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  • 计算机网络各层设备及作用

    千次阅读 2020-03-10 11:07:22
    网络层: 路由器 传输层: 传输网关 应用层: 应用网关 物理层: 1、中继器 中继器作用: 就是简单的信号放大器,信号在传输的过程中是要衰减的,中继器的作用就是将信号放大,使信号能传的更远 继器...

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    物理层:

    1、中继器

    2、集线器

    数据链路层:

    1、网桥

    2、交换机

    网络层:

    路由器

    传输层:

    传输网关

    应用层:

    应用网关


    物理层:

    1、中继器

    中继器作用:

    就是简单的信号放大器,信号在传输的过程中是要衰减的,中继器的作用就是将信号放大,使信号能传的更远

    继器(Repeater)是连接网络线路的一种装置,常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。

    中继器是最简单的网络互联设备,主要完成物理层的功能,负责在两个节点的物理层上按位传递信息,完成信号的复制、调整和放大功能,以此来延长网络的长度。


    中继器是模拟设备,用于连接两根电缆段。中继器不理解帧、分组和头的概念,他们只理解电压值。

    2、集线器

    集线器作用:

    一、是个多端口的中继器,把每个输入端口的信号放大再发到别的端口去,

    二、可以实现多台计算机之间的互联,因为它有很多的端口,每个口都能连计算机。

    集线器(Hub)是中继器的一种形式,区别在于集线器能够提供多端口服务,也称为多口中继器。

     

    数据链路层:

    1、网桥

    网桥作用:

    将两个LAN连起来,根据MAC地址来转发帧,可以看作一个“低层的路由器”。

    网桥(Bridge)是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。

    网桥,它的作用是扩展网络和通信手段,在各种传输介质中转发数据信号,扩展网络的距离,同时又有选择地将现有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输介质,并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信。

    2、交换机

    具有网络配置功能的交换机是要放在OSI的第三层。普通交换机工作在第二层(数据链路层)。

    交换机作用:

    常用来连接独立的计算机,端口较网桥多,有虚拟局域网的建立功能。

    备注:2个VLAN连接需要用到交换机。

      交换机(Swich)工作在第二层(即数据链路层),它要比集线器智能一些,它能分辨出帧中的源MAC地址和目的MAC地址,因此可以在任意两个端口间建立联系,在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机通过对信息进行重新生成,并经过内部处理后转发至指定端口,具备自动寻址能力和交换作用。但是 交换机并不懂得IP地址,它只知道MAC地址。

      交换机是使用硬件来完成以往网桥使用软件来完成过滤、学习和转发过程的任务。交换机速度比HUB快,这是由于HUB不知道目标地址在何处,发送数据到所有的端口。而交换机中有一张MAC地址表,如果知道目标地址在何处,就把数据发送到指定地点,如果它不知道就发送到所有的端口。这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量,提高效率。但是交换机的功能还不止如此,它可以把网络拆解成网络分支、分割网络数据流,隔离分支中发生的故障,这样就可以减少每个网络分支的数据信息流量而使每个网络更有效,提高整个网络效率。

          现代交换机是这样处理数据帧的:一旦目标头域(目标地址)已经进来了,尽管帧的其他部分还没有到达,则只要输出线路可以使用,交换机就开始转发该帧,而不需理会帧后面的内容,也即是说交换机并没有使用“存储—转发”交换方式。

     

    网络层:

    路由器

    路由器作用:

    提供网络层的协议转换,并在不同网络之间存储和转发分组。

    把数据(IP报文)传送到正确的网络

     

    • IP路由器的主要功能分为IP数据包的转发、路由的计算和更新、ICMP消息的处理、网络管理以及安全服务五个方面
    • IP数据包的转发:这是路由器最基本的功能。
    • 当一个IP数据包到达路由器时,路由器根据IP协议对其报头进行处理,然后根据处理结果对该数据包进行转发、本地处理或者丢弃。
    • 差错校验是保证传输的数据包正确
    • 数据报是分组交换网中控制和管理通过网络报文分组流的一种方法。
    • 数据报不需要建立连接,直接就把相关的报文发送到网上,等待路由器的转发。

    路由器(Router)工作在第三层(即网络层),它比交换机还要“聪明”一些,它能理解数据中的IP地址,如果它接收到一个数据包,就检查其中的IP地址,如果目标地址是本地网络的就不理会,如果是其他网络的,就将数据包转发出本地网络。与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时,它将直接把IP分组送到网络上,对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时,它要选择一个能到达目的子网上的路由器,把IP分组送给该路由器,由路由器负责把IP分组送到目的地。如果没有找到这样的路由器,主机就把IP分组送给一个称为“缺省网关(default gateway)”的路由器上。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中为IP地址)互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。目前TCP/IP网络,全部是通过路由器互连起来的,Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。

