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网络基础知识:集线器、网桥和交换机
作者:系统管理员    发布于:2017-06-19 08:16:48    文字:【】【】【
摘要:目前硬件发展相当迅速,集成电路的集成度越来越多高,拿交换机为例,现在俗称交换机的东西已经具有一定的路由器的功能了,有些时候很多概念已经混在了一起。而下面本文将会讲一些最基本的概念,和你现在实际上能看到的可能不一样了,但是思想是一样的。
集线器

集线器(HUB),它是工作在物理层的设备,由于它只是工作在物理层的设备,所以它并不关心也不可能关心OSI上面几层所涉及的,它的工作机制流程是:从一个端口接收到数据包时,会在其他端口把这个包转发一次,因为它不知道也不可能知道这个包是发给谁的(物理层设备只关心电压这些物理概念),它也只能对所有人广播(这里和下文提到的广播该词的意思和ARP请求时的广播有些不同。

网络基础知识:集线器、网桥和交换机

这里的广播意思是:使用物理层转发设备,如HUB,导致的广播,可以说这个广播是被逼的,因为设备的问题!是设备转发包引起的广播!而ARP请求的广播是自己要求的,主动的,因为ARP请求包的目标地址IP是255.255.255.255,但ARP请求的广播涉及IP层的知识,不在这篇文章讨论的范围,所以这里提到的广播,除非特别说明,否则都是第一个意思,也就说是"因设备转发数据包引起的广播" ),让他们自己处理了。

这样一来会有不少问题,你发的数据其他人都收到了,私隐这总东西是不存在的!别入可以随便监听你信息!所以会话劫持在那个年代相当容易(记得俺第一次接触会话劫持这个概念的时候还是高2,那是2001~2002,呵,那时候集线器还是比较普遍的)。

另外一个比较严重的问题是,如果一个大型的局域网,比如有500台机器,全部用HUB连接的,后果会怎么样呢??相当慢,网络的效率极差!为什么?如果500台机器都发一个包,那就是说每台机器,都需要接收差不多499个无用包...并且如果是需要回应的话......无用的数据包会充斥着整个的局域网,这就是传说中的广播风暴!

为了减少广播风暴,网桥产生了(注意这里用的时候“减少”,不是“杜绝”,仅仅是减少!如果仅仅用网桥说能杜绝广播风暴,个人觉得还是不太准确,后来交换机的出现才可以说是完全杜绝了广播风暴的发生)!

在介绍网桥之前,还想简单介绍另一个物理层的设备:“中继器”,这种设备的作用是把物理层传输的信号放大,由于长距离的传输,信号会有一定的损耗的,这种设备主要解决的就是这个问题。它和HUB的区别是:HUB主要是为了在物理层上转发数据的,所以它不关心电压值的大小,也不会放大物理信号;而中继器它的作用就是为了放大信号用的,SO.....

网桥:

网桥又称桥接器,英文名Network Bridge,数据链路层设备。它也是转发数据包的设备,但和HUB不一样的是,它工作在数据链路层,HUB只能看懂物理层上的东西(比如一段物理信号),网桥却能看懂一些帧的信息(在链路层上,把上面传下来的数据封装后,封装好了的数据就是帧,但这里我用“数据包”这样的泛指去代替“帧”这个专业术语)。

网络基础知识:集线器、网桥和交换机

在以太网构造的局域网上,最终的寻址是以数据链路层的MAC地址作为标识的(就是用MAC地址可以在局域网上找到一台唯一的机器),网桥能从发来的数据包中提取MAC信息,并且根据MAC信息对数据包进行有目的的转发,而不采用广播的方式,这样就能减少广播风暴的出现,提升整个网络的效率,在详细说网桥这东西之前,我想先介绍一下交换机。

交换机:

这是大家最熟悉的设备之一

网络基础知识:集线器、网桥和交换机

交换机Switch,数据链路层设备,作用是转发数据包。和网桥一样它也是通过识别帧中的MAC地址,然后对特定的端口进行转发的。

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