中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关运行在不同的层次上，如表1所示。
表1 设备的工作层次

应用层
应用网关
传输层
传输网关
网络层
路由器
数据链路层
网桥、交换机
物理层
中继器、集线器
物理层中有中继器，中继器是模拟设备，主要用来处理自己所连的线缆上的信号。在一个线缆上出现的信号被清理、放大，然后再被放到另一条线缆上。中继器并不理解帧、数据包或帧头，它们只知道把比特编码成电压的符号。
集线器有许多条输入的线路，它将这些输入线路连接在一起。从任何一条线路上到达的帧都被发送到所有其他的线路上。如果两帧同时到达，它们会有冲突，就好像它们在同一根同轴电缆上遇到后发生碰撞一样。连接到同一个集线器上的所有线路必须以同样的速度运行。它不会检查链路层地址，也不以任何方式使用该地址。
网桥是一个数据链路层设备，用于连接两个或多个局域网。跟集线器一样，一个现代网桥有多个端口，通常具有4-48条某种类型的输入线。与集线器不同的是网桥的每个端口被隔离成它自己一个冲突域；如果端口是全双工的点到点路线，则需要使用CSMA/CD算法。当到达一帧时，网桥从帧都提取出帧的目的地址，并用该地址查询一张应该把帧发往哪里去的表。对于以太网，地址是48位的目标地址。网桥只把帧输入到所需要的端口，在同一时间可转发多个帧。网桥比集线器提供了更好的性能，隔离网桥端口还意味着输入线路可以以不同的速度运行，甚至可以是不同的网络类型。
交换机是现代网桥的另一个称呼。
路由器是网络层的设备。当一个数据包进入到路由器时，帧头和帧尾被剥掉，帧的有效载荷字段中的数据包被传给路由软件。路由软件利用数据包的头信息来选择输出线路。对于一个IP数据包，包头将包含一个32位（IPv4）或者128位（IPv6）地址，而不是48位的IEEE 802地址。该路由器看不到帧地址，甚至不知道数据包来自哪个LAN或哪条点到点线路。
传输层包含传输网关。传输网关将两台使用了不同面向连接传输协议的计算机连接起来。
应用网关能理解数据的格式和内容，并且可以将消息从一种格式转换为另一种格式。

工作层次
物理层：

中继器，集线器，双绞线

数据链路层：

网桥，以太网交换机，网卡（一半物理层，一半数据链路层），调制解调器

网络层：

路由器，三层交换机

传输层：

四层交换机（常用作负载均衡），网桥：对高层协议（包括传输层及更高层次）进行转换的网间连接器。
网卡
是工作在数据链路层的网路组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。
路由器（Router）
，是连接因特网中各bai局域网、广域网的设备，它会根du据信道的情况自动选zhi择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。 路由器是互联网络的枢纽，“交通警察”。目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。路由和交换机之间的主要区别就是交换机发生在OSI参考模型第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换机在移动信息的过程中需使用不同的控制信息，所以说两者实现各自功能的方式是不同的。
交换机
工作在数据链路层是指二层交换机，现在的三层及三层以上的交换机可基于网络层甚至传输层工作。

二层交换机是基于MAC地址从端口到端口通信的，它不能识别IP地址，所以工作在数据链路层（第二层）。
调制解调器
有建立连接和释放连接的功能，也就是说它有网络层的功能：进行路由选择。
集线器
的基本工作原理是广播（Broadcast）技术。在集线器传输过程中，无论从哪一个端口收到一个数据包时，都将此数据包广播到其他端口。而集线器不具有寻址功能，所以它并不记忆每个端口所连接网卡的MAC地址。

当集线器将数据包以广播方式发出时，连接在集线器端口上的网卡将判断这个包是否是发送给自己的，如果是，则根据以太网数据包所要求的功能执行相应的动作，如果不是则丢掉。集线器对数据包中的内容不进行处理，它只负责将从一个端口上收到的数据广播到所有其他端口。

