局域网技术-局域网的链接设备

组建局域网的硬件设备主要有网络适配器（NIC，Network Interface Card）、中继器（Repeater）、集线器（Hub）、以太网交换机（Ethernet Switch）等。

1.网络适配器

网络适配器又称网卡或网络接口卡（NIC），是计算机之间进行网络互联的重要设备。网络适配器插在计算机主板的扩展插槽中，是计算机与网络之间连接的电气接口，即它一边通过计算机主板的扩展插槽与计算机主板相连，另一边通过其上的电气接口与传输介质相连。网络适配器的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。在OSI模型中，网络适配器属于数据链路层的设备。网络适配器的基本功能如下：

2.中继器

当信号在物理介质中传输时，由于电阻、信号辐射等引起的能量损耗，信号的功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将会造成信号失真，从而导致接收错误。为了解决这一问题，中继器（Repeater）就应运而生了。

中继器是连接网络线路的一种装置，它对网络中的信号起中继放大作用，补偿信号衰减，支持远距离的通信。例如，以太网标准规定单段信号传输电缆的最大长度为500米，但利用中继器连接4段电缆后，以太网中信号传输电缆最长可达2 000米。

中继器工作于OSI模型的物理层，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、整形和放大，以此来延长网络的长度。中继器对所有送达的数据不加选择地予以传送。因此它只能连接具有相同物理层协议的网络。

中继器有以下缺点：

(1)中继器虽然可以保证信号的强度，但它增加了信号的延迟。由于网络标准中都对信号的延迟范围已作出了具体的规定，所以中继器不可能将网络无限的延长。

(2)中继器不了解一个完整的帧，当信号在网段中时，中继器不能区分信号帧是否有效。因此，中继器会将失效的、包括差错信号在内的信号一起在网段间进行传输。

3.集线器

集线器（Hub）实际上是一种多端口的中继器，如图片所示。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的计算机完成“中继”功能。集线器工作于OSI模型的物理层，其主要功能是对信号进行放大和整形。集线器不具备寻址功能，所以它并不能记忆每个端口所连接网卡的MAC地址。

图 集线器

特点

1. 采用共享型模式，就是指在一个端口在向另一个端口发送数据时，其他端口就处于“等待”状态。2. 具有群发特征，即集线器在发送数据时，不管源数据来自何处，它均会将所得到的数据发给其上的每一个端口，需要本数据的端口将会处于接收状态，其他端口则处于拒绝状态。

不足

1. 用户数据包向所有端口发送，很可能产生数据通信的不安全因素，一些别有用心的人很容易就能非法截获他人的数据包。2. 由于所有数据包都是向所有节点同时发送，因此也降低了网络执行效率。

4.以太网交换机

交换和交换机最早起源于电话通讯系统。交换是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

以太网交换机（Ethernet Switch）就是一种在以太网中完成信息交换功能的设备，如图所示。

图 以太网交换机（Switch）

交换机拥有一条很高带宽的背板总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背板总线上，控制电路接收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表，以确定目的硬件地址（MAC地址）对应的网络适配器（NIC）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口；若在内存中的地址对照表中找不到目的MAC地址，则将这些数据包广播到所有的端口，在接收端口回应后，交换机会“学习”新的地址，并把它添加进内部地址对照表中。

交换机工作于OSI模型的数据链路层，可以将其看作是一个智能的集线器。交换机除了拥有集线器的所有功能外，还具有物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制等功能。目前一些高档的交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有路由和防火墙的功能。