计算机网络
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什么是计算机网络计算机网络是指将多台计算机通过通信设备和传输介质连接起来,以实现数据和信息的传输和共享。
它是现代信息技术的基础和核心,广泛应用于各个领域,如互联网、局域网、广域网等。
本文档将详细介绍计算机网络的各个方面,包括网络的基本概念、网络的组成部分、网络的分类、网络的拓扑结构、网络的传输介质、网络的通信协议以及网络的安全性等。
一、网络的基本概念在介绍网络的详细内容之前,我们首先需要了解一些基本概念。
计算机网络是由一组连接在一起的计算机和通信设备组成的系统。
它包括了客户端和服务器端,客户端用于发送和接收数据,而服务器端用于提供服务和存储数据。
二、网络的组成部分一个计算机网络由多个基本部分组成,包括计算机设备、数据传输设备、传输介质以及通信协议等。
计算机设备包括了计算机主机、终端设备和网络设备等,数据传输设备用于将数据从发送端传输到接收端,传输介质则是数据传输的媒介,常见的有网线、光纤和无线信号等。
通信协议则规定了数据在网络中传输的格式和规则。
三、网络的分类根据规模和用途的不同,网络可以分为局域网、广域网和互联网。
局域网通常用于一个办公室或者一个建筑物内部的计算机连接,广域网用于城市或者地区范围内的计算机连接,而互联网则是全球范围内的计算机互连网络。
四、网络的拓扑结构网络的拓扑结构指的是计算机网络中各个节点之间的物理连接方式。
常见的拓扑结构包括星型、总线型、环形和网状结构等。
不同的拓扑结构具有不同的优点和缺点,可以根据实际需求选择适合的拓扑结构。
五、网络的传输介质传输介质是指数据在网络中传输的媒介,主要包括有线介质和无线介质两种。
有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤等,无线介质包括无线局域网(WLAN)和蓝牙等。
选择合适的传输介质可以提高网络的传输速度和稳定性。
六、网络的通信协议网络的通信协议是计算机网络中数据传输的规则和格式。
常见的通信协议有TCP/IP协议、HTTP协议、SMTP协议等。
不同的协议具有不同的功能和特点,可以根据实际需求选择适合的通信协议。
计算机网络基础知识汇总(超全)一、计算机网络概述计算机网络是指将多个计算机连接起来,实现数据传输和资源共享的系统。
它由硬件、软件和协议三部分组成。
计算机网络的目的是实现信息共享、数据传输和远程通信。
二、计算机网络的分类1. 按照覆盖范围分类:局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)。
2. 按照拓扑结构分类:星型、总线型、环型、树型、网状型等。
3. 按照传输介质分类:有线网络(如双绞线、同轴电缆、光纤等)和无线网络(如WiFi、蓝牙、红外等)。
三、计算机网络的协议1. TCP/IP协议:传输控制协议/互联网协议,是互联网的基础协议。
2. HTTP协议:超文本传输协议,用于浏览器和服务器之间的数据传输。
3. FTP协议:文件传输协议,用于文件的和。
4. SMTP协议:简单邮件传输协议,用于电子邮件的发送。
5. POP3协议:邮局协议第3版,用于电子邮件的接收。
四、计算机网络的设备1. 网络接口卡(NIC):计算机与网络连接的设备。
2. 集线器(Hub):用于连接多个计算机的网络设备。
3. 交换机(Switch):用于连接多个计算机,具有数据交换功能的网络设备。
4. 路由器(Router):用于连接不同网络,实现数据路由的设备。
5. 调制解调器(Modem):用于将数字信号转换为模拟信号,以便通过电话线传输数据的设备。
五、计算机网络安全1. 防火墙:用于监控和控制进出网络的数据流,防止非法访问。
2. 加密技术:将数据加密,保证数据传输的安全性。
3. 认证技术:验证用户身份,防止未授权用户访问网络资源。
4. 防病毒软件:用于检测和清除计算机病毒,保护计算机系统安全。
5. VPN:虚拟私人网络,用于建立安全的远程连接。
六、计算机网络的发展趋势1. 5G网络:第五代移动通信技术,具有更高的速度、更低的延迟和更大的连接数。
