计算机网络设备

一、网卡

1. 物理层
   与局域网传输介质之间的物理连接、电信号匹配、数据的编码与解码
2. 链路层
   涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制
3. 与CPU同步
   数据缓存的功能

二、中继器

1. 物理层
   • 中继器，就是简单的信号放大器，信号在传输的过程中是要衰减的，中继器的作用就是将信号放大，使信号能传的更远。
   • 中继器是模拟设备，用于连接两根电缆段。中继器不理解帧、分组和头的概念，他们只理解电压值。

三、集线器（Hub）

1. 物理层
   • 多端口的中继器，共享型设备，只能识别电信号，不能识别MAC与IP，所以是不可分割广播域与冲突域。

四、网桥(Bridge)

1. 数据链路层
   • 将两个LAN连起来，根据MAC地址建立转发表，转发帧

五、交换机

1. 功能
   建立MAC表并进行转发

   • 收到数据包，检查原MAC地址，如果不在MAC表中，则将MAC地址和端口号添加。
   • 检查目的MAC地址，如果在MAC表中，则转发，如果不在则群发，目的MAC地址为ffff.ffff.ffff.ffff.ffff.ffff

2. 特点

   1. 它能分辨出帧中的源MAC地址和目的MAC地址，因此可以在任意两个端口间建立联系，在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。具备自动寻址能力和交换作用。但是交换机并不懂得IP地址，它只知道MAC地址。
   2. 交换机是使用硬件来完成以往网桥使用软件来完成学习（建立MAC表）、过滤（选择端口）和转发过程的任务。交换机速度比HUB快，这是由于HUB不知道目标地址在何处，发送数据到所有的端口。而交换机中有一张MAC地址表，如果知道目标地址在何处，就把数据发送到指定地点，如果它不知道就发送到所有的端口。这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量。
   3. 它可以把网络拆解成网络分支、分割网络数据流，隔离分支中发生的故障，这样就可以减少每个网络分支的数据信息流量而使每个网络更有效，提高整个网络效率。分割冲突域。
   4. 现代交换机是这样处理数据帧的：一旦目标头域（目标地址）已经进来了，尽管帧的其他部分还没有到达，则只要输出线路可以使用，交换机就开始转发该帧，而不需理会帧后面的内容，也即是说交换机并没有使用“存储—转发”交换方式。
   5. 交换机常常用来连接独立的计算机，而网桥连接的目标是LAN，所以交换机的端口较网桥多。

3. 分类

   1. 二层交换机只具备转发功能。除了管理VLAN 1接口可以分配IP地址和默认网关，其它接口均不能分配IP地址，用于交换机的远程连接
   2. 三层交换机所以VLAN接口都可以分配IP地址和默认网关

      分类	二层交换机	三层交换机
      功能	转发	路由+转发
      IP接口	只有VLAN1接口可以分配IP和网关	所有接口都可以分配IP和网关
      IP功能	远程连接交换机	VLAN之间通信

4. 二层交换机配置

   1. 连接交换机console口
   2. 串行连接终端仿真软件

   3. 配置VLAN

      SW2(config)#vlan 10，20，30,100//创建VLAN10,20,30,100

   4. 配置端口

      • 配置交换机端口的模式

        access模式	只允许一个Vlan通过
        Trunk接口	允许多个Vlan通过

      • 配置端口所属的VLAN

      1. SW2(config)#int r e0/2-3 //配置e0/1和e0/2
      2. SW2(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q //封装dot1q接口为trunk模式
      3. SW2(config-if-range)#switchport mode trunk //设置接口模式
      4. SW2(config-if-range)#end
      5. SW1(config-if)#switchport mode access //设置接口模式
      6. SW1(config-if)#switchport access vlan 10 //将接口划分到VLAN 10
      7. SW2(config)#int vlan 10 //VLAN10的默认网关
      8. SW2(config-if)#ip add 10.1.10.20 255.255.255.0 //配置虚拟3层结构

   5. 配置管理VLAN

      1. SW2(config)#int vlan 1
      2. SW1(config-if)#ip address 192.168.1.254 255.255.255.0
      3. SW1(config-if)#no shutdown
      4. SW1(config-if)#exit

   6. 配置默认网关

      SW2(config)#ip default-gateway 192.168.1.1 SW2(config)#exit

六、路由器（Router)

1. 概念
   1. 理解数据中的IP地址，对下层结构进行屏蔽。
   2. 逻辑上划分。与从物理上划分网段的交换机不同，路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。
   3. 对于每一个接收到的数据包，路由器都会重新计算其校验值，并写入新的物理地址。
   4. 路由器用于连接多个逻辑上分开的网络，几个使用不同协议和体系结构的网络。
   5. 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个IP数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。 路由器的基本功能是，把数据（IP报文）传送到正确的网络。

2. 功能

   • 控制层面：路由决策 选择最佳路由（RIB） 
     转发层面：数据转发
   • 路由协议：
     RIP（120） EIGRP（内部90，外部170） OSPF（110） BGP（内部200，外部20）
     • 多个路由协议，管理距离（AD，或者称为优先级）数值小的优先，会被放入路由表中
     • 同一个路由协议会采用度量值较小的，放入路由表中
     • 注：在环回接口的路由经过OSPF协议会变为32未的IP地址，所以最优路由并不一定按照管理距离小优先。

   • 分类：

      

     DV（距离矢量）	RIP BGP EIGRP	—–就像路标一样，不准确，但便宜
     LS（链路状态）	OSPF IS-IS	—-就像地图一样，非常精准，但昂贵

   • 数据转发：加上报文头部然后到达数据链路层 ，在转发数据的时候最长匹配原则

七、网关

1. 网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。就是连接两个不同网络的接口，比如局域网的共享上网服务器就是局域网和广域网的接口。
2. 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。
3. p default-gateway 10.1.20.254去往其他网络的数据全部到达这个网关，其他网络到达本网络的数据也是全部先到达本网关。
4. 网关是全局配置的，不是给每个接口配置的。例如一个PC可能有好几个接口，但只有一个网关。

八、VLAN

1. 分割广播域
   VLAN1与VLAN2是相互隔离的，只有通过路由器，才能相互通信。控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。
2. VLAN是交换机通过MAC地址划分。所以与IP地址无关。所以可以移动办公。

九、服务器

1. 路由器的端口可以充当网关
2. 对于服务器，我们只需要一个网关，所有的数据包都发送至这一个网关。
3. 如果用路由器模拟网关，则需要server(config)#no ip routing这样可以省去路由选择的步骤