

计算机网络由各种设备组成。某些设备可用作主机或外设。主机是指任何在网络上发送和接收信息的设备。连接到您的笔记本电脑的打印机就是外设。如果打印机直接连接到网络,那么它充当主机。
很多不同类型的主机设备都可以连接到网络。一些较为常见的主机设备如图 1 所示。

注意:Internet 协议电话常称为 IP 电话,它将连接到计算机网络,而非传统电话网络。
企业、家庭、学校和政府机构都会使用计算机网络。许多网络通过 Internet 相互连接。一个网络可以共享很多不同类型的资源。
◇ 服务,比如打印或扫描。
◇ 设备上的存储空间,比如硬盘驱动器或光驱。
◇ 应用,比如数据库。
◇ 日历,在计算机和智能手机之间同步。


网络中的通信都在介质上传送。介质为消息从源设备传送到目的设备提供了通道。
我们使用各种介质将网络设备链接在一起。这些介质是:
◇ 双绞线:在设备之间传输模拟信号或数字信号。

◇ 同轴电缆:使用电信号在设备之间传输数据。

◇ 光缆:使用玻璃或塑料纤维将信息作为光脉冲传输。

◇ 无线连接:使用无线电信号、红外技术或卫星传输数据


计算机网络包含了存在于主机设备之间的许多设备。这些中间设备确保数据可从一台主机设备传输到另一台主机设备。
交换机用于将多台设备连接到网络。路由器用于在网络之间转发流量。无线路由器可以将多台无线设备连接到网络。此外,无线路由器中通常包含一个交换机,因此可以将多台有线设备连接到网络。接入点 (AP) 也可提供无线连接,但与无线路由器相比功能较少。调制解调器用于将一个家庭或小型办公室连接到 Internet。

(1)中继器
重新生成微弱的信号是一个中继器的主要用途。中继器也称为扩展器,因为它们会延伸信号可以传输的距离。在当今的网络中,中继器最常用于在光纤电缆中重新生成信号。

(2)集线器
集线器称为多口中继器,在一个端口上接收数据,然后从所有其他端口上将数据发送出去。集线器会扩大网络的到达范围,因为它会重新生成电信号。集线器也可以连接到另一台网络设备上,比如交换机或路由器,而该网络设备可连接到网络的其他部分。
由于缺乏效率,而且交换机的成本更低,所以现在已很少使用集线器。集线器不会对网络流量进行分段。一台设备发送流量时,集线器会将此流量泛洪到与该集线器相连的所有其他设备。这些设备共享带宽。

(3)网桥
网桥的作用是将 LAN 划分成多个网段。网桥会保留每个网段上所有设备的记录。然后网桥就可以过滤 LAN 网段之间的网络流量。这有助于减少设备之间的流量。
例如,如果 PC-A 需要将一个作业发送给打印机,那么该流量不会被转发到网段 2。但是,服务器也会收到此打印作业流量。

(4)交换机
由于交换机所带来的优势和低成本,所以网桥和集线器现在已被视为过时设备。一台交换机可以将一个 LAN 进行微分段。微分段意味着交换机通过只将数据发送到目的设备来过滤网络流量并对网络流量进行分段。这会为网络中的每个设备提供更高的专用带宽。如果只有一台设备连接到交换机上的每个端口,那么它会在全双工模式下运行。而集线器的情况并非如此。当 PC-A 向打印机发送一个作业时,只有打印机会收到此流量。

交换机会维护一个交换表。交换表包含网络上所有 MAC 地址的一个列表,以及一个交换机端口列表,使用该列表可到达具有给定 MAC 地址的设备。交换表会检查每个传入帧的源 MAC 地址以及该帧到达的端口,从而记录 MAC 地址。然后交换机创建一个将 MAC 地址映射到传出端口的交换表。到达的流量指向某个特定 MAC 地址时,交换机使用交换表来确定应使用哪个端口才能到达 MAC 地址。然后将流量从此端口转发到目的设备。流量只从一个端口发往目的地,因此其他端口不受影响。

(5)路由器
路由器可以连接网络,交换机使用 MAC 地址在单个网络内转发流量。路由器使用 IP 地址将流量转发到其他网络。
一台路由器可以是安装有特殊网络软件的计算机,或者是由网络设备制造商制造的一台设备。在大型网络中,路由器连接到交换机,然后交换机连接 LAN,就像图中右侧的路由器一样。路由器充当通向外部网络的网关。
图中左侧的路由器也称为多用途设备或集成路由器。它包括一个交换机和一个无线接入点。对于某些网络,购买并配置一台可满足您所有需求的设备,比针对每项功能购买不同的设备要更方便。这一点对于家庭或小型办公室而言尤其准确。多用途设备还可以包含调制解调器。

(6)网关
网关又称网间连接器、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。

(7)机柜与配线面板
机柜一般是冷轧钢板或合金制作的用来存放计算机和相关控制设备的物件,可以提供对存放设备的保护,屏蔽电磁干扰,有序、整齐地排列设备,方便以后维护设备。机柜一般分为服务器机柜、网络机柜、控制台机柜等。

配线面板通常作为一个收集整个建筑物中各种网络设备的接入电缆的地方,它在 PC 和交换机或路由器之间提供一个连接点。配线面板可以是不供电,也可以是供电的。一个供电的配线面板可以在将信号发送给下一设备之前重新生成微弱的信号。

(9)以太网供电 (PoE)
PoE 交换机可在以太网电缆中将少量的直流电流连同数据一起传输,从而为 PoE 设备供电。支持 PoE 的低电压设备(比如 Wi-Fi 接入点)、监控视频设备和 IP 电话可从远程位置进行供电。支持 PoE 的设备可通过以太网连接在长达 100 米(330 英尺)的距离内接收供电。还可以在使用 PoE 馈电器运行的电缆中间插入电源。

(10)无线接入点
无线接入点提供对无线设备的网络访问,比如笔记本电脑和平板电脑。无线接入点使用无线电波来与设备中的无线网卡和其他无线接入点通信。接入点的覆盖范围有限。大型网络需要使用多个接入点才能提供足够的无线覆盖范围。无线接入点只提供与网络的连接性,而无线路由器可以提供其他功能。

(11)调制解调器
调制解调器通过 Internet 服务提供商 (ISP) 连接到 Internet。有三种基本类型的调制解调器。调制解调器将计算机的数字数据转换为可在 ISP 网络上传输的格式。模拟调制解调器将数字数据转换为模拟信号,以通过模拟电话线路传输数据。数字用户线路 (DSL) 调制解调器将用户的网络直接连接到电话公司的数字基础设施中。有线电视调制解调器将用户网络连接到通常使用混合光纤同轴电缆 (HFC) 网络的有线服务提供商。