2. 物联网(IoT):将各种设备连接到网络,实现智能化管理和控制。
3. 边缘计算:将计算任务从云端迁移到网络边缘,提高响应速度和效率。
什么是计算机网络什么是计算机网络计算机网络是指由若干计算机互相连接而构成的网络系统。
它通过各种通信设备和传输介质,将地理位置分散的多台计算机连接起来,使它们之间可以相互传递信息和资源,实现数据共享和通信的目的。
计算机网络的组成计算机网络由若干个节点和连接这些节点的链路组成。
节点可以是计算机、服务器、交换机、路由器等网络设备,链路则是连接这些设备的物理线路或无线信号。
通过这些链路,网络中的节点可以相互通信,进行数据的传输和交换。
计算机网络的作用计算机网络的作用非常广泛,它可以实现以下功能:1. 数据传输和通信:计算机网络可以将地理位置分散的计算机连接起来,实现数据的传输和通信。
用户可以通过网络发送电子邮件、浏览网页、进行在线聊天等。
2. 数据共享和资源共享:计算机网络可以实现数据共享和资源共享,使得多台计算机可以共享文档、图片、视频等数据,提高工作效率和资源利用率。
3. 远程访问和控制:计算机网络可以实现远程访问和控制,使得用户可以远程登录到其他计算机,进行文件的管理和操作。
这在远程办公、远程教育等场景下非常重要。
4. 分布式计算和协作:计算机网络可以将多台计算机连接起来,实现分布式计算和协作。
多台计算机可以共同完成复杂的计算任务,提高计算能力和效率。
计算机网络的分类根据规模和范围的不同,计算机网络可以分为以下几种类型:1. 局域网(LAN):局域网是指在一个相对较小的地理范围内建立的计算机网络。
局域网通常用于办公室、学校、企业等内部网络的搭建。
2. 城域网(MAN):城域网是指在一个城市范围内建立的计算机网络。
城域网常用于连接不同的局域网,实现跨局域网之间的通信和资源共享。
3. 广域网(WAN):广域网是指在一个较大的地理范围内建立的计算机网络。
广域网通常用于连接不同城市、国家甚至不同地区的计算机网络,实现跨地域的通信和数据传输。
4. 互联网:互联网是由多个计算机网络互联而成的全球性网络。
它是世界上最大的计算机网络,通过互联网,人们可以进行全球范围内的通信和数据交流。
什么是计算机网络?计算机网络是现代信息社会中的重要基础设施之一。
几乎所有的组织和个人都依赖计算机网络来进行通信、数据传输和资源共享。
计算机网络是一种连通多个计算机和设备的系统,通过互联网协议(Internet Protocol)实现数据传输和通信。
计算机网络的定义计算机网络是一种将分散的计算机和设备连接在一起的技术和系统。
通过物理媒介(如有线电缆、光纤、无线信号等)和网络协议,计算机网络可以在不同的地理位置的计算机和设备之间传输数据和信息。
计算机网络通常由以下几个要素组成:1.主机/节点:计算机网络中的主要参与者。
每个主机都有一个唯一的标识符(例如IP地址)来区分其他主机。
2.通信链路:用于连接主机的物理媒介,例如网线、光纤等。
3.网络设备:用于连接和管理通信链路的硬件设备,如交换机、路由器、网关等。
4.网络协议:计算机网络中使用的一套规则和约定,用于确保数据的发送和接收能够正确无误地进行。
5.互联网:由多个计算机网络互相连接而成的全球性网络。
计算机网络的分类计算机网络可以根据覆盖范围和通信技术的不同进行分类。
根据覆盖范围分类1.局域网(LAN):局域网是一种覆盖范围相对较小的网络,通常局限于一个建筑物或者一个地理区域。
常见的局域网技术包括以太网、Wi-Fi等。
2.城域网(MAN):城域网是一种覆盖范围相对较大的网络,通常覆盖一个城市范围。
城域网常用于连接局域网和广域网之间的传输。
3.广域网(WAN):广域网是一种覆盖范围更大的网络,可以覆盖一个国家、一个地区甚至全球范围。
广域网通常使用公共通信设施(如电话线、光纤等)进行通信。
4.互联网:互联网是全球性的计算机网络,由多个局域网、城域网和广域网互相连接而成。
互联网使用互联网协议(IP)进行数据传输和通信。
根据通信技术分类1.有线网络:使用物理媒介(如网线、电缆等)进行数据传输的网络。
有线网络通常具有更稳定和高速的传输性能。
