概述
如果要在全世界范围内把数以百万计的网络都互连起来,并且能够互相通信,那么这样的任务一定非常复杂。将网络互相连接起来要使用一些中间设备。
- 物理层使用的中间设备叫转发器
- 数据链路层使用的中间设备叫做网桥
- 网络层使用的中间设备叫做路由器
- 在网络层以上使用的中间设备叫做网关
网桥
数据链路层互联的设备是网桥(bridge),在网络互联中它起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用,用来实现多个网络系统之间的数据交换。
工作在数据链路层。以太网中处理以太头部,在接收到以太帧之后,检查二层头部里的目的mac,随后查看本地的mac转发表(也可以叫二层转发表),找到匹配的mac地址条目对应的端口,不对二层头部作任何修改从端口转发出去。
网桥的特点:
- 网桥在数据链路层上实现局域网互连;
- 网桥能够互连两个采用不同传输介质与不同传输速率的网络
- 网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互连的网络之间的通信;
- 网桥需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议
- 网桥可以分隔两个网络之间的通信量,有利于改善互连网络的性能与安全性。
网关
在网络层以上实现网络互连。
大家都知道,从一个房间走到另一个房间,必然要经过一扇门。同样,从一个网络向另一个网络发送信息,也必须经过一道“关口”,这道关口就是网关。顾名思义,网关(Gateway) 就是一个网络连接到另一个网络的“关口”,即网络关卡。
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连,是复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。 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。与网桥只是简单地传达信息不同,网关对收到的信息要重新打包,以适应目的系统的需求。
网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B:
- 网络A的IP地址范围为192.168.1.1 - 192. 168.1.254,子网掩码为255.255.255.0,
- 网络B的IP地址范围为192.168.2.1 - 192.168.2.254,子网掩码为255.255.255.0。
在没有路由器的情况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上,TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)与主机的IP 地址作 “与” 运算的结果不同判定两个网络中的主机处在不同的网络里。
而要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络B的网关,网络B的网关再转发给网络B的某个主机。网络A向网络B转发数据包的过程。
网卡
网卡是用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件。由于其拥有MAC地址,因此属于OSI模型的物理层和数据链路层之间。它使得用户可以通过电缆或无线相互连接。
每一个网卡都有一个被称为MAC地址的独一无二的48位串行号,它被写在卡上的一块ROM中。在网络上的每一个计算机都必须拥有一个独一无二的MAC地址。
网卡上面装有处理器和存储器(包括RAM和ROM)。
- 网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。
- 网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。
因此,网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同,因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。
最后
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