡組件，是局域網中鏈接計算機和傳輸介質的接口，不只能實現與局域網傳輸介質之間的物理鏈接和電信號匹配，還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。不一樣類型的網卡傳輸效率差距很大，有100Mbps也有10Mbps。如今網卡大體能夠分爲有線網卡和無線網卡兩種，網卡的物理地址即MAC地址是48位的，這個是全球惟一的。

有線網卡：

 

 無線網卡：

 

3.集線器：

集線器的英文稱爲「Hub」。「Hub」是「中心」的意思，集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網絡的傳輸距離，同時把全部節點集中在以它爲中心的節點上。它工做於OSI(開放系統互聯參考模型)參考模型第一層，即「物理層」。集線器與網卡、網線等傳輸介質同樣，屬於局域網中的基礎設備，採用CSMA/CD（即帶衝突檢測的載波監聽多路訪問技術)介質訪問控制機制。集線器每一個接口簡單的收發比特，收到1就轉發1，收到0就轉發0，不進行碰撞檢測。 集線器（hub）屬於純硬件網絡底層設備，基本上不具備相似於交換機的"智能記憶"能力和"學習"能力。它也不具有交換機所具備的MAC地址表，因此它發送數據時都是沒有針對性的，而是採用廣播方式發送。也就是說當它要向某節點發送數據時，不是直接把數據發送到目的節點，而是把數據包發送到與集線器相連的全部節點。 HUB是一個多端口的轉發器，當以HUB爲中心設備時，網絡中某條線路產生了故障，並不影響其它線路的工做。因此HUB在局域網中獲得了普遍的應用。大多數的時候它用在星型與樹型網絡拓撲結構中，以RJ45接口與各主機相連（也有BNC接口），HUB按照不一樣的說法有不少種類。

 

 

4. 交換機：

交換機的英文名稱之爲「Switch」，它是集線器的升級換代產品，從外觀上來看的話，它與集線器基本上沒有多大區別，都是帶有多個端口的長方形盒狀體。交換機是按照通訊兩端傳輸信息的須要，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通訊系統中完成信息交換功能的設備。 

「 交換」和「交換機」最先起源於電話通信系統（PSTN）。咱們之前常常在電影或電視中看到一些老的影片時常看到有人在電話機旁狂搖幾下（注意不是號），而後就說：跟我接XXX，話務接線員接到要求後就會把相應端線頭插在要接端子上，便可通話。其實這就是最原始的電話交換機系統，只不過它是一種人工電話交換系統，不是自動的，也不是咱們今天要談的計算機交換機，可是咱們如今要講的計算機交換機也就是在這個電話交換機技術上發展而來。

在計算機網絡系統中，交換概念的提出是相對於共享工做模式的改進。咱們知道集線器（HUB）是一種共享介質的網絡設備，並且HUB自己不能識別目的地址，是採用廣播方式向全部節點發送。即當同一局域網內的A主機給B主機傳輸數據時，數據包在以HUB爲架構的網絡上是以廣播方式傳輸的，對網絡上全部節點同時發送同一信息，而後再由每一臺終端經過驗證數據包頭的地址信息來肯定是否接收。在這種方式下咱們知道很容易形成網絡堵塞，由於其實接收數據的通常來講只有一個終端節點，而如今對全部節點都發送，那麼絕大部分數據流量是無效的，這樣就形成整個網絡數據傳輸效率至關低。另外一方面因爲所發送的數據包每一個節點都能偵聽到，那顯然就不會很安全了，容易出現一些不安全因素。

交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的全部的端口都掛接在這條背部總線上。控制電路收到數據包之後，處理端口會查找內存中的MAC地址（網卡的硬件地址）對照表以肯定目的MAC的NIC（網卡）掛接在哪一個端口上，經過內部交換矩陣直接將數據迅速包傳送到目的節點，而不是全部節點，目的MAC若不存在才廣播到全部的端口。這種方式咱們能夠明顯地看出一方面效率高，不會浪費網絡資源，只是對目的地址發送數據，通常來講不易產生網絡堵塞；另外一個方面數據傳輸安全，由於它不是對全部節點都同時發送，發送數據時其它節點很難偵聽到所發送的信息。這也是交換機爲何會很快取代集線器的重要緣由之一。