            路由器用于连接多个逻辑上分开的网络,几个使用不同协议和体系结构的网络。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络,实现网络的互连和隔离,保持各个网络的独立性。当一个子网传输到另外一个子网时,可以用路由器完成。它具有判断网络地址和选择路径的功能,过滤和分隔网络信息流。一方面能够跨越不同的物理网络类型(DDN、FDDI、以太网等等),另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位,使网络具有一定的逻辑结构。

    传输层:

    传输网关

    网关作用:

    接两个不同网络的接口,比如局域网的共享上网服务器就是局域网和广域网的接口。

    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,是最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。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。 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。

    应用层:

    应用网关

     

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  • 计算机网络各层协议

    万次阅读 多人点赞 2018-07-12 13:14:35
    一、物理(Physical Layer) OSI模型的最低或第一,规定了激活、维持、...在物理的互联设备包括:集线器(Hub)、中继器(Repeater)等。 二、数据链路(Datalink Layer) OSI模型的第二,它控制...

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    一、物理层(Physical Layer)

    OSI模型的最低层或第一层,规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性,为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。
    在这一层,协议数据单元为比特(bit)。
    在物理层的互联设备包括:集线器(Hub)、中继器(Repeater)等。

    OSI模型的第二层,它控制网络层与物理层之间的通信,其主要功能是在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。
    在这一层,协议数据单元为帧(frame)。
    在数据链路层的互联设备包括:网桥(Bridge)、交换机(Switch)等。

    三、网络层(Network Layer)

    OSI模型的第三层,其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地 ,并决定如何将数据从发送方路由到接收方。该层的作用包括:对子网间的数据包进行路由选择,实现拥塞控制、网际互连等功能。
    在这一层,协议数据单元为数据包(packet)。
    在网络层的互联设备包括:路由器(Router)等。

    四、传输层(Transport Layer)

    OSI模型中最重要的一层,是第一个端到端,即主机到主机的层次。其主要功能是负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外,传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。
    在这一层,协议数据单元为数据段(segment)。
    传输层协议的代表包括:TCP、UDP、SPX等。

    五、会话层(Session Layer)

    OSI模型的第五层,管理主机之间的会话进程,即负责建立、管理、终止进程之间的会话。其主要功能是建立通信链接,保持会话过程通信链接的畅通,利用在数据中插入校验点来同步两个结点之间的对话,决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。

    六、表示层(Presentation Layer)

    OSI模型的第六层,应用程序和网络之间的翻译官,负责对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的解密和加密、压缩、格式转换等。

    七、应用层(Application Layer)

    OSI模型的第七层,负责为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。术语“应用层”并不是指运行在网络上的某个特别应用程序,应用层提供的服务包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。

    在应用层的互联设备包括:网关(Gateway)等。
    文件传输协议FTP(File Transfer Protocol),端口号为21;
    超文本传输协议HTTP(HypertextTransfer Protocol),端口号为80;
    简单网络管理协议SNMP(SimpleNetwork Management Protocol)
    域名服务协议DNS(Domain Name Service)
    网络文件系统NFS(Network File System)
    等……
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    参考资料:网络各层协议计算机网络各层涉及协议

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  • 这里简单总结一下网络各层中的设备作为补充。 (1)物理 l 转发器(repeater):有源转发器将信号解调后再生放大,再调制后传输。 l 集线器(hub):实现星形拓扑的以太网,简单转发比特。 (2)数据链路 l ...

           这里简单总结一下网络各层中的设备作为补充。

    (1)物理层

    l  转发器(repeater):有源转发器将信号解调后再生放大,再调制后传输。

    l  集线器(hub):实现星形拓扑的以太网,简单转发比特。

    (2)数据链路层

    l  适配器:又称网络接口卡NIC(Network Interface Card),或网卡。用于计算机和局域网的通信。

    l  网桥(bridge):用于在数据链路层扩展以太网,根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤。含有转发表。它隔离了冲突域,但不隔离广播域。

    l  第二层交换机(layer2 switch):多接口的网桥,又称以太网交换机或第二层交换机。可实现虚拟局域网VLAN(Virtual LAN)。

    (3)网络层

    l  第三层交换机(layer3 switch):能进行路由的交换机,具有一部分路由器功能。

    l  路由器(router):连接因特网中各局域网、广域网的设备。拥有路由选择处理机、交换结构、一组输入端口和一组输出端口。

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  • 计算机网络-OSI七模型 OSI : Open System Interconnection Reference Model,缩写为 OSI ,中文称开放系统互连参考模型,它定义了异种计算机连接传输的标准 物理(在TCP中为硬件) 二进制传输 主要设备与...