2.无线网络:使用无线信号进行数据传输的网络。
计算机网络概念计算机网络是指通过通信介质互相连接起来的计算机系统的集合。
它可以实现计算机之间的数据传输和资源共享,使得信息交流更加便捷和高效。
计算机网络的发展与互联网的兴起密不可分,互联网已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
本文将介绍计算机网络的概念、分类和发展历程。
一、计算机网络的概念计算机网络是指将多台计算机通过通信设备相互连接,形成一个可以共享资源和信息的系统。
在计算机网络中,最基本的单元是计算机节点,它们之间通过通信介质进行数据传输。
计算机网络可以按照地理范围划分为局域网、城域网、广域网和互联网等不同的类型。
1. 局域网(LAN)局域网是指在一个相对较小的地理范围内,如办公室、学校或者家庭中,将多台计算机进行连接,以实现资源共享和信息传输。
局域网通常使用以太网作为物理传输媒介,采用局部链路地址(MAC地址)进行节点之间的通信。
2. 城域网(MAN)城域网覆盖的范围较大,通常是在一个城市或者城市之间建立起来的网络。
城域网相比局域网而言,其通信速率更高,传输距离更远,可提供更高的带宽和安全性。
3. 广域网(WAN)广域网是连接城域网或者不同地理位置的局域网的网络。
广域网可以覆盖较大的地理范围,涵盖了跨越城市、省、乃至国家的网络传输。
广域网的通信设备通常采用传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)进行数据传输。
4. 互联网(Internet)互联网是由许多互相连接的计算机网络构成的全球性网络。
它提供了广泛的服务和资源,如电子邮件、文件传输、远程登录、万维网等。
互联网的发展使得人们可以随时随地获取各种信息,进行远程工作和在线娱乐。
二、计算机网络的分类根据网络的覆盖范围和使用方式,计算机网络可以分为多种类型。
除了局域网、城域网、广域网和互联网之外,还有一些特殊的网络类型。
1. 无线局域网(WLAN)无线局域网是通过无线设备进行数据传输的局域网。
它可以实现电脑、手机和其他无线终端设备之间的无线通信。
什么是计算机网络什么是计算机网络计算机网络是指将多台计算机通过通信设备互相连接起来,以实现信息交换和资源共享的系统。
它可以使得多个计算机之间能够互相传递数据、共享文件、打印机等外部设备,从而实现资源共享、提高工作效率和性能。
计算机网络由多个设备和组件构成,包括计算机、通信设备、网络协议等。
下面将详细介绍计算机网络的各个方面。
1.网络硬件组成计算机网络的硬件主要包括以下几个部分:1.1 计算机:计算机是网络中的节点,负责处理和存储数据。
每台计算机都有唯一的IP地质,用于在网络中进行标识和寻址。
1.2 通信设备:通信设备用于连接不同的计算机并传输数据。
常见的通信设备有路由器、交换机、网卡等。
1.3 传输介质:传输介质是数据传输的物理媒体,包括有线传输介质(如双绞线、光纤)和无线传输介质(如无线电波)。
2.网络拓扑结构网络拓扑结构描述了计算机网络中各个计算机节点之间的连接方式。
常见的网络拓扑结构有:2.1 星型拓扑:所有计算机节点都连接到一个中央设备,如集线器或交换机。
这种拓扑结构具有简单、可维护性高的特点。
2.2 总线拓扑:所有计算机节点都通过一根共享的传输线连接在一起。
这种拓扑结构能够实现简单的连接,但容易发生冲突。
2.3 环型拓扑:计算机节点按照环状连接方式进行连接,形成一个环。
这种拓扑结构具有可扩展性和冗余性的特点。
3.网络协议网络协议是计算机网络中用于规定数据传输和通信规则的约定。
常见的网络协议有:3.1 TCP/IP协议:TCP/IP协议是互联网上最常用的协议,它规定了数据通信的分层模型,包括网络层、传输层、应用层等。
3.2 HTTP协议:HTTP协议用于在Web浏览器和Web服务器之间传递等超文本文档。
3.3 SMTP协议:SMTP协议用于在邮件服务器之间传递电子邮件。
4.局域网和广域网计算机网络根据范围的不同可以分为局域网(LAN)和广域网(WAN)。
4.1 局域网:局域网是指范围较小、通常在一个建筑物或一个校园内部的网络。