交換機還有一個重要特色就是它不是像集線器同樣每一個端口共享帶寬，它的每一端口都是獨享交換機的一部分總帶寬，這樣在速率上對於每一個端口來講有了根本的保障。另外，使用交換機也能夠把網絡「分段」，經過對照地址表，交換機只容許必要的網絡流量經過交換機，這就是後面將要介紹的VLAN（虛擬局域網）。經過交換機的過濾和轉發，能夠有效的隔離廣播風暴，減小誤包和錯包的出現，避免共享衝突。這樣交換機就能夠在同一時刻可進行多個節點對之間的數據傳輸，每一節點均可視爲獨立的網段，鏈接在其上的網絡設備獨自享有固定的一部分帶寬，無須同其餘設備競爭使用。如當節點A向節點D發送數據時，節點B可同時向節點C發送數據，並且這兩個傳輸都享有帶寬，都有着本身的虛擬鏈接。打個比方就是，若是如今使用的是10Mbps 8端口以太網交換機，因每一個端口均可以同時工做，因此在數據流量較大時，那它的總流量可達到8＊10Mbps＝80Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，由於它是屬於共享帶寬式的，因此同一時刻只能容許一個端口進行通訊，那數據流量再忙HUB的總流通量也不會超出10Mbps。若是是16端口、24端口的更是明顯了！

5.路由器：    

路由器（Router）是一種負責尋徑的網絡設備，它在互連網絡中從多條路徑中尋找通信量最少的一條網絡路徑提供給用戶通訊。路由器用於鏈接多個邏輯上分開的網絡。對用戶提供最佳的通訊路徑，路由器利用路由表爲數據傳輸選擇路徑，路由表包含網絡地址以及各地址之間距離的清單，路由器利用路由表查找數據包從當前位置到目的地址的正確路徑。路由器使用最少時間算法或最優路徑算法來調整信息傳遞的路徑，若是某一網絡路徑發生故障或堵塞，路由器可選擇另外一條路徑，以保證信息的正常傳輸。路由器可進行數據格式的轉換，成爲不一樣協議之間網絡互連的必要設備。 路由器使用尋徑協議來得到網絡信息，採用基於「尋徑矩陣」的尋徑算法和準則來選擇最優路徑。按照OSI參考模型，路由器是一個網絡層系統。路由器分爲單協議路由器和多協議路由器。

如今路由器有發展成爲有線路由器和無線路由器兩種，無線路由器比有線路由器多了一個無線信號發送模塊。固然如今像獵豹WiFi這些軟件可讓無線網卡發送無線信號，從而達到實現WiFi的功能。

 

總結：

1.RJ45接口：就是可以插水晶頭的那個接口。

2.網卡：網絡中的數據表現爲一幀一幀的數據，須要網卡來進行封包和解包，沒有網卡是沒法識別這些數據的。

3.集線器：收到數據後，直接對周圍全部的機器轉發，由機器決定是否接受數據，效率低下，且不安全。

4.交換機：集線器的升級版，裏面存放着一張表：數據與對應的MAC地址，所以發送數據是有針對性的，接收到數據後給指定的機器轉發，因爲速度很是之快，讓人感受是獨佔了一條專線。它的基本功能以下：

1. 交換機能夠實現一根網線複用的功能。
2. 交換機的每個端口地位都是等價的。
3. 一個交換機就能夠組建一個子網，多個交換機的串接使用能夠組建規模更大的子網。
4. 經過這個交換機的轉發功能，同一個子網的計算機能夠相互訪問。子網內與子網外的機器相互訪問就須要用到路由器了。

 

5.路由器：路由器是鏈接不一樣網絡的重要設備，裏面存放着一張路由表。網絡上不一樣的兩個節點如何傳送數據，或者存在多條路徑該選擇哪一條？這都是路由器要作的事。路由具備轉發與路由的功能。轉發（forward）只涉及到一個路由器，路由（route）則涉及到多個路由器。家用路由器通常有一個Wlan口與多個LAN口，Wlan口用來接收外網信號，lan口則至關於交換機的端口。

這裏你們要注意一下，家用路由器與企業級路由器的區別：

1. 家用路由嚴格來講路由功能是無關緊要的，家用路由器主要用來共享IP和發WiFi的，經過一個家用路由器能夠組建一個子網，家用路由器具備NAT協議轉換功能，而且還具備DHCP協議，也就是用來動態分配IP地址的，經過這兩個協議來實現共享IP的功能。（計算機能夠經過網線鏈接家用路由器來進行相關設置，注意要接LAN口）
2. 企業級路由器就是專門用來數據傳輸選路的功能，能夠在不一樣網絡間自動學習路由表而且實現選路轉發，固然這兩種路由器在設備性能上也有着很大的差距，畢竟價格在那。

 

注意：

上面這些常見的器件之間的界限愈來愈不明顯，好比家用的路由器其實是路由器與交換機的集合，而平時所說的貓（調制解調器）不少狀況下帶有路由器的功能，交換機也分狀況：若是是三層交換機，它工做在物理層、鏈路層、網絡層，具備通常交換機與路由器的功能，而二層交換機只工做在下兩層，不具備路由器的功能。