[网络基础]网络设备简单介绍（网络基础知识）

1 中继器

中继器（repeater）是位于第一层（物理层）的网络设备。

随着经过的线缆越来越长，信号会变得越来越弱。中继器的目的是在比特级别对网络信号进行再生和重定时。从而使得他们能够在网络上传输更长的距离

中继器仅仅工作在比特级上，而不查看其他信息

2 集线器（hub）

集线器的目的是对网络信号进行再生和重定时。它的特性和中继器很相似。

Hub是网络中各个设备得通用连接点，它通常用于连接LAN的分段。

Hub有多个端口，每一个分组到达某个端口时，都会被复制带其他所有端口，一遍所有的LAN分段都能看见所有的分组。

由于hub和中继器有相似的特性，所以集线器也被称为多端口中继器

属于第一层设备

集线器的特点：

放大信号

在整个网络传播信号

无需过滤

无需路径判断或交换

用作网络汇集点

3 网络接口卡

网络接口卡（NIC）是第二层设备，世界上的每一块NIC都带有称为介质访问控制（MAC）的唯一编码。

4 网桥

网桥是第二层设备，它涉及用来创建两个或多个LAN分段。其中，每一个分段都是一个独立的冲突域。换句话说，网桥涉及用来产生更大可用带宽。它的目的是过滤LAN的通信流，使得本地的通信流保留在本地，而让那些定向到LAN其他部分（分段）的通信流转发到那里去。

网桥会记录它每一边的MAC地址，然后给予这张MAC表做出转发决策

网桥的特点：

网桥比集线器更加智能，能够分析传入的帧

网桥在两个或多个LAN分段之间收集和转发分组

网桥创建更多的冲突域，使得多个设备同时无冲突的发送

网桥维护MAC地址表

网桥的工作步骤：

1、当数据帧沿着网络介质到达时，网桥会将该帧中携带的目的MAC地址与包含在它的MAC地址表进行比较

2、如果网桥断定数据帧的目的MAC地址与源的MAC地址在同一分段，那么它就不会将改数据帧转发到其他网络分段，即为过滤。

3、如果网桥断定数据帧的目的MAC地址与源的MAC地址不在同一分段，则把它转发到何时的网络分段

4、如果目的MAC地址是网桥所不知道的，则把该数据帧广播到网络中除发送该帧的设备以往的所有设备上。这个过程称为泛洪。

冲突域：在以太网中，如果某个CSMA/CD网络上的两台计算机在同时通信时会发生冲突，那么这个CSMA/CD网络就是一个冲突域。增加冲突域可以减小冲突现象的发生

5 第二层交换机

交换机，也称为LAN交换机或工作组交换机，通常替代共享式集线器而与现存的线缆基础设施一起工作，以保证交换机安装后现存网络的中断达到最小。

交换机和网桥很多相似处。交换机也连接LAN的分段。它利用一张MAC地址表来决定帧需要转发到哪个分段，从而较少通信量。但是，交换机的处理速度更快。

交换机也是基于MAC地址对通信帧进行转发和泛洪。由于交换是在硬件中执行的，所以交换机的交换速度比网桥中用软件执行的交换快速的多。

每一个交换端口都当做一个微型网桥，则每一个交换端口就充当一个独立的网桥，从而为每一台主机提供介质的全部带宽。这种办法叫做微分段

微分段：微分段允许创建私有的或专用的分段（一台主机一个分段）。这样每台主机都可以获得全部带宽，而不必跟其他主机竞争可用的带宽。在全双工交换机中，由于只有一台设备连接到交换机的端口，所以不会发生冲突。

由于交换机和网桥一样，也是把广播消息转发到交换机的所有分段。因此，交换机环境中的所有分段被认为是处在同一广播域

6 路由器

什么是路由？

路由器是一类网络互连设备，它基于第三层地址在网络间传递数据分组。它能为网络上的数据分组选择最佳传递路径

工作在第三层的特点：

不用MAC地址做出决策。

能够连接不同第二层技术

能连接异步传输和串行线路。

由于基于第三层信息对分组进行路由的能力，路由器已经成为internet的主要部分，它上面运行IP协议。

工作步骤：

路由器检查每一个进来的分组（第三层数据），为他们选择穿过网络的最佳路径，然后将它们交换到合适的出口。

7 AP

一般情况下，接入点（AP）作为WLAN基础设施模式的中心集线器而安装。AP通过固定线路连接到有线连接的设备。这个区域成为一个蜂窝（cell）。

AP在功能上分为胖AP和瘦AP。

胖AP：拥有路由转发功能

瘦AP：仅仅作为无线与有线的转换枢纽

根据安装接入点位置的结构，以及天线的尺寸和增益，蜂窝的大小可以从数尺到25英里。更常见的距离范围是91.4~152.4m。为了服务更大的区域，可以安装对个AP，覆盖范围有一定程度的交叠，以支持在蜂窝间的漫游。

这种漫游和移动电话公司提供的漫游服务类似。多个AP网络的交叠对于支持设备在WLAN中的移动是至关重要的。虽然IEEE标准中没有规定，但20~30%的交叠率是所期望的。这样的交叠率能支持蜂窝间的漫游，支持无缝地实现断开/重连而不会造成服务中断。

当无线局域网中的客户端被激活后，它便开始监听可以关联哪个兼容的设备。这个过程叫扫描

主动扫描你无线节点发出探测请求，寻找可以加入的网络。探测请求包含可所希望加入网络的服务设置标识符（service set identity，SSID）。如果遇到相同的SSID的AP，AP就发出探测回应，身份验证和关联步骤就完成了。

被动扫描节点监听由AP（基础设施模式）或对等节点（临时）发出的信号管理帧（beacons），当一个节点接收到包含自己希望加入网络的SSID的信号管理帧时，便尝试加入该网络。被动扫描时一个持续不断的过程，随着信号强度的变化，节点可以与AP建立或消除关联