什么是计算机网络计算机网络是指将多台计算机通过通信设备和传输介质连接起来,实现信息的交换、共享和协作工作的系统。
它可以使得不同地点或者组织中的人们能够方便地进行数据传输与资源共享。
一.基本概念1. 计算机网络定义:计算机网络是由若干个互连在一起的自治计算机所构成。
2. 网络节点:包括主要用于处理分组转发功能以及提供用户接口等服务功能。
3. 通信链路:物理上相邻两个节点之间直接相连并可承载消息流动。
4. 分布式系统:利用局域网或广域网技术将各种独立运行且具有自己特定任务(如文件服务器)的微型电脑联结为一个整体,并按某种方式配合完成总体目标。
二.分类1. 按覆盖范围划分:a) 局域网(LAN): 覆盖较小区域内部,例如家庭、办公楼等;b) 市级城市(City Area Network, CAN): 连接大规模企业建筑群;c) 广域网(Wide Area Network, WAN): 跨越几十到几千公里以上距离;2. 按网络拓扑结构划分:a) 总线型:所有节点共享同一根总线;b) 星形: 所有节点都连接到一个中心设备上,例如交换机或路由器;c) 环形: 节点按环状排列并通过传输介质相连;3. 按使用者类型划分:a)公用网(Public Network): 为广大用户提供服务的互联网和电信运营商等。
b)专用网(Private Network): 面向特定组织、企业或个人建立的私有网络。
三.计算机网络协议1. TCP/IP协议族:包含了多种不同层次的通信协议,如IP, ICMP, TCP 和 UDP。
它是当前最常见也是应用最广泛的计算机网络体系结构之一。
2. OSI参考模型:将计算机通讯系统在功能上进行逐层抽象,并定义每个抽象层所需要完成工作及其接口规范。
四.安全性与隐私保护1. 计算机网络攻击方式分类:- 主动攻击 (Active Attack)- 被动监听 (Passive Monitoring)五.法律名词及注释- 数据保护条例(GDPR): 是欧洲委员会于2016年4月14日正式颁布的一项法规,旨在保护欧盟公民个人数据隐私和自由流动。
计算机网络的定义计算机网络是指将多台计算机连接在一起,通过各种通信设备和通信协议,实现数据传输和资源共享的技术体系。
它是现代信息社会中重要的基础设施,贯穿于各个领域和行业,对促进信息交流、推动经济发展和社会进步起到了重要的作用。
一、计算机网络的概述计算机网络的出现和发展是为了解决人们之间的信息共享和资源共享问题。
随着计算机技术的不断发展,计算机网络从最初简单的局域网发展到今天的广域网和互联网,涉及的规模和范围不断扩大,应用也越来越广泛。
二、计算机网络的特点1.共享性:计算机网络可以实现多台计算机之间的资源共享,例如共享打印机、文件等,提高了资源利用率。
2.灵活性:计算机网络可以根据需求进行灵活的扩展和配置,支持不同规模和功能的网络建设。
3.高效性:计算机网络可以通过合理的网络拓扑结构和通信协议,实现高效的数据传输和通信。
4.可靠性:计算机网络可以通过冗余设计和容错机制,提高网络的可靠性和容错能力。
三、计算机网络的基本组成计算机网络由硬件设备、软件系统和协议组成。
硬件设备包括计算机、服务器、路由器、交换机等,软件系统包括操作系统、网络应用软件等,协议则规定了数据传输和通信的规则和方式。
四、计算机网络的分类根据网络的规模和范围,计算机网络可以分为局域网、城域网、广域网和互联网等不同类型。
局域网通常覆盖小范围,城域网覆盖城市范围,广域网则跨越了大面积和距离,而互联网则是全球范围内的网络。
五、计算机网络的应用计算机网络的应用非常广泛,几乎涉及到各个领域和行业。
在教育领域,计算机网络可以支持在线教育、远程教育等方式;在商业领域,计算机网络可以支持电子商务、在线支付等业务;在通信领域,计算机网络可以支持电话、视频通话等通信服务;在科学研究领域,计算机网络可以支持分布式计算、数据共享等。
六、计算机网络面临的挑战随着计算机网络的不断发展,也对网络安全、网络管理和网络性能提出了更高的要求。
