第2章 网络协议基础

2.1 网络设备

交换机

交换机被广泛应用于二层网络交换。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在以后的通信中，发往该MAC地址的数据分组将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。

以太网交换机从工作原理上来说相当于透明网桥，它会接收、校验以太帧，并基于帧首部的目的物理地址（MAC地址）决定滤除还是转发帧。在交换机内部，保存有主机MAC地址与交换机端口n对应关系的MAC地址表。

路由器

路由器是一种电信网络设备，提供路由与转送两种重要机制。其中，决定数据分组从源端到目的端所经过的路径，这个过程称为路由；将路由器输入端的数据分组移送至适当的路由器输出端（在路由器内部进行），这个过程称为转送。

服务器

服务器主要是指一个管理资源并为用户提供服务的计算机软件，通常分为文件服务器、数据库服务器和应用程序服务器。当然运行以上软件的计算机也被称为服务器。一般服务器通过网络对外或对内提供服务。

网卡

又称网络接口控制器、网络适配器或局域网接收器，是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通信的计算机硬件。由于其拥有MAC地址，因此属于OSI模型的第一层。它使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。没有任何两块被生产出来的网卡拥有同样的地址。这是因为电气电子工程师协会（IEEE）负责为网络接口控制器销售商分配唯一的MAC地址。

集线器

集线器是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。集线器运作在OSI模型中的物理层。它可以视为多端口的中继器，若它侦测到碰撞，则会提交阻塞信号。

集线器通常会附上BNC and/or AUI转接头来连接传统10BASE2或10BASE5网络。

由于集线器会把收到的任何数字信号，经过再生或放大，再从集线器的所有端口提交，这不但会造成信号之间碰撞的机会变大，而且信号也可能被窃听，并且这代表所有连到集线器的设备都属于同一个碰撞网域以及广播网域，因此大部分集线器已被交换机取代。

网络电缆

网络电缆一般由金属或玻璃制成，用来传递网络信息。常用的网络电缆有3种：双绞线、同轴电缆和光纤电缆（光纤）。

双绞线分为两类：屏蔽双绞线（STP）与非屏蔽双绞线（UTP）。常见的是非屏蔽双绞线（UTP），它由4对细铜线组成，每对铜线都绞合在一起，每根铜线都外裹带颜色的塑料绝缘层，然后整体包有一层塑料外套。

光纤电缆的数据发送速度最高，且不受电磁干扰，但安装困难、价钱昂贵；相反，双绞线电缆的数据发送速度最低，但安装容易、价格便宜。