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  • 网络设备 4、第四章 网络互联设备 常见网络设备概述 网卡 中继器和集线器 网桥和交换机 路由器 防火墙 网关
  • 网络互联设备

    2012-02-12 18:12:37
    在本文中主要讲解三个问题:网络拓扑结构、常见的网络传输介质、常见网络设备的工作原理。 网络拓扑结构 所谓拓扑结构就是用来描述网络中计算机、网线及其他网络设备的配置方式,是网络物理布局的一种模型,也可以...

    在本文中主要讲解三个问题:网络拓扑结构、常见的网络传输介质、常见网络设备的工作原理。

    网络拓扑结构

    所谓拓扑结构就是用来描述网络中计算机、网线及其他网络设备的配置方式,是网络物理布局的一种模型,也可以把它看成是一种网络架构。常见的拓扑结构有这样几种:总线型、星型、树形、环形和网形拓扑结构。其中使用最广泛的是星形拓扑结构。一般采用交换机部署的网络结构就是星型网络拓扑。星型拓扑结构也是实际中最常使用的结构。


    网络传输介质

    网络传输介质按其形态不同可以分为两大类:有线传输介质和无线传输介质。

    有线介质:同轴电缆、双绞线、光纤。

    无线介质:无线电、微波、激光、红外线。


    网络设备的工作原理

    网卡:网卡是网络接口卡NIC(Network Interface Card)的简称,也叫网络适配器,它是物理上连接计算机和网络的硬件设备。它插在电脑的主板扩展槽上,通过网线与网络共享资源交换数据,主要的作用是接受并发送数据。在网卡上有一个唯一的12位的16进制数,叫做MAC地址,它在数据传输中起到了唯一标识计算机的作用。一台计算机要联网必须正确安装网卡以及网卡驱动才可以。

    中继器:网络数据信号在网络传输介质传输的过程中会有信号衰减,当传输的距离很长时,数据信号会衰减到无法识别的程度。因此在远距离信号传输过程中需要每隔一段距离对信号进行修复并放大。中继器就是这样一种放大信号的网络设备,它不仅能放大模拟信号而且可以放大数字信号。中继器有一个输入端口和一个输出端口,所以只适用于总线型的拓扑结构。

    集线器:刚才提到的中继器只有一个输入端口和输出端口,所以只适用于总线拓扑结构。如果将端口变成多个的话,就成了集线器,便可以构建星形拓扑结构。集线器是星形拓扑结构的中心设备,用于提供站点间的公共连接。一般称集线器为hub.使用集线器组建局域网的时候,局域网是共享带宽的。因此,集线器上连接的N台主机每台占用带宽为集线器输入带宽的1/N.

    网桥:网桥的作用是连接不同局域网,使之能正常通信,并且屏蔽不同局域网内部的冲突。

    交换机:交换机实质上是多端口的网桥。现在组建局域网使用的一般是交换机而不是网桥。

    网关:也叫做协议转换器,主要用于连接类型不同,协议差别较大的不同网络。网关从一个网络接收到数据包,重新打包成目的网络可以识别的数据包格式并且发送到目的网络,起到了一个协议转换的作用。

    路由器:实际上路由器是网关的一种,可以连接不同类型的网络。


    这里简单说说路由和交换的区别:

    路由器工作在网络层。路由是路由器根据自己的路由表进行的,其间经过了路由选择和路由转发的过程,从路由器的一个接口路由到另外一个接口。路由隔离广播域。

    交换机工作在数据链路层。交换是交换机根据自己的MAC地址表在交换机的不同端口之间进行的,从交换机的一个端口交换到另外一个端口。交换隔离冲突域。



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  • 网络互联设备概述

    千次阅读 2010-07-03 13:25:00
    概述了网路通信中常见设备的主要功能和概念上区别。
    
    

    网络互联设备概述

     
    首先看网络通信中需要解决的问题:
    1. 不同网络之间的互联:以太网,令牌环,FDDI等,这些网络链路层的帧格式都不相同,所以需要专门的设备能进行相互转换使之可以互相通信;
    2. 局域网中同一个子网的多台机器之间相互通信,需要有设备来使之相互连通,实现数据转发;
    3. 不同子网之间通信需要有设备来完成子网之间的路由,把数据发往正确的地址;
    4.私有网络访问公网需要有设备来完成数据包的正确分发,这里说的“私有网络”是指使用以下保留地址的局域网:
    10.0.0.0 - 10.255.255.255
    172.16.0.0 - 172.31.255.255
    192.168.0.0 -192.168.255.255
     