网络安全问题包括网络攻击、数据泄露等,需要加强网络安全技术和管理措施;网络管理问题包括网络拓扑管理、设备管理等,需要建立有效的网络管理系统和运维团队;网络性能问题包括网络带宽、延迟等,需要提升网络设备和传输技术。
计算机基础知识什么是计算机网络计算机基础知识:什么是计算机网络计算机网络是指将多台计算机互连在一起,形成一个相互之间可以进行数据交换和通信的系统。
它可以用来共享信息资源、提供信息服务、实现全球范围内的通信等。
本文将从计算机网络的定义、组成部分以及网络分类等方面进行阐述。
一、计算机网络的定义计算机网络是由多个计算机硬件设备、网络设备以及网络通信协议组成的。
通过通信协议和传输媒介,实现计算机之间的数据交换和通信。
计算机网络可以是局域网、城域网、广域网,甚至可以是互联网。
计算机网络的发展,使得人们可以更加便捷地进行信息共享和资源利用。
它已广泛应用于各行各业,成为现代社会不可或缺的一部分。
二、计算机网络的组成部分1. 终端设备终端设备是计算机网络的用户和终端的入口。
常见的终端设备包括电脑、手机、平板等,它们通过网络接口连接到网络,并通过协议进行数据传输和通信。
2. 通信介质通信介质是计算机网络中用于传输数据的物理媒介。
常见的通信介质有双绞线、光纤、无线电波等。
不同的网络使用不同的通信介质,例如局域网常用双绞线,广域网则常用光纤。
3. 网络设备网络设备包括路由器、交换机、防火墙等。
它们用于连接和管理计算机网络中的各个部分。
路由器负责在不同的网络之间进行数据转发和路由选择;交换机负责在局域网内进行数据交换;防火墙则用于保护网络安全。
4. 网络协议网络协议是计算机网络中用于实现数据传输和通信的规则和约定。
常见的网络协议有TCP/IP协议、HTTP协议等。
网络协议规定了数据的封装、传输、路由等过程,保证数据的准确传输。
三、计算机网络的分类1. 按网络规模分类根据网络覆盖的地理范围不同,可以将计算机网络分为局域网、城域网、广域网和互联网。
- 局域网(LAN):覆盖范围较小,一般在一个建筑或局部区域内。
例如家庭、办公室内的网络。
- 城域网(MAN):覆盖范围较大,一般覆盖整个城市。
例如城市内各个机构、企业的网络。
- 广域网(WAN):覆盖范围更大,一般覆盖地理范围较广的区域,如跨越多个城市或国家的网络。
什么是计算机网络计算机网络是指将多台计算机通过通信设备和传输介质连接起来,以实现计算机之间的数据交换和资源共享的系统。
在计算机网络中,通过使用网络协议来规定计算机之间的通信规则和数据交换方式,从而实现信息的传输和共享。
计算机网络的基本概念和组成计算机网络有着严格的层次结构,主要由硬件设备、协议和服务组成。
1. 硬件设备:计算机网络的硬件设备包括计算机、服务器、路由器、交换机、网卡等。
这些设备相互连接,构成了计算机网络的基础。
2. 协议:协议是计算机网络中用于控制和管理数据传输的规则和约定。
常用的网络协议包括TCP/IP协议、HTTP协议、SMTP协议等。
这些协议规定了计算机之间的数据传输方式、数据格式以及错误处理等内容。
3. 服务:计算机网络提供了各种各样的服务,包括文件传输、电子邮件、远程登录等。
通过这些服务,用户可以方便地获取各种资源和信息。
计算机网络的分类根据规模和覆盖范围的不同,计算机网络可以分为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)和互联网(Internet)等几个不同的类型。
1. 局域网(LAN):局域网是指在相对较小的范围内(例如家庭、学校或企业内部),将多台计算机连接在一起,实现资源共享和数据传输的网络。
局域网的传输速率一般较高,延迟较低,适用于小范围的数据交换和共享。
2. 城域网(MAN):城域网是指在城市范围内建立的计算机网络。
城域网可以连接多个局域网,实现不同局域网之间的数据传输和资源共享。
3. 广域网(WAN):广域网是指覆盖范围更大的计算机网络,可以连接不同城市或地区的计算机和网络设备。
由于广域网的范围较大,传输速率和延迟一般较低。
4. 互联网(Internet):互联网是全球最大的计算机网络,它将全球范围内的计算机网络连接在一起,形成一个庞大的网络系统。
