一、集線器
集線器也稱HUB,工作在OSI七層結構的第一層物理層,屬於共享型設備,接收數據廣播發出,在局域網內一般都是星型連接拓撲結構,每台工作站都連接到集線器上。由於集線器的帶寬共享特性導致網絡利用效率極低,一般在大中型的網絡中不會使用到集線器。現在的集線器基本都是全雙工模式,市面上常見的集線器傳輸速率普遍都為100Mbps。
二、交換機
交換機顧名思義以交換為主要功能,工作在OSI第二層(數據鏈路層),根據MAC地址進行數據轉發。交換機的每一個端口都屬於一個沖突域,而集線器所有端口屬於一個沖突域。交換機通過分析Ethernet包的包頭信息(其中包含了源MAC地址、目標MAC地址、信息長度等),取得目標MAC地址後,查找交換機中存儲的地址對照表(MAC地址對應的端口),確認具有此MAC地址的網卡連接在哪個端口上,然後將信包送到對應端口,有效的抑制IP廣播風暴。並且信息包處於並行狀態,效率較高。
交換機的轉發延遲非常小,主要的得益於其硬件設計機理非常高效,為了支持各端口的最大數據傳輸速率,交換機內部轉發信包的背板帶寬都必須遠大於端口帶寬,具有強大的整體吞吐率,才能為每台工作站提供更高的帶寬和更高的網絡利用率,可以滿足大型網絡環境大量數據並行處理 的要求。
三、路由器
路由器跟集線器和交換機不同,是工作在OSI的第三層(網絡層),根據IP進行尋址轉發數據包。路由器是一種可以連接多個網絡或網段的網絡設備,能將不同網絡或網段之間(比如局域網——大網)的數據信息進行轉換,並為信包傳輸分配最合適的路徑,使它們之間能夠進行數據傳輸,從而構成一個更大的網絡。
路由器具有最主要的兩個功能,即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等,一般由特定的硬件來完成;控制功能一般用軟件來實現,包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。
四、中繼器
中繼器(Repeater)工作於OSI的第一層(物理層),中繼器是最簡單的網絡互聯設備,連接同一個網絡的兩個或多個網段,主要完成物理層的功能,負責在兩個網絡節點的物理層上按位傳遞信息,完成信號的復制、調整和放大功能,以此從而增加信號傳輸的距離,延長網絡的長度和覆蓋區域,支持遠距離的通信。
一般來說,中繼器兩端的網絡部分是網段,而不是子網。中繼器只將任何電纜段上的數據發送到另一段電纜上,並不管數據中是否有錯誤數據或不適於網段的數據。大家最常接觸的是網絡中繼器,在通訊上還有微波中繼器、激光中繼器、紅外中繼器等等,機理類似,觸類旁通。
五、網關
網關(Gateway)又叫協議轉換器,網關的概念實際上跟上面的設備型不是一類問題,但是為了方便參考還是放到這裡一並介紹。
網關是一種復雜的網絡連接設備,可以支持不同協議之間的轉換,實現不同協議網絡之間的互連。網關具有對不兼容的高層協議進行轉換的能力,為了實現異構設備之間的通信,網關需要對不同的鏈路層、專用會話層、表示層和應用層協議進行翻譯和轉換。所以網關兼有路由器、網橋、中繼器的特性。
若要使兩個完全不同的網絡(異構網)連接在一起,一般使用網關,在Internet中兩個網絡也要通過一台稱為網關的計算機實現互聯。這台計算機能根據用戶通信目標計算機的IP地址,決定是否將用戶發出的信息送出本地網絡,同時,它還將外界發送給屬於本地網絡計算機的信息接收過來,它是一個網絡與另一個網絡相聯的通道。為了使TCP/IP協議能夠尋址,該通道被賦予一個IP地址,這個IP地址稱為網關地址。
所以,網關的作用就是將兩個使用不同協議的網絡段連接在一起的設備,對兩 個網絡段中的使用不同傳輸協議的數據進行互相的翻譯轉換。在互連設備中,由於協議轉換的復雜性,一般只能進行一對一的轉換,或是少數幾種特定應用協議的轉換。
六、網橋
網橋和交換機一樣都是工作在OSI模型的第二層(數據鏈路層),可以看成是一個二層路由器(真正的路由器是工作在網絡層,根據IP地址進行信包轉發)。網橋可有效的將兩個局域網(LAN)連起來,根據MAC地址(物理地址)來轉發幀,使本地通信限制在本網段內,並轉發相應的信號至另一網段,網橋通常用於聯接數量不多的、同一類型的網段。