网络设备之团灭攻略

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-05-13 06:56 124阅读 0赞

先来一览互连设备的总结表

# ![70][] #

然后来逐个消灭。

![70 1][]

**目录**

1 中继器（RP Repeater）—— 物理层

2 集线器（Hub）—— 物理层

3 网桥（Bridge）—— 数据链路层

4 交换机（Switch）—— 数据链路层

4.1 交换机工作原理

4.2 交换机MAC地址表

4.3 交换机数据交换方式

5 路由器（Router） —— 网络层

5.1 初识路由器

5.2 路由器的使用

5.3 居家上网

5.3.1 ADSL接入Internet

5.3.2 有线电视网接入Internet

5.4 路由器分类

5.5 路由器端口

5.6 路由器工作原理

5.7 路由表

6 无线路由器

7 网关（Gateway）

7.1 什么是网关？

8 疑点解答

--------------------

# 1 中继器（RP Repeater）—— 物理层 #

![20190121145425582.png][]

中继器有两个端口，将一个端口输入的数据从另一个端口发送出去，不对数据进行检错纠错处理。

![70 2][]

信号在线路上进行传输会存在损耗，信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，从而会导致接收错误。因此中继器的主要功能是完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同。

![70 3][]

使用中继器连接起来的几个网段仍是一个局域网。

由于，中继器只有一个对外接口，即只能建立一对一的通信。为了能实现“一对多”通信，于是诞生了——**集线器**。

# 2 集线器（Hub）—— 物理层 #

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![70 4][]

![70 5][]

比特串进入集线器的一个端口，会被集线器依次转发到其他所有端口。

![70 6][]

广播会产生冲突，而Hub具有碰撞检测功能，有碰撞基本上就是避让，一个人说完了，另一个人再说，所以效率低。

集线器不能分割冲突域，所有集线器端口都属于同一个冲突域。

![70 7][]

当A向B发送数据时，BCD都会收到数据。为了实现A向B发送数据时，只有B能收到数据。为了让广播通信仅作用在一个局部，于是诞生了——**网桥**。

# 3 网桥（Bridge）—— 数据链路层 #

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网桥可隔离冲突域，网桥连接的每个局域网都是一个独立的冲突域，这样A发给BCD的数据就不会再广播到EFGH了。

由于网桥只有两个端口。当A和G通信的时候，B和F就没法通信——一个桥上多个通信将产生冲突。为了能够实现多对多的通信，于是诞生了——**交换机**。

# 4 交换机（Switch）—— 数据链路层 #

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# ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][] #

三台交换机通过高速级联端口进行相连，其他的一般端口用来连接接入网络的PC机。

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在交换机中，A和G通信的同时，B和F也可以通信——因为它们分别占用不同的端口。这样，交换机渐渐替代了Hub，成为组建局域网的重要设备。

## **4.1 交换机工作原理** ##

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![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

## 4.2 交换机MAC地址表 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

**例子**

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![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

当前PC1的MAC地址是M1，想要发送数据给PC2，PC2的MAC地址为M2。

交换机收到PC1发来的数据帧，将接收数据的端口E0/2与PC1的MAC地址M1记录到MAC地址表中。

交换机经过搜索发现，目的MAC并没有在当前的MAC地址表中，所以它会从其他的端口E0/4，E0/6，E0/7转发这个数据帧

PC2, PC3, PC4收到这个数据帧后，PC3，PC4发现不是给自己的，就丢弃该数据帧。

PC2发现数据帧是发送给自己的，会给返回一个确认的数据帧，该数据帧含带着PC2的MAC地址M2。

确认数据帧会从交换机的E0/4端口返回到交换机。

交换机收到数据帧之后去记录M4与E0/4这样一个端口的对应关系，并记录到MAC地址表中。

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## 4.3 交换机数据交换方式 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

以太网协议，依靠MAC地址发送数据。理论上，单单依靠MAC地址，上海的网卡就可以找到洛杉矶的网卡了，技术上是可以实现的。

但是，这样做有一个重大的缺点。以太网采用广播方式发送数据包，所有成员人手一"包"，不仅效率低，而且局限在发送者所在的子网络。也就是说，如果两台计算机不在同一个子网络，广播是传不过去的。这种设计是合理的，否则互联网上每一台计算机都会收到所有包，那会引起灾难。

互联网是无数子网络共同组成的一个巨型网络，很像想象上海和洛杉矶的电脑会在同一个子网络，这几乎是不可能的。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