    计算机网络-OSI七层模型各设备各协议汇总

    物理层主要设备与协议

    • 中继器:把接收到的弱信号分离再放大,并保持与原数据相同,这是为了保持数据完整性

    • 集线器Hub:特殊的多路中继器,具有信号放大功能

    • CSMA/CD :载波侦听多路访问协议

      CSMA/CD 为带有冲突检测的载波侦听多路访问技术。
      载波侦听是指发送点在发送信息帧之前,必须听媒体是否处于空闲状态,多路访问既表示多个结点可以同时访问媒体,也表示一个结点发送的信息帧可以被多个结点所接收。前者通过竞争来使用占用媒体,后者通过地址来确定信息帧的接收者。发送过程中一旦检测到冲突则停发,随机延后一段时间后再监听媒体是否处于空闲状态

    • TokingRing:令牌环协议 (已抛弃)

    数据链路层设备与协议

    • 网桥:局域网之间互联的桥梁,在各种传输介质中转发数据信号,扩展网络的距离

    • 交换机:交换机允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整,缓解局域网之间信息流通出现的瓶颈问题

    • PPTP: 点对点隧道协议(PPTP,Point-to-Point Tunneling Protocol)

    • L2TP :第二层隧道协议(英语:Layer Two Tunneling Protocol,缩写为L2TP)

    • SLIP :串行线路网际协议(Serial Line Internet Protocol)

    • PPP:点对点协议

    • 帧中继(frame relay): 帧中继是一种有效的数据传输技术,帧长可变,费用低,

    • 异步传输模式:帧长固定,速率较高

    网络层主要设备主要协议

    • 路由器:用于连接多个逻辑上分开的网络,且具有判断网络地址选择路径的功能
    • 三层交换机(淘汰)

    • ARP:地址解析协议(address Resulution Protocol):将IP地址转换为物理地址
    • RARP:反地址解析协议( Reverse address Resulution Protocol):将物理地址转化为IP地址
    • IP:将上层数据(如TCP/IP数据封装到IP数据报中)或同层的其他数据(如ICM数据)封装到IP数据报中,进行传送
    • ICMP:控制信息协议(Internet Control Message Protocol):由于IP是一种尽力传送的协议,传送的数据报可能丢失、重复、延迟或乱序。IP需要一种避免差错并在发生差错时报告的机制,ICMP就是专门用于发送差错报文的机制,但它的传送还是以IP方式进行
    • IGMP( Internet Group Management Protocol ):组播协议, 该协议运行在主机组播路由器之间

    传输层主要协议

    • TCP:传输控制协议(Transmission Control Protocol ):在网络层IP协议提供的不可靠的数据服务的基础上,为应用程序提供了可靠的、面向连接的、全双工的数据传输服务
    • UDP:用户数据报协议(User Datagram Protocol):是一种不可靠的、无连接的协议,可以保证应用程序进程间的通信,相比TCP,效率高
    • TLS安全传输层协议(Transport Layer Security ): 该协议由两层组成: TLS 记录协议(TLS Record)和 TLS 握手协议(TLS Handshake),用于在两个通信应用程序之间提供保密性和数据完整性

    会话层表示层应用层主要设备与协议

    • 网关:将协议进行转换,将数据重新分组,以便在两个不同类型的网络系统之间进行通信
    会话层表示层应用层不加区分的协议
    • POP3邮局协议( Post Office Protocol - Version 3)(端口:110):一种简单的纯文本协议,用于接收邮件,每次传输以E-Mail为单位,不提供部分传输
    • FTP 文本传输协议(File Transfer Protocol )(20/21):文件传输协议,20端口用于传输数据,21用于传输控制信息。 但是,是否使用20作为传输数据的端口与FTP使用的传输模式有关,如果采用主动模式,那么数据传输端口就是20;如果采用被动模式,则具体最终使用哪个端口要服务器端和客户端协商决定。
    • HTTP超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol )(80), 是浏览器和服务器之间进行“沟通”的一种规范 ,是一种网页传输协议
    • HTTPS (全称:Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer)(443),是以安全为目标的 HTTP 通道,在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性
    • Telnet(23):远程访问协议,它允许用户(Telnet 客户端)通过一个协商过程来与一个远程设备进行通信。
    • SMTP简单邮件传输协议(Simple Mail Transfer Protocol) (25) :一种提供可靠且有效的电子邮件传输的协议。SMTP是建立在FTP文件传输服务上的一种邮件服务,主要用于系统之间的邮件信息传递,并提供有关来信的通知 ,简单来说用于邮件发送
    • IMAP交互邮件访问协议(Interactive Mail Access Protocol)(143): 它的主要作用是邮件客户端可以通过这种协议从邮件服务器上获取邮件的信息,下载邮件等
    • 动态主机配置协议 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )(67):客户机登陆默认分配IP地址和子网掩码
    • 简单文件传输协议TFTP( Trivial(不重要的、琐碎的、微不足道的) File Transfer Protocol )(69): 用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议,提供不复杂、开销不大的文件传输服务
    • 简单网络管理协议 SNMP(Simple Network Management Protocol)(161): 专门设计用于在 IP 网络管理网络节点服务器工作站路由器交换机及HUBS等)的一种标准网络管理协议
    • 域名系统DNS( Domain Name System)(53): 来将域名转换为IP地址(也可以将IP地址转换为相应的域名地址)
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计算机网络各层的设备