计算机网络中的基本器件（网卡，集线器，交换机，路由器）

 

 

 

1.RJ45接口：

RJ45是布线系统中信息插座（即通讯引出端）链接器的一种，链接器由插头（接头、水晶头）和插座（模块）组成，插头有8个凹槽和8个触点。RJ是Registered Jack的缩写，意思是“注册的插座”。在FCC（美国联邦通讯委员会标准和规章）中RJ是描述公用电信网络的接口，计算机网络的RJ45是标准8位模块化接口的俗称。

2.网卡：

英文名：network adapter（网络适配器）或者Network Interface Card（网络接口卡）。网卡是工做在链路层的网络组件，是局域网中链接计算机和传输介质的接口，不只能实现与局域网传输介质之间的物理链接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。不一样类型的网卡传输效率差距很大，有100Mbps也有10Mbps。如今网卡大体能够分为有线网卡和无线网卡两种，网卡的物理地址即MAC地址是48位的，这个是全球惟一的。

有线网卡：

 

 无线网卡：

 

3.集线器：

集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把全部节点集中在以它为中心的节点上。它工做于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质同样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（即带冲突检测的载波监听多路访问技术)介质访问控制机制。集线器每一个接口简单的收发比特，收到1就转发1，收到0就转发0，不进行碰撞检测。 集线器（hub）属于纯硬件网络底层设备，基本上不具备相似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。它也不具有交换机所具备的MAC地址表，因此它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的全部节点。 HUB是一个多端口的转发器，当以HUB为中心设备时，网络中某条线路产生了故障，并不影响其它线路的工做。因此HUB在局域网中获得了普遍的应用。大多数的时候它用在星型与树型网络拓扑结构中，以RJ45接口与各主机相连（也有BNC接口），HUB按照不一样的说法有不少种类。

 

 

4. 交换机：

交换机的英文名称之为“Switch”，它是集线器的升级换代产品，从外观上来看的话，它与集线器基本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方形盒状体。交换机是按照通讯两端传输信息的须要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通讯系统中完成信息交换功能的设备。 

“ 交换”和“交换机”最先起源于电话通信系统（PSTN）。咱们之前常常在电影或电视中看到一些老的影片时常看到有人在电话机旁狂摇几下（注意不是号），而后就说：跟我接XXX，话务接线员接到要求后就会把相应端线头插在要接端子上，便可通话。其实这就是最原始的电话交换机系统，只不过它是一种人工电话交换系统，不是自动的，也不是咱们今天要谈的计算机交换机，可是咱们如今要讲的计算机交换机也就是在这个电话交换机技术上发展而来。

在计算机网络系统中，交换概念的提出是相对于共享工做模式的改进。咱们知道集线器（HUB）是一种共享介质的网络设备，并且HUB自己不能识别目的地址，是采用广播方式向全部节点发送。即当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，对网络上全部节点同时发送同一信息，而后再由每一台终端经过验证数据包头的地址信息来肯定是否接收。在这种方式下咱们知道很容易形成网络堵塞，由于其实接收数据的通常来讲只有一个终端节点，而如今对全部节点都发送，那么绝大部分数据流量是无效的，这样就形成整个网络数据传输效率至关低。另外一方面因为所发送的数据包每一个节点都能侦听到，那显然就不会很安全了，容易出现一些不安全因素。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的全部的端口都挂接在这条背部总线上。控制电路收到数据包之后，处理端口会查找内存中的MAC地址（网卡的硬件地址）对照表以肯定目的MAC的NIC（网卡）挂接在哪一个端口上，经过内部交换矩阵直接将数据迅速包传送到目的节点，而不是全部节点，目的MAC若不存在才广播到全部的端口。这种方式咱们能够明显地看出一方面效率高，不会浪费网络资源，只是对目的地址发送数据，通常来讲不易产生网络堵塞；另外一个方面数据传输安全，由于它不是对全部节点都同时发送，发送数据时其它节点很难侦听到所发送的信息。这也是交换机为何会很快取代集线器的重要缘由之一。

