计算机网络中常用的网络设备

摘 要：网络设备的种类繁多,且与日俱增.在计算机网络的组建过程中,常用的网络设备除了计算机之外,还有调制解调器、网卡、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、网关等.

关 键 词：调制解调器网卡中继器集线器网桥交换机路由器网关

中图分类号：TP393.03文献标识码：A文章编号：1007-9416（2012）10-0057-01

网络设备是指连接到计算机网络中的物理实体.网络设备的种类繁多,且与日俱增.在计算机网络的组建过程中,常用的网络设备除了计算机之外,还有调制解调器、网卡、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、网关等.了解这些设备的工作原理和功能可以让我们对计算机网络有更深刻的理解.

1.Modem

Modem,其实是Modulator（调制器）与Demodulator（解调器）的简称.音译为“猫”,中文称为调制解调器.Modem起初是为19世纪50年代初的美国半自动地面防空系统（SAGE）研制的,用来将不同基地的终端,雷达观测站等连接到美国和加拿大的SAGE指挥中心.

Modem可以将模拟信号和数字信号进行相互转换.电子信号分两种,一种是模拟信号,一种是数字信号.我们使用的线路传输的是模拟信号,而计算机处理和传输的是数字信号.所以通过线将计算机连入因特网时,就需要使用Modem将两种信号进行相互转换.当计算机向因特网发送信息时,由于线传输的是模拟信号,所以必须要用Modem将数字信号转换为模拟信号,才能传送到因特网上,这个过程叫做"调制".当计算机从因特网上获取信息时,由于通过线从因特网上传来的信息都是模拟信号,所以必须要用Modem将模拟信号转换为数字信号,计算机才能接收,这个过程叫作“解调”.

2.网卡

网卡又称为网络接口板、网络接口卡NIC（NetworkInterfaceCard）、网络适配器或者通信适配器.计算机与外界局域网的连接就是通过主机箱内网卡或者笔记本电脑中的网卡实现的,因此网卡是局域网中连接计算机和传输介质的接口.[1]

网卡上面装有处理器和存储器.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总线以并行传输方式进行.因此,网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换.由于网络上的数据速率和计算机总线上的数据速率并不相同,因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片.

无线网卡的作用、功能跟普通的网卡一样,是用来连接到局域网上的.无线网卡不是通过有线传输介质连接,面是采用无线电波信号进行连接的网卡.所有无线网卡只能局限在已布有无线局域网的范围内,换句话说无线网卡需要在无线局域网的无线信号覆盖范围内能才能使用.无线局域网信号通常是由无线路由器或者无线AP（无线接入点）提供的,无线网卡相当于接收器,无线路由器或者无线接入点相当于发射器.其实还需要将有线的因特网线路接入到无线路由器或者无线AP,再将有线信号转化为无线的信号发射出去,由无线网卡接收.

3.中继器和集线器

中继器是局域网环境下用来延长网络距离的最简单最廉价的互联设备.由于存在损耗,在线路上传输的信号功率会逐渐衰减,衰减到一定程度时将造成信号失真,因此会导致接收错误.中继器就是为解决这一问题而设计的,它可以对对衰减的信号进行再生整形放大.中继器仅用于连接相同的局域网网段,但是中继器的两端可以连接不同的传输媒体.从理论上讲,中继器的使用是无限的,网络也因此可以无限延长.事实上这是不可能的,因为网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定,中继器只能在此规定范围内进行有效的工作,否则会引起网络故障.

集线器的英文称为Hub,主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上,因此集线器又被称为多端口的中继器.[2]集线器采用广播方式发送数据,也就是说当它要向某节点发送数据时,不是直接把数据发送到目的节点,而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点.这导致了网络执行效率低,不能满足较大型网络通信需求.尽管如此,集线器对于家庭或者小型企业来说,在经济上还是有一点诱惑力的,特别适合家庭网络中或者中小型公司作为分支网络使用.

4.网桥和交换机

网桥可以用于扩展网络的距离,并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信.网桥可分为本地网桥和远程网桥.本地网桥是指在传输介质允许长度范围内互联网络的网桥,远程网桥是指连接的距离超过网络的常规范围时使用的远程桥,通过远程桥互联的局域网将成为城域网或广域网.

集线器采用广播方式发送数据容易产生广播风暴,当网络较大时网络性能会受到很大影响,交换机能够避免这种现象.交换机工作的时候,只有发出请求的端口与目的端口之间相互响应而不影响其它端口,这样交换机就能够隔离冲突域并有效地抑制广播风暴的产生,因此交换机又称为多端口的网桥.

5.路由器

路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备,一般来说,异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成.[3]从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似,只是使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比交换机慢,在网络中添加路由器的整个安装过程也要比交换机复杂很多.但是对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率.路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播.

6.网关

网关（Gateway）又称网间连接器、协议转换器,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.网关可以概括为能够连接不同网络的软件和硬件的结合产品,不能完全归为一种网络硬件.网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连.由于网关具有强大的功能并且大多数时候都和应用有关,所以它们的比路由器更贵.与路由器相比,网关的传输更为复杂,所以它们的传输速度比网桥或路由器更低.正因为网关的速度比较慢,所以容易造成网络阻塞,但是连接使用不同协议的两个网络,却必须使用网关.