互联网的特点是覆盖范围广、服务丰富,是人们进行信息交流和资源共享的重要平台。
计算机网络的优势和应用计算机网络的发展给人们带来了许多便利和优势。
以太网(Ethernet):指的是由Xerox公司创建并由Xerox,Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范。
以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测技术)技术,并以10M/S 的速率运行在多种类型的电缆上。
以太网与IEEE802·3系列标准相类似。
它不是一种具体的网络,是一种技术规范。
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
该标准定义了在局域网(LAN)中采用的电缆类型和信号处理方法。
以太网在互联设备之间以10~100Mbps的速率传送信息包,双绞线电缆10 Base T以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。
直扩的无线以太网可达11Mbps,许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信,开放性最好。
而因特网是一个网络的网络(a network of network)。
它以TCP/IP网络协议将各种不同类型、不同规模、位于不同地理位置的物理网络联接成一个整体。
它也是一个国际性的通信网络集合体,融合了现代通信技术和现代计算机技术,集各个部门、领域的各种信息资源为一体,从而构成网上用户共享的信息资源网。
集线器、路由器、交换机一、集线器1.什么是集线器在认识集线器之前,必须先了解一下中继器。
在我们接触到的网络中,最简单的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”,两块网卡之间一般是由非屏蔽双绞线来充当信号线的。
由于双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减,当信号衰减到一定程度时将造成信号失真,因此在保证信号质量的前提下,双绞线的最大传输距离为100米。
当两台电脑之间的距离超过100米时,为了实现双机互连,人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”,它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理,重新产生出完整的信号再继续传送(图1)。
中继器就是普通集线器的前身,集线器实际就是一种多端口的中继器。
集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口,通过这些接口,集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。
由于它在网络中处于一种“中心”位置,因此集线器也叫做“Hub”。
2.集线器的工作原理集线器的工作原理很简单,以图2为例,图中是一个具备8个端口的集线器,共连接了8台电脑。
集线器处于网络的“中心”,通过集线器对信号进行转发,8台电脑之间可以互连互通。
具体通信过程是这样的:假如计算机1要将一条信息发送给计算机8,当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时,集线器并不会直接将信息送给计算机8,它会将信息进行“广播”——将信息同时发送给8个端口,当8个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。
由于该信息是计算机1发给计算机8的,因此最终计算机8会接收该信息,而其它7台电脑看完信息后,会因为信息不是自己的而不接收该信息。
3.集线器的特点1)共享带宽集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。
目前市面上用于中小型局域网的集线器主要有10Mbps、100Mbps和10/100Mbps自适应三种。