网卡

网卡工作在osi的第二层，也就是du数据链路层，数据链路层有个非常明确的协议，就是mac物理地址协议，网卡保存有dao明确的mac地址，因此可以确认其属于数据链路层。

集线器

集线器（hub）工作在OSI参考模型的物理层（第一层），传输的单位是比特。所有接口在同一广播域、和同一冲突域中，所以集线器只能利用到实际带宽的30%-40%

交换机

交换机是工作在osi参考模型的数据链路层，它的主要作用就是转发数据帧(通过查询mac地址表转发)，交换机可以支持vlan划分来隔离广播域，可以做端口安全防护功能，三层交换还可以实现路由功能。

路由器

路由器是联结多个网络或网段的网络装备，主要功能是联结不同的网络，进行协议转换、路由选择等。路由器工作在OSI模型的网络层。

调制解调器

物理层 因为调制解调器不按照地址转发信息，而是直接在相互链接的两个节点之间传递信号，这个链接往往就是线路或者信道两端的链接端点。

交换机的分类
1、按照管理划分

网管交换机

非网管交换机
2、按照工作层次分

2层交换机  数据链路层

3层交换机  网络层

4层交换机  可以依靠传输层的端口进行转发
3、按照网络拓扑结构分

1、接入层交换机 ：

将计算机和终端接入网络
2、汇聚层交换机：

数据包过滤，协议转换，流量负载和路由
3、核心层交换机：

网络骨干构建高速局域网
4、按交换方式划分

直通式交换

存储转发式交换

无碎片转发交换
冲突域和广播域

网桥，交换机，路由器能隔离冲突域

路由器，3层交换机能隔离广播域
VLAN
1、VLAN配置

虚拟局域网（VLAN）是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样，由此得名虚拟局域网。VLAN是一种比较新的技术，工作在OSI参考模型的第2层和第3层，一个VLAN就是一个广播域，VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。与传统的局域网技术相比较，VLAN技术更加灵活，它具有以下优点： 网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少；可以控制广播活动；可提高网络的安全性。
2、VLAN划分方法

1、按端口划分VLAN

许多VLAN厂商都利用交换机的端口来划分VLAN成员。被设定的端口都在同一个广播域中。
2、按MAC地址划分VLAN

这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置它属于哪个组。
3、按网络层划分

这种划分VLAN的方法是根据每个主机的网络层地址或协议类型(如果支持多协议)划分的，虽然这种划分方法是根据网络地址，比如IP地址，但它不是路由，与网络层的路由毫无关系。

这种方法的优点是用户的物理位置改变了，不需要重新配置所属的VLAN，而且可以根据协议类型来划分VLAN，这对网络管理者来说很重要，还有，这种方法不需要附加的帧标签来识别VLAN，这样可以减少网络的通信量。
4、按IP组播划分

IP组播实际上也是一种VLAN的定义，即认为一个组播组就是一个VLAN，这种划分的方法将VLAN扩大到了广域网，因此这种方法具有更大的灵活性，而且也很容易通过路由器进行扩展，当然这种方法不适合局域网，主要是效率不高。

基于规则的VLAN

也称为基于策略的VLAN。这是最灵活的VLAN划分方法，具有自动配置的能力，能够把相关的用户连成一体，在逻辑划分上称为“关系网络”。网络管理员只需在网管软件中确定划分VLAN的规则（或属性），那么当一个站点加入网络中时，将会被“感知”，并被自动地包含进正确的VLAN中。同时，对站点的移动和改变也可自动识别和跟踪。

采用这种方法，整个网络可以非常方便地通过路由器扩展网络规模。有的产品还支持一个端口上的主机分别属于不同的VLAN，这在交换机与共享式Hub共存的环境中显得尤为重要。自动配置VLAN时，交换机中软件自动检查进入交换机端口的广播信息的IP源地址，然后软件自动将这个端口分配给一个由IP子网映射成的VLAN。
5、按用户定义、非用户授权划分