交换机还有一个重要特色就是它不是像集线器同样每一个端口共享带宽，它的每一端口都是独享交换机的一部分总带宽，这样在速率上对于每一个端口来讲有了根本的保障。另外，使用交换机也能够把网络“分段”，经过对照地址表，交换机只容许必要的网络流量经过交换机，这就是后面将要介绍的VLAN（虚拟局域网）。经过交换机的过滤和转发，能够有效的隔离广播风暴，减小误包和错包的出现，避免共享冲突。这样交换机就能够在同一时刻可进行多个节点对之间的数据传输，每一节点均可视为独立的网段，链接在其上的网络设备独自享有固定的一部分带宽，无须同其余设备竞争使用。如当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，并且这两个传输都享有带宽，都有着本身的虚拟链接。打个比方就是，若是如今使用的是10Mbps 8端口以太网交换机，因每一个端口均可以同时工做，因此在数据流量较大时，那它的总流量可达到8＊10Mbps＝80Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，由于它是属于共享带宽式的，因此同一时刻只能容许一个端口进行通讯，那数据流量再忙HUB的总流通量也不会超出10Mbps。若是是16端口、24端口的更是明显了！

5.路由器：    

路由器（Router）是一种负责寻径的网络设备，它在互连网络中从多条路径中寻找通信量最少的一条网络路径提供给用户通讯。路由器用于链接多个逻辑上分开的网络。对用户提供最佳的通讯路径，路由器利用路由表为数据传输选择路径，路由表包含网络地址以及各地址之间距离的清单，路由器利用路由表查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径。路由器使用最少时间算法或最优路径算法来调整信息传递的路径，若是某一网络路径发生故障或堵塞，路由器可选择另外一条路径，以保证信息的正常传输。路由器可进行数据格式的转换，成为不一样协议之间网络互连的必要设备。 路由器使用寻径协议来得到网络信息，采用基于“寻径矩阵”的寻径算法和准则来选择最优路径。按照OSI参考模型，路由器是一个网络层系统。路由器分为单协议路由器和多协议路由器。

如今路由器有发展成为有线路由器和无线路由器两种，无线路由器比有线路由器多了一个无线信号发送模块。固然如今像猎豹WiFi这些软件可让无线网卡发送无线信号，从而达到实现WiFi的功能。

 

总结：

1.RJ45接口：就是可以插水晶头的那个接口。

2.网卡：网络中的数据表现为一帧一帧的数据，须要网卡来进行封包和解包，没有网卡是没法识别这些数据的。

3.集线器：收到数据后，直接对周围全部的机器转发，由机器决定是否接受数据，效率低下，且不安全。

4.交换机：集线器的升级版，里面存放着一张表：数据与对应的MAC地址，所以发送数据是有针对性的，接收到数据后给指定的机器转发，因为速度很是之快，让人感受是独占了一条专线。它的基本功能以下：

1. 交换机能够实现一根网线复用的功能。
2. 交换机的每个端口地位都是等价的。
3. 一个交换机就能够组建一个子网，多个交换机的串接使用能够组建规模更大的子网。
4. 经过这个交换机的转发功能，同一个子网的计算机能够相互访问。子网内与子网外的机器相互访问就须要用到路由器了。

 

5.路由器：路由器是链接不一样网络的重要设备，里面存放着一张路由表。网络上不一样的两个节点如何传送数据，或者存在多条路径该选择哪一条？这都是路由器要作的事。路由具备转发与路由的功能。转发（forward）只涉及到一个路由器，路由（route）则涉及到多个路由器。家用路由器通常有一个Wlan口与多个LAN口，Wlan口用来接收外网信号，lan口则至关于交换机的端口。

这里你们要注意一下，家用路由器与企业级路由器的区别：

1. 家用路由严格来讲路由功能是无关紧要的，家用路由器主要用来共享IP和发WiFi的，经过一个家用路由器能够组建一个子网，家用路由器具备NAT协议转换功能，而且还具备DHCP协议，也就是用来动态分配IP地址的，经过这两个协议来实现共享IP的功能。（计算机能够经过网线链接家用路由器来进行相关设置，注意要接LAN口）
2. 企业级路由器就是专门用来数据传输选路的功能，能够在不一样网络间自动学习路由表而且实现选路转发，固然这两种路由器在设备性能上也有着很大的差距，毕竟价格在那。

 

注意：

上面这些常见的器件之间的界限愈来愈不明显，好比家用的路由器其实是路由器与交换机的集合，而平时所说的猫（调制解调器）不少状况下带有路由器的功能，交换机也分状况：若是是三层交换机，它工做在物理层、链路层、网络层，具备通常交换机与路由器的功能，而二层交换机只工做在下两层，不具备路由器的功能。