3.8 网络设备

常见的网络设备主要有网络接口卡，网桥，集线器和交换机，路由器，调制解调器。

网络接口卡（Network Interface Card，NIC），简称网卡。它是计算机网络中必不可少的基本设备，它为计算机之间的数据通信提供物理连接。每一台计算机一旦接入网络必定需要安装网卡。绝大多数情况下，网卡都安装在计算机主板的扩展插槽上，有极少部分通过计算机的其他接口例如PCMCIA来安装。内置的网卡可以用于PC、MAC以及图形工作站等不同类型的计算机系统。外置的网卡通常用于笔记本电脑，还有一些就直接集成安装在计算机的主板上，不需要另外安装。网卡按速率可分为 10M，100M，1000M网卡。

网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网络 1 和网络 2 通过网桥连接后，网桥接收网络 1 发送的数据包，检查数据包中的地址，如果地址属于网络 1，它就将其放弃，相反，如果是网络 2 的地址，它就继续发送给网络 2。这样可利用网桥隔离信息，将同一个网络号划分成多个网段（属于同一个网络号），隔离出安全网段，防止其他网段内的用户非法访问。由于网络的分段，各网段相对独立（属于同一个网络号），一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行。

网桥可以是专门硬件设备，也可以由计算机加装的网桥软件来实现，这时计算机上会安装多个网络适配器（网卡）。

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，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于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、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）介质访问控制机制。集线器实际上就是中继器的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器。集线器是一种单工设备，不能同时收发数据。

从局域网角度来区分，集线器可分为五种不同类型：单中继网段集线器、多网段集线器、端口交换式集线器、网络互联集线器、交换式集线器。

交换机是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。集线器和交换机一样都具有数据转发功能。它们的区别：集线器属于第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。集线器是一种广播模式，交换机能够隔离冲突域并有效地抑制广播风暴的产生。从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都共享一条带宽，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。

交换机有二层交换机和三层交换机，二层交换机根据MAC地址转发地址，三层交换机根据IP地址转发数据。

网关是在采用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、路由选择、数据交换等网络兼容功能的设施。网关大致分为三类。

协议网关通常在使用不同协议的网络区域间做协议转换。这一转换过程可以发生在OSI参考模型的第二层、第三层或二、三层之间。但是有两种协议网关不提供转换的功能：安全网关和管道。由于两个互联的网络区域的逻辑差异，安全网关是两个技术上相似的网络区域间的必要中介，如私有广域网和公有的因特网。

应用网关是在使用不同数据格式间翻译数据的系统。典型的应用网关接收一种格式的输入，将之翻译，然后以新的格式发送。输入和输出接口可以是分立的也可以使用同一网络连接。

应用网关也可以用于将局域网客户机与外部数据源相连，这种网关为本地主机提供了与远程交互式应用网关的连接。将应用的逻辑和执行代码置于局域网中客户端避免了低带宽、高延迟的广域网的缺点，这就使得客户端的响应时间更短。应用网关将请求发送给相应的计算机，获取数据，如果需要就把数据格式转换成客户机所要求的格式。

安全网关是各种技术有机的融合，具有重要且独特的保护作用，其范围从协议级过滤到十分复杂的应用级过滤。

调制解调器，所谓调制，就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号；解调，即把模拟信号转换成数字信号。具有调制和解调功能的设备合称调制解调器。

调制解调器主要有内置调制解调器和外置调制解调器。

现在主要的Modem有ADSL Modem，Cable Modem。

（Digital Subscriber Line，DSL数字用户专线）技术是基于普通电话线的宽带接入技术，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载；并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式。DSL包括ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线）、RADSL、HDSL和VDSL，等等。其中HDSL、SDSL是对称的DSL。

ADSL是现在比较流行的一种DSL技术，利用电话线并把电话线路分为电话、上行和下行三个相对独立的信道，ADSL 在一对铜线上支持上行速率 512Kbps～1Mbps，下行速率 1Mbps～8Mbps，有效传输距离在 3～5km范围以内。

Cabel Modem电缆调制解调器，Cable是指有线电视网络，Modem是指调制解调器。平常用Modem通过电话线上互联网，而电缆调制解调器是在有线电视网络上用来上互联网的设备，它是串接在用户家的有线电视电缆插座和上网设备之间的，而通过有线电视网络与之相连的另一端是有线电视台（称为头端：Head-End）。

Cable Modem与以往的Modem在原理上都是将数据进行调制后在Cable（电缆）的一个频率范围内传输，接收时进行解调，传输机理与普通Modem相同，不同之处在于它是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。而普通Modem的传输介质在用户与交换机之间是独立的，即用户独享通信介质。Cable Modem属于共享介质系统，其他空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。但是这种技术本身是一个总线型网络，属于共享介质系统，这就意味着，当人数激增的时间，每个用户的速率会减慢。 hpbHnIJOnHtK0CtO6avUln0BMNAzonrToey6mvVnWxiip3Y/sBHsh/Dq3QaN36pX