基于用户定义、非用户授权来划分VLAN，是指为了适应特别的VLAN网络，根据具体的网络用户的特别要求来定义和设计VLAN，而且可以让非VLAN群体用户访问VLAN，但是需要提供用户密码，在得到VLAN管理的认证后才可以加入一个VLAN。
以上划分VLAN的方式中，基于端口的VLAN端口方式建立在物理层上；MAC方式建立在数据链路层上；网络层和IP广播方式建立在第三层上
VCMP
VCMP

1、VLAN集中管理协议（VLAN Central Management Protocol）是一个位于OSI参考模型第二层的通信协议，它提供了一种在二层网络中传播VLAN配置信息，并自动地在整个二层网络中保证VLAN配置信息一致的功能。
2、VCMP使用域来管理交换机，这个域就称为VCMP管理域；并通过角色定义来确定设备的属性，称为VCMP的角色，VCMP共定义了Server、Client、Transparent和Silent四种角色。
GVRP
1、GARP协议主要用于建立一种属性传递扩散的机制，以保证协议实体能够注册和注销该属性。GARP作为一个属性注册协议的载体，可以用来传播属性。将GARP协议报文的内容映射成不同的属性即可支持不同上层协议应用。例如，GMRP和GVRP：
2、GMRP是GARP的一种应用，用于注册和注销组播属性；

GVRP是GARP的一种应用，用于注册和注销VLAN属性。
3、GVRP基于GARP机制，主要用于维护设备动态VLAN属性。通过GVRP协议，一台设备上的VLAN信息会迅速传播到整个交换网。GVRP实现动态分发、注册和传播VLAN属性，从而达到减少网络管理员的手工配置量及保证VLAN配置正确的目的。
STP
1、STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写，可应用于计算机网络中树形拓扑结构建立，主要作用是防止网桥网络中的冗余链路形成环路工作
2、STP的基本原理是，通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文，网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit，简称BPDU），来确定网络的拓扑结构
3、生成树协议运行生成树算法(STA).生成树算法很复杂，但是其过程可以归纳为以下3个步骤：

（1）选择根网桥

（2）选择根端口

（3）选择指定端口
关于选择根网桥：选择根网桥的依据是网桥ID，网桥ID由网桥优先级和网桥MAC地址组成。网桥的默认优先级是32768.使用show mac-address-table时，显示在最前面的MAC地址就是计算时所使用的MAC地址。网桥ID值小的为根网桥，当优先级相同时，MAC地址小的为根网桥。
关于选择根端口：每个非根交换机选择一个根端口。选择顺序为：到根网桥最低的根路径成本→发送BPDU的网桥ID较小→端口ID较小的。端口ID由端口优先级与端口编号组成。默认的端口优先级为128。
关于选择指定端口：每个网段上选择一个指定端口。选择顺序为：根路径成本较低→发送BPDU的交换机的网桥ID值较小→本端口的ID值较小。另外，根网桥的接口皆为指定端口，因为根网桥上端口的根路径成本为0。
VRRP
1、虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP)是由IETF提出的解决局域网中配置静态网关出现单点失效现象的路由协议
2、VRRP是一种选择协议，它可以把一个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的 VRRP 路由器中的一台。控制虚拟路由器 IP 地址的 VRRP 路由器称为主路由器，它负责转发数据包到这些虚拟 IP 地址。一旦主路由器不可用，这种选择过程就提供了动态的故障转移机制，这就允许虚拟路由器的 IP 地址可以作为终端主机的默认第一跳路由器。是一种LAN接入设备备份协议。一个局域网络内的所有主机都设置缺省网关，这样主机发出的目的地址不在本网段的报文将被通过缺省网关发往三层交换机，从而实现了主机和外部网络的通信
BFD
BFD是Bidirectional Forwarding Detection的缩写，它是一个用于检测两个转发点之间故障的网络协议