计算机网络---网卡，交换机和路由器｜CSDN创作打卡

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一、网卡

1、网卡的表示

网卡是计算机与网络的必备连接设备，有唯一的MAC地址，MAC地址由12位16进制数表示，前6位是厂商标识，后6位为网卡标识。
2、网卡的功能
网卡是工作在链路层的网络组件，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。
3、网卡的传输方式——串行/并行转换
网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。
而网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。
网卡包括处理器和存储器（RAM和ROM）
存储器：网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同，因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。
处理器：在安装网卡时必须将管理网卡的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。
这个驱动程序以后就会告诉网卡，应当从存储器的什么位置上将局域网传送过来的数据块存储下来。
网卡还要能够实现以太网协议。
网卡并不是独立的自治单元，因为网卡本身不带电源而是必须使用所插入的计算机的电源，并受该计算机的控制。
因此网卡可看成为一个半自治的单元。
当网卡收到一个有差错的帧时，它就将这个帧丢弃而不必通知它所插入的计算机。
当网卡收到一个正确的帧时，它就使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层。
当计算机要发送一个IP数据包时，它就由协议栈向下交给网卡组装成帧后发送到局域网。

二、交换机（switch）

• 二层设备，属于数据链路层
• 具有MAC地址学习能力
1、交换机的功能
交换机是一种用于电（光）信号转发的网络设备，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。
主要工作方式：过滤、转发（依靠MAC地址）
交换机的每一个网络接口里面有一小块内存，它会保存它接口下主机第一次发送数据包里的源MAC地址，交换机会将所有 的MAC地址记录在一起，构成转发表来记录下对应的MAC地址，保证下次准确转发。因此交换机会根据收到的数据帧的首部信息内的目的MAC地址在自己的表中查找，如果有就转发，如果没有就放弃。
2、常用交换机
以太网交换机：以太网的核心部件；以太网是普及率最高的短距离二层计算机网络，采用分组交换；
电话语音交换机
光纤交换机
3、交换机的特性
无论采取哪种交换方式，交换机为两点间提供“独享通路”的特性不会改变
交换机和集线器的本质区别就在于：当A发信息给B时，如果通过集线器，则接入集线器的所有网络节点都会收到这条信息（也就是以广播形式发送），只是网卡在硬件层面就会过滤掉不是发给本机的信息；而如果通过交换机，除非A通知交换机广播，否则发给B的信息C绝不会收到（获取交换机控制权限从而监听的情况除外）。

三、路由器

• 三层设备，属于网络层
• 互联网主要节点设备，通过路由决定数据的转发路径
• 路由表中保存路由信息，有直连路由、静态路由、动态路由三种类型
• 转发表是基于路由生成的，路由器实际转发时使用转发表（只包括IP地址/IP子网和下一跳/出接口）
1、路由器的功能
路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。路由器（Router）又称网关设备（Gateway）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。
当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。
主要工作方式：寻址、转发（依靠IP地址）
路由器内有一份路由表，里面有它的寻址信息（就像是一张地图），它收到网络层的数据报后，会根据路由表和选路算法将数据报转发到下一站（可能是路由器、交换机、目的主机）
1、路由器可以给你的局域网自动分配IP，虚拟拨号，就像一个交通警察，指挥着你的电脑该往哪走，你自己不用操心那么多了。交换机只是用来分配网络数据的。
2、路由器在网络层，路由器根据IP地址寻址转发数据包，路由器可以处理TCP/IP协议，交换机不可以。交换机在数据链路层，交换机根据MAC地址寻址转发数据包。
3、路由器可以把一个IP分配给很多个主机使用，这些主机对外只表现出一个IP。交换机可以把很多主机连起来，这些主机对外各有各的IP。
4、路由器可以提供防火墙，交换机不能提供该功能。集线器、交换机都是做端口扩展的，就是扩大局域网(通常都是以太网)的接入点，也就是能让局域网可以连进来更多的电脑。路由器是用来做网间连接，也就是用来连接不同的网络。

注：1、广播过不了路由器
2、MAC地址决定了数据帧的下一跳，而IP地址决定了数据包的终点
3、互联网不转发私有地址

四、三者的区别与联系
1、不同的工作位置
据 OSI模型的网络体系划分，自底向上，路由器 工作在第三层（网络层），交换机和网卡工作在第二层（链路层）（目前有更加高级的三层交换机，四层交换机，甚至还有七层交换机，其核心功能仍是二层的以太网数据包交换，只是带有了一定的处理IP层甚至更高层数据包的能力。）

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