文章目录
- 一、[数据链路](https://blog.csdn/chirrupy_hamal/article/details/144368584?sharetype=blogdetail&sharerId=144368584&sharerefer=PC&sharesource=chirrupy_hamal&spm=1011.2480.3001.8118)
- 1、传输速率
- 2、吞吐量
- 二、物理层 - 中继器(Repeater)
- 中继集线器
- 三、数据链路层 - 网络接口卡(Network Interface Card, NIC, 简称 “网卡”)
- 四、数据链路层 - 网桥/2 层交换机
- 1、自学式网桥
- 2、交换集线器
- 3、交换集线器、中继集线器区别
- 五、网络层 - 路由器/3 层交换机
- 六、4 ~ 7 层交换机
- 七、网关
一、数据链路
1、传输速率
数据传输过程中，两个设备间数据流动的物理速度被称为传输速率，单位是 bps(Bits Per Second，每秒比特数)
2、吞吐量
主机之间实际的传输速率被称为吞吐量，单位是 bps，吞吐量不仅衡量带宽，同时也衡量主机的 CPU 处理能力、网络的拥堵程度、报文中数据字段的占有份额(不包含报文首部，只计算数据字段本身)等信息
二、物理层 - 中继器(Repeater)
中继器是延长网络的设备，由电缆传过来的电信号或光信号经中继器的波形调整和放大再传给另一条电缆，但中继器并非可以将网络延伸的无限长，例如，1 个 10Mbps 的以太网最多可以用 4 个中继器分段连接，而 1 个 100Mbps 的以太网则最多只能用 2 个中继器
一般情况下，中继器的两端连接的是相同的通信媒介，但有的中继器也可以完成不同媒介(但传输速率需相同，连接两个不同传输速率的网络需要的是网桥或路由器这样的设备)间的转接工作，例如，可以在同轴电缆和光缆间调整信号
中继集线器
有些中继器可以提供多个端口服务，这些中继器被称为中继集线器
三、数据链路层 - 网络接口卡(Network Interface Card, NIC, 简称 “网卡”)
使计算机连网的设备，每块网卡都得设置 IP 地址，通常一块网卡只设置一个 IP 地址，但其实一块网卡也可以配置多个 IP 地址，此外，一台路由器通常都会配置两块以上的网卡，因此可以设置两个以上的 IP 地址
四、数据链路层 - 网桥/2 层交换机
网桥是连接两个网络的设备，它能够识别数据链路层中的数据帧，并将这些数据帧临时存储在内存中，再重新生成信号作为一个全新的帧转发给相连的另一个网段，由于能够存储这些数据帧，网桥能够连接传输速率完全不同的数据链路，并且不限制连接网段的个数
数据链路的数据帧中有一个 FCS 数据位，用以校验数据是否正确送达目的地，网桥通过检查这个域中的值，将那些损坏的数据丢弃，从而避免发送给其他的网段，此外，网桥(自学式网桥)还能通过地址自学机制和过滤功能控制网络流量(网络上传输的数据报文的数量)
1、自学式网桥
有些网桥能够判断是否将数据报文转发给相邻的网段(这类网桥会记住曾经通过自己转发的所有数据帧的 MAC 地址，并保存到自己的内存表中)，这种网桥被称为自学式网桥
2、交换集线器
以太网等网络中经常使用的交换集线器，现在基本也属于网桥的一种
注意，图中 “端口” 指接口
3、交换集线器、中继集线器区别
具有网桥功能的集线器(Hub)叫做交换集线器，只有中继器功能的集线器叫做中继集线器
五、网络层 - 路由器/3 层交换机
路由器是连接两个网络，并对分组报文进行转发的设备，路由器还有分担网络负荷的作用(由于直接广播有一定的安全问题，多数情况下会在路由器上设置不转发)，甚至有些路由器具备一定的网络安全功能
网桥是根据物理地址(MAC 地址)进行处理，而路由器则是根据 IP 地址进行处理
六、4 ~ 7 层交换机
4 ~ 7 层交换机负责处理 OSI 模型中从传输层至应用层的数据
对于并发访问量非常大的一个企业级 Web 站点，使用一台服务器不足以满足前端的访问需求，通常会架设多台服务器进行分担，这些服务器前端访问的入口地址通常只有一个(企业为了使用者的方便，知会向最终用户开放一个统一的访问 URL)，为了能通过同一个 URL 将前端访问分发到后台多个服务器上，可以在这些服务器的前端加一个负载均衡器，这种负载均衡器就是 4 ~ 7 层交换机的一种(此外，还可以通过 DNS 实现负载均衡，通过对多个 IP 地址配置同一个名字，每次查询这个名字的用户得到其中的某一个地址，从而使不同用户访问不同的服务器，该方法也称作循环复用 DNS 技术)
实际通信中，人们希望在网络比较拥堵的时候，能优先处理像语音这种对及时性要求较高的通信请求，放缓处理像邮件或数据转发等稍有延迟也并无大碍的通信请求，这种处理被称为带宽控制，也是 4 ~ 7 层交换机的重要功能之一，除此之外，4 ~ 7 层交换机的应用场景还有很多，例如，广域网加速器、特殊应用访问加速以及防火墙(防止互联网上的非法访问)等
七、网关
网关是 OSI 模型中负责将从传输层到应用层的数据进行转换和转发的设备，它和 4 ~ 7 层交换机一样都是处理传输层及以上的数据，但是，网关不仅转发数据，还负责对数据进行转换，一个非常典型的例子就是互联网邮件与手机邮件之间的转换服务，由于 “邮件协议” 的不同，导致两者互不兼容，那么，为什么电脑与手机之间能互发邮件呢？