5.2.1计算机网络硬件

1. 中断器（repeater）

在一种网络中，每一网段的传输媒介均有其最大的传输距离，如细缆最大网段长度为185M，粗缆为500M，双绞线为100M，超过这个长度，传输介质中的数据信号就会衰减，中继器可以“延长”网络的距离，在网络数据传输中起到放大信号的作用，数据经过中继器，不需要进行数据包的转换，中继器连接的两个网络在逻辑上是同一个网络。

优点：安装简单、使用方便、价格相对低廉，工作在物理层。

2.集线器（Hub）

集线器是中继器的一种，区别：集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又称为多口中继器，集线器主要用于优化网络布线结构、简化网络管理。

无源集线器：把相近的多段媒体集中到一起，对它们所传输的信号不作任何处理，而且对它所集中到一起，只允许扩展到最大有效传输距离的一半。

有源集线器：把相近的多段媒体集中到一起，而且对它们所传输的信号进行整形、放大和转发，并可以扩展传输媒体长度。

智能集线器：具备有源集线器功能的同时，还具有网络管理和路径选择功能。

总结：集线器是对网络进行集中管理的最小单元，像树的主干一样，它是各分支的汇集点，集线器不具备协议翻译功能，而只是分配带宽，可以放大和中转信号，不具备自动寻址能力和交换作用，改进集线器技术的一种方式是加入交换机技术。

3.网桥（Bridge）

当一个单位有多个LAN，，或一个LAN由于通信距离受限无法覆盖所有的节点而不得不使用多个局域网时，需要将这些局域网互连起来，以实现局域网之间的通信，使用网桥可扩展局域范围。最简单的风格有两个端口，复杂些的网桥可以有更多的端口。如下图所示：

注意：图中说的网段是普通的局域网。

传送原理：网桥从端口接收网段上传送的各种帧，每当收到一个帧时，就先存放在其缓冲区中，若此帧未出现差错，且目的站地址属于另一个网段，则通过查找站表将收到的帧送往对应的端口转发出去，否则，就丢弃此帧，因此，同一个网段中的通信的帧，不会被网桥转发到另一个网段去，因而不会加重整个网络的负担。

常见网桥：透明网桥和源站选路网桥

透明网桥详解：透明网桥是由各网桥自己来决定路由选择，这种网桥的标准是IEEE 801.1。“透明”是指局域网上的每个站并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，而网桥对各站来说是看不见的。因为网桥资源的利用还不充分。

源站选路网桥：源站选路网桥假定了每一个站在发送帧时都已清楚地知道发往各个目的站的路由，因而在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部。

知识补充：

带宽（bandwidth）在模拟信号系统又叫频宽，是指在固定的的时间可传输的资料数量，亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在数字设备中，频宽通常以bps表示，即每秒可传输之位数。在模拟设备中，频宽通常以每秒传送周期或赫兹 (Hz)来表示。对于数字信号而言，带宽指单位时间能通过链路的数据量

4.交换机（Switch）

心灵鸡汤：传统式集线器实质上是把一条广播总线浓缩成一个小小的盒子，组成的网络物理上是星型拓扑结构，而逻辑上仍然是总线型，是共享型，集线器虽然有多个端口，但同一时间只允许一个端口发送或接收数据，而交换机则是采用电话交换机的原理，它可以让多对端口同时发送或接收数据，每一个端口独占整个带宽，从而大幅度提高了网络的传输速率。

5.路由器（Router）

根据不同的分类方法可将路由器分为：

近程路由器和远程路由器

内部路由器和外部路由器

静态路由器和动态路由器

单协议路由器和多协议路由器

描述：路由器工作时需要一个初始的路径表，它使用这些表来识别其他网络以及通住其化网络的路径和最有效的选择方法，静态路由器需要管理员来修改所有网络的路径表，它一般只用于小型的风韵互连，而动态路由器能根据指定的路由协议来完成修改路由器信息。

 精华：路由器和网桥的最本质的区别是：网桥工作在OSI参考模型的第二层（链路层），而路由器工作在第三层（网络层），网桥根据路径表转发或过滤信息包，而路由器则依靠其路由表和期货路由器为每一个信息包选择最佳路径。路由器智能性更强，当某一链路不通时，路由器会选择一条好的链路完成通信。另外，路由器有选择最短路径的能力等。

6.网关（Gateway）

当连接两个完全不同结构的网络时，必须使用网关。

特别说明：网关不能完全归结为一种网络硬件，它们应该是能够连接不同网络的软件和硬件的结合产品，它们可以使用不同的格式、通信协议或结构连接起两个系统。网关实际上通过重新封装信息以使他们能被另一个系统读取，为了完成这个任务，网关必须能够运行在OSI模型的几个层上，网关必须同应用通信，建立和管理会话，并解析逻辑和物理地址数据。

常见网关：

（1）      电子邮件网关。从一种类型的系统向另一种类型的系统传输数据

（2）      IBM主机网关。一台个人计算机与IBM大型机之间建立和管理通信

（3）      因特网网关。允许并管理局域网和因特网音的接入

5.2.2 计算机网络传输媒体

常用的网络传输媒介可分为两类：有线的和无线的。

有线的：同轴电缆、比绞线、光缆

无线传输：微波、无线电、激光、红外线

1.      同轴电缆（Coaxial cable）

2.      双绞线（Twisted-pair）

3.      光纤

4.      无线传输

微波通信主要有两种方式：地面微波接力和卫星通信。