10Mb带宽的集线器的传输速度最大为10Mbps,即使与它连接的计算机使用的是100Mbps网卡,在传输数据时速度仍然只有10Mbps。
10/100Mbps自适应集线器能够根据与端口相连的网卡速度自动调整带宽,当与10Mbps的网卡相连时,其带宽为10Mb;与100Mbps的网卡相连时,其带宽为100Mb,因此这种集线器也叫做“双速集线器”。
集线器是一种“共享”设备,集线器本身不能识别目的地址,当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时,数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。
由于集线器在一个时钟周期中只能传输一组信息,如果一台集线器连接的机器数目较多,并且多台机器经常需要同时通信时,将导致集线器的工作效率很差,如发生信息堵塞、碰撞等。
为什么会这样呢?打给比方,以图2为例,当计算机1正在通过集线器发信息给计算机8时,如果此时计算机2也想通过集线器将信息发给计算机7,当它试图与集线器联系时,却发现集线器正在忙计算机1的事情,于是计算机2便会“带”着数据站在集线器的面前等待,并时时要求集线器停下计算机1的活来帮自己干。
如果计算机2成功地将集线器“抢”过来了(由于集线器是“共享”的,因此很容易抢到手),此时正处于传输状态的计算机1的数据便会停止,于是计算机1也会去“抢”集线器……可见,集线器上每个端口的真实速度除了与集线器的带宽有关外,与同时工作的设备数量也有关。
比如说一个带宽为10Mb的集线器上连接了8台计算机,当这8台计算机同时工作时,则每台计算机真正所拥有的带宽是10/8=1.25Mb!半双工先说说全双工:两台设备在发送和接收数据时,通信双方都能在同一时刻进行发送或接收操作,这样的传送方式就是全双工。
而处于半双工传送方式的设备,当其中一台设备在发送数据时,另一台只能接收,而不能同时将自己的数据发送出去。
由于集线器采取的是“广播”传输信息的方式,因此集线器传送数据时只能工作在半双工状态下,比如说计算机1与计算机8需要相互传送一些数据,当计算机1在发送数据时,计算机8只能接收计算机1发过来的数据,只有等计算机1停止发送并做好了接收准备,它才能将自己的信息发送给计算机1或其它计算机。
二、交换机1.什么是交换机交换机也叫交换式集线器,它通过对信息进行重新生成,并经过内部处理后转发至指定端口,具备自动寻址能力和交换作用,由于交换机根据所传递信息包的目的地址,将每一信息包独立地从源端口送至目的端口,避免了和其他端口发生碰撞。
广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
2.交换机的工作原理在计算机网络系统中,交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。
集线器是采用共享工作模式的代表,如果把集线器比作一个邮递员,那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜”——要他去送信,他不知道直接根据信件上的地址将信件送给收信人,只会拿着信分发给所有的人,然后让接收的人根据地址信息来判断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员——交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。
交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,当控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。
目的MAC若不存在,交换机才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部地址表中。
可见,交换机在收到某个网卡发过来的“信件”时,会根据上面的地址信息,以及自己掌握的“常住居民户口簿”快速将信件送到收信人的手中。
万一收信人的地址不在“户口簿”上,交换机才会像集线器一样将信分发给所有的人,然后从中找到收信人。