    再看目前网络通信中常见的设备名词:中继器(RP repeater), 集线器(HUB), 交换机(Switcher), 网桥(Bridge), 网关(Gateway), 路由器(Router); 需要说明的是这些概念没有严格的界限,由于现在各种设备功能都在不断增强,成本也在下降,所以很多功能都集成到了一起,这里就各种设备最初的基本功能作简要分析辨别。
     
    中继器(RP repeater):很简单,工作在物理层,因为网线传输的信号会随着距离的增加而衰减,而中继器就是在中间进行信号放大,让信号可以传的更远;
     
    集线器(HUB):可以用来解决一个网段内局域网各台主机之间的通信;HUB也是工作在物理层的,可以认为是多端口的中继器,因为其工作在物理层,所以连接各主机的端口是没有MAC地址的;可以认为HUB只是一个网线连接的作用。假如一个HUB上连接了5台主机:192.168.0.1~192.168.0.5,现在主机A(192.168.0.1)要给主机B(192.168.0.5)发送数据,发送第一个数据包时,主机A发出ARP消息,里面包含IP地址192.168.0.5,HUB会把这个消息发送到所有端口,主机B收到该ARP消息后填入自己的MAC地址发送给主机A,此后主机A发往主机B的所有数据包的目的MAC就是主机B的MAC地址, 但是数据包经过HUB的时候HUB并不知道主机B是在哪个端口,所以HUB还是把这个数据包广播到所有的端口,当然只有主机B会将其收下。
     
    交换机(Switcher):工作在链路层,根据MAC地址分发消息,可以用来解决一个网段内局域网各台主机之间的通信,比HUB先进的地方体现在它里面维护了一张表,这张表记录了各台主机MAC和其所连接的端口的对应关系,还看上面HUB中的例子,假如主机B连接在交换机的第五个端口,那么经过第一个数据包的发送之后交换机就会建立一个主机B的MAC地址和端口五的一个对应关系记录,此后交换机发现目的地址是主机B的MAC的数据包就直接发往端口五,而不再广播。这里说的主要是二层交换机,后来又出现所谓的三层交换机,实际上又加入了网络层的路由功能,和路由器的功能基本类似。
     
    网桥(Bridge):工作在链路层,根据MAC地址分发消息,用来连接多个局域网。网桥也有交换机中相应的映射表,能够将相应MAC地址的包发到相应的端口。此外网桥的另一个作用是能够进行协议转换,可以连接两种不同架构的局域网,比如将FDDI的数据包发往以太网。
     
     
    网关(Gateway):主要用来连接多种不同架构的网络(以太网,令牌环等),同时也有路由的作用,现在来讲和路由器的概念很难分清;
     
    路由器(Router):工作在网络层,根据IP地址进行路由,内部维护一张路由表,决定数据包的下一跳应该发往哪里。路由表中每条记录包含Destination,Gateway和Netmask以及其他项目,Destination可以是一个网络地址也可以是一台主机地址,通常还有一个Default值;GateWay中指应该是和路由器直接相连的一台主机或者路由器的地址;路由器收到一个IP包后取出其目的IP地址,然后和路由表中每一项的Netmask做与运算看是否和该项的Destination一致,如果一直则发往该项中指定的Gateway,如果最终没有找到一致的条目则发往Destination为Default的Gateway。此外路由器的另一个功能就是实现NAT功能,也就是能把“私有网络”中的一台注意映射成一台公网上的主机,使得“私有网络”中的主机可以和公网上的其他主机一样访问公网。
     
    综上,中继器,集线器都是工作在物理层,端口没有MAC地址,主要负责一个局域网中的数据包的转发;交换机,网桥工作在链路层,可以根据MAC地址转发消息;交换机用于局域网内部主机通信,网桥用于局域网直接的相互连接;网关,路由器工作在网络层,可以根据网络层地址进行路由,完成不同网络架构之间的互连,以及各不同子网之间的消息路由和私有网络访问公网的功能。
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  • 1、网桥:互联两个采用不同数据链路层协议,不同传输介质与不同传输速率的网络,网桥互连的网络在数据链路层以 上采用相同的协议 2、交换机在数据链路层上实现互连的存储转发设备。交换机按每个包中的MAC地址相对...

