在计网中接触了很多的网络设备，但对这些网络设备的功能和分类总是一知半解，导致对很多相关知识理解不全面，这里总结梳理一下

物理层设备

中继器

中继器（RP repeater）又称转发器，主要功能是将信号整形并放大再转发出去，缓解物理信号的衰减，从而扩大网络传输距离

由于工作在物理层，中继器不解析网络层以上的协议信息，因此没有路由功能，将收到的数据包广播到目标网络的每个节点上，是局域网环境下用来扩大网络规模的最简单、最廉价的互联设备

中继器有两个端口，数据从一个端口输入，再从另一个端口发出

集线器（Hub）可以理解成一个多端口中继器，将一个端口的输入转发到其他所有（除输入端口外）中处于工作状态的端口

集线器的每个端口连接的网络部分是同一个网络的不同网段，它把所有结点的通信集中在以其为中心的结点上，对结点相连的工作站进行集中管理，出问题的工作站不会影响整个网络的正常运行

由于多端口的设计，当网络中有多个端口输入时，会引发数据包的冲突和碰撞

比如一个带宽为10Mb/s的集线器上连接了8台计算机，当这8台计算机同时工作时，每台计算机真正所拥有的带宽为10/8Mb/s = 1.25Mb/s

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，主要功能是在网络中根据MAC地址转发数据帧到正确的目标设备

网桥是早期的两端口二层网络设备，网桥的两个端口分别有一条独立的交换信道，不是共享一条背板总线，可隔离冲突域，所以比集线器性能更好（各端口都是共享同一条背板总线）

两个或多个以太网通过网桥连接后，就成为一个覆盖范围更大的以太网，而原来的每个以太网就称为一个网段

网桥后来被具有更多端口、同时也可隔离冲突域的交换机（Switch）所取代

交换机可以理解成是一个多端口网桥，可以识别每个设备的MAC地址，而不会向整个网络广播（比如物理层设备）

交换机原理：交换机是透明的，它检测从以太端口传来的数据帧的源MAC和目的MAC，然后与系统内部的动态查找表（自学习）进行比较，若数据帧的MAC 地址不在查找表中，则将该地址加入查找表，并将数据帧发送给相应的目的端口

交换机的用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，这是交换机的最大优点

交换机的每个端口都与单台主机相连，网桥的端口与以太网的一个网段相连

路由器（Router）是一种多端口的专用计算机，用于连接不同的网络，并根据IP地址将数据包转发到正确的目标网络

与交换机和集线器等设备不同，路由器可以在不同的网络之间进行转发，从而实现广域网（WAN）的互联，即：同一个网络中传递数据无须路由器的参与，而跨网络通信必须通过路由器进行转发

只要安装相关的软件，普通的电脑也可以变成路由器，如m0n0wall 、GNU Zebra；

绝大多数UNIX类的操作系统都包含进行路由所必需的软件

网关（Gateway）用于连接不同类型的网络，并执行地址转换、协议转换、安全控制等功能，可以是一个单独的设备，如路由器，也可以是运行特定软件的计算机

在今天由于很多局域网采用的都是路由来接入网络，因此通常指的网关就是路由器的IP

网关的主要功能包括路由数据、执行地址转换（如网络地址转换，NAT）、提供安全防护（如防火墙）、执行流量控制、实现协议转换等

网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连

网络层设备具有IP，链路层设备具有MAC，物理层设备没有地址
各层设备能否分离一个广播域/冲突域

冲突域广播域

物理层设备 ❌ ❌

链路层设备 ✔ ❌

网络层设备 ✔ ✔
为什么有时候还要在路由器的后面先接一台交换机再接计算机

路由器是可以直接接电脑等终端设备，为什么标准都是路由器接交换机然后再接电脑等终端，是因为路由器本来就是一个路由设备，用来选路的，不适合大量的数据交换，交换机是用来大量数据交换的，终端在内网的性质就是需要使用交换机，所以标准就是路由器地下接交换机的形式。一般是情况就是在路由器下面接交换机，路由器主要起数据转发，也就是寻址、路由的功能，交换机起到用户接入的目的。但是家用的路由器的话直接就接计算机就可以了，而不必考虑再接交换机

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