因此，必须找到一种方法，能够区分哪些MAC地址属于同一个子网络，哪些不是。如果是同一个子网络，就采用广播方式发送，否则就采用"路由"方式发送。（"**路由**"的意思，就是指如何向不同的子网络分发数据包）遗憾的是，MAC地址本身无法做到这一点。它只与厂商有关，与所处网络无关。

**这就导致了"网络层"的诞生。它的作用是引进一套新的地址，使得我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络。这套地址就叫做"网络地址"，简称"网址"。**

于是，"网络层"出现以后，每台计算机有了两种地址，一种是MAC地址，另一种是IP地址。两种地址之间没有任何联系，MAC地址是绑定在网卡上的，IP地址则是管理员分配的，它们只是随机组合在一起。

网络地址帮助我们确定计算机所在的子网络，MAC地址则将数据包送到该子网络中的目标网卡。因此，从逻辑上可以推断，必定是先处理网络地址，然后再处理MAC地址。

由于不可能在整个广域网上实现广播，因此需要一种硬件设备来进行路由选择，并对不同的子网络分发数据包。于是，诞生了—— **路由器**。

# 5 路由器（Router） —— 网络层 #

## 5.1 初识路由器 ##

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![70 8][]

![70 9][]

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A与B进行数据包传输，AB相隔很远，且不再同一网络中，需要借助路由器来进行转发

## 5.2 路由器的使用 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

路由器负责连接两个不同的局域网络，使得局域网络接入到广域网。

局域网A通过路由器接入到广域网，局域网B通过路由器接入到广域网。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

## 5.3 居家上网 ##

### **5.3.1 ADSL接入Internet** ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][]

### **5.3.2 有线电视网接入Internet** ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 13][]

## 5.4 路由器分类 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 14][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 15][]

## 5.5 路由器端口 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 16][]

## 5.6 路由器工作原理 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 17][]

路由器从功能来看，分为路由选择和分组转发两大部分。

**分组转发：**根据转发表来进行分组的处理，将输入端口的数据包，根据它的目的地查找转发表，从而从输出端口送出去。  
**路由选择：**包括两个基本操作，即最佳路径的判定和网间数据包的传送（交换）。

**路由：**如何向不同的子网络分发数据包。

## 5.7 路由表 ##

路由表决定了包的路径，转发表基于路由表。

路由表需要及时更新与维护。

路由表记录了如何到达其他网络的信息。

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路由表表项主要由三部分组成：目的网络，子网掩码（用于判断两台计算机是否属于同一个子网络）和目的网路的下一站

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 18][]

R1路由表第三条

R1收到一个IP数据包，该包的目的地属于是30.0.0.0网络，比如说要传输到主机30.0.0.2

该IP数据包会被转发给20.0.0.2，从R1的接口1送出去，这就是数据包的转发

# 6 无线路由器 #

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SSID即平时设置的wifi名

非重叠信道意味着干扰小

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d5ZHlkMTEw_size_16_color_FFFFFF_t_70 19][]

# 7 网关（Gateway） #

[参考自][Link 1]

## **7.1 什么是网关？** ##

连接两个不同的网络的设备都可以叫**网关设备**；

网关的作用：实现两个网络之间进行通讯与控制

网关设备可以是交换机（三层及以上才能跨网络）、路由器、启用了路由协议的服务器等

**网关地址**：网关设备的IP地址。在可用的主机地址里选一个作为默认网关地址。

--------------------

假设我们有两个网络：

网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0

网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0

**要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。**

**如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机（如附图所示）。网络A向网络B转发数据包的过程。**

![382108-20160409164903140-949572007.png][]

只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。

**默认网关**

一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。

# 8 疑点解答 #

**（1）在一个互联网中，能否用一个很大的交换机switch来代替互联网中很多的路由器？**

交换机可在单个网络中与若干计算机相连，并且可以将一台计算机发送过来的帧转发给另一台计算机。因此，交换机具有集线器转发帧的功能，且同一时间允许多台计算机发送数据。

路由器连接两个或多个同构或异构的网络，在网络之间转发分组。

如果是许多相同类型的网络互联在一起，用一个很大的交换机代替原来的一些路由器是可以的。如果互联的网络是异构网络，必须采用路由器来进行互联。

**异构网络模型**

![70 10][]

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[Link 1]: https://www.cnblogs.com/iceJava/p/5372033.html
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