而找到收信人之后,交换机会立刻将这个人的信息登记到“户口簿”上,这样以后再为该客户服务时,就可以迅速将信件送达了。
3.交换机的性能特点1)独享带宽由于交换机能够智能化地根据地址信息将数据快速送到目的地,因此它不会像集线器那样在传输数据时“打扰”那些非收信人。
这样一来,交换机在同一时刻可进行多个端口组之间的数据传输。
并且每个端口都可视为是独立的网段,相互通信的双方独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用。
比如说,当A主机向D主机发送数据时,B主机可同时向C主机发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽——假设此时它们使用的是10Mb的交换机,那么该交换机此时的总流通量就等于2×10Mb=20Mb。
2)全双工当交换机上的两个端口在通信时,由于它们之间的通道是相对独立的,因此它们可以实现全双工通信。
三、集线器与交换机的区别从两者的工作原理来看,交换机和集线器是有很大差别的。
首先,从OSI体系结构来看,集线器属于OSI的第一层物理层设备,而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。
其次,从工作方式来看,集线器采用一种“广播”模式,因此很容易产生“广播风暴”,当网络规模较大时性能会受到很大的影响。
而当交换机工作的时候,只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口,因此交换机能够在一定程度上隔离冲突域和有效抑制“广播风暴”的产生。
另外,从带宽来看,集线器不管有多少个端口,所有端口都是共享一条带宽,在同一时刻只能有两个端口传送数据,其他端口只能等待,同时集线器只能工作在半双工模式下;而对于交换机而言,每个端口都有一条独占的带宽,当两个端口工作时并不影响其他端口的工作,同时交换机不但可以工作在半双工模式下而且可以工作在全双工模式下。
如果用最简单的语言叙述交换机与集线器的区别,那就应该是智能与非智能的区别。
集线器说白了只是连接多个计算机的网络设备,它只能起到信号放大和传输的作用,不能对信号中的碎片进行处理,所以在传输过程中容易出错。
而交换机则可以看作为是一种智能型的集线器,它除了拥有集线器的所有特性外,还具有自动寻址、交换、处理的功能。
并且在数据传递过程中,发送端与接受端独立工作,不与其它端口发生关系,从而达到防止数据丢失和提高吞吐量的目的。
四、路由器1.路由器的作用通过集线器或交换机,我们可以将很多台电脑组成一个比较大的局域网(图3),但是当机器的数量达到一定数目时,问题也就来了:对于用集线器构成的局域网而言,由于采用“广播”工作模式,当网络规模较大时,信息在传输过程中出现碰撞、堵塞的情况越来越严重,即使是交换机,这种情况也同样存在。
其次,这种局域网不安全,也不利于管理。
为了解决这些问题,人们便将一个较大的网络划分为一个个小的子网、网段,或者直接将它们划分为多个VLAN(即虚拟局域网),在一个VLAN内,一台主机发出的信息只能发送到具有相同VLAN号的其他主机,其他VLAN的成员收不到这些信息或广播帧。
采用VLAN划分网络后,可有效地抑制网络上的广播风暴,增加网络的安全性,使管理控制集中(图4)。
既然是局域网,万一分别处于不同VLAN的主机需要互相通信时该怎么办呢?这时候就得通过路由器(Router,转发者)来帮忙了。
路由器可以将处于不同子网、网段、VLAN的电脑连接起来,让它们自由通信。
另外,我们都知道目前的网络有很多种结构类型,且不同网络所使用的协议、速度也不尽相同。
当两个不同结构的网络需要互连时,也可以通过路由器来实现。
路由器可以使两个相似或不同体系结构的局域网段连接到一起,以构成一个更大的局域网或一个广域网。
可见,路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络、网段或VLAN之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。