    1、网桥:互联两个采用不同数据链路层协议,不同传输介质与不同传输速率的网络,网桥互连的网络在数据链路层以

    上采用相同的协议

    2、交换机在数据链路层上实现互连的存储转发设备。交换机按每个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发,交换机

    对应硬件设备,网桥对应软件

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  • 常见网络安全设备的作用路由器交换机防火墙WAF(Web应用防火墙)IDS(入侵检测系统)IPS(入侵预防系统) 路由器 层次:网络层 连通不同的网络,实现不同网络之间的互联,同时还可以隔离广播域(相当于网关); ...

    路由器

    层次:网络层
    连通不同的网络,实现不同网络之间的互联,同时还可以隔离广播域(相当于网关);
    路由器可以连接不同介质的链路(网线、无线、光纤等网络介质);
    路由器能够选择信息传输送的路线,对报文执行寻找和转发操作,同时交换和维护路由表中的路由信息(OSPF)。

    交换机

    层次:数据链路层
    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。能够连接同种类型的网络之外,还可以在不同类型的网络(如以太网和快速以太网)之间起到互连作用。
    交换机内部维护了一个MAC地址与端口的关系表,通过该表以及目的MAC确定目的端口,如果目的MAC对应的端口不存在,则广播至所有端口,接收端口响应后更新MAC地址与端口的关系表

    防火墙

    层次:网络层
    防火墙主要是借助硬件和软件的作用于内部和外部网络的环境间产生一种保护的屏障,从而实现对计算机不安全网络因素的阻断。
    防火墙对流经它的网络通信进行扫描,这样能够过滤掉一些攻击,以免其在目标计算机上被执行。防火墙还可以关闭不使用的端口。而且它还能禁止特定端口的流出通信,封锁特洛伊木马。最后,它可以禁止来自特殊站点的访问,从而防止来自不明入侵者的所有通信。

    WAF(Web应用防火墙)

    层次:应用层
    WAF是一种基础的安全保护模块,通过特征提取和分块检索技术进行特征匹配,主要针对 HTTP访问的Web程序保护。
    WAF部署在Web应用程序前面,在用户请求到达 Web 服务器前对用户请求进行扫描和过滤,分析并校验每个用户请求的网络包,确保每个用户请求有效且安全,对无效或有攻击行为的请求进行阻断或隔离。
    通过检查HTTP流量,可以防止源自Web应用程序的安全漏洞(如SQL注入,跨站脚本(XSS),文件包含和安全配置错误)的攻击。

    与传统防火墙的区别
    WAF区别于常规防火墙,因为WAF能够过滤特定Web应用程序的内容,而常规防火墙则充当服务器之间的安全门。

    IDS(入侵检测系统)

    IDS是英文“Intrusion Detection Systems”的缩写,中文意思是“入侵检测系统”。依照一定的安全策略,对网络、系统的运行状况进行监视,尽可能发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击结果,以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。
    此类产品基本上以旁路为主,一般是不阻断任何网络访问,主要以提供报告和事后监督为主。

    位置通常是:
    服务器区域的交换机上 ;
    Internet接入路由器之后的第一台交换机上 ;
    重点保护网段的局域网交换机上 。

    IPS(入侵预防系统)

    入侵预防系统(英语:Intrusion Prevention System,缩写为IPS),又称为入侵侦测与预防系统(intrusion detection and prevention systems,缩写为IDPS),是计算机网络安全设施,是对防病毒软件(Antivirus Softwares)和防火墙的补充。
    入侵预防系统是一部能够监视网络或网络设备的网络数据传输行为的计算机网络安全设备,能够即时的中断、调整或隔离一些不正常或是具有伤害性的网络数据传输行为。
    此类产品常被串接在主干路上,对内外网异常流量进行监控处理

    参考
    网络安全设备概念的熟悉和学习

    该博主总结的全面且细致,推荐!

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