1 计算机网络硬件设备

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网络硬件由主体设备、连接设备和传输介质三部分组成。

☆☆☆（1）网络硬件：主体设备/连接设备/传输介质 三部分组成。

（1）网络的主体设备

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计算机网络中的主体设备称为 主机，一般可分为 服务器和客户机 两类。服务器是为网络提供共享资源的基本设备，在其上运行网络操作系统，是网络控制的核心。

☆☆☆（1）客户端、服务端的概念在我们生活中很是常见，例如你去小卖部买 AD 钙奶，那么你就是客户端，小卖部的就是服务端。如果网络上没有了主体设备，那么这个网络也就没有了意义。

（2） 网络的连接设备

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① 网络接口卡(简称网卡)，用于将计算机和通信电缆连接起来，以便经电缆在计算机之间 进行高速数据传输。
② 集线器 ( Hub ) 是计算机网络中连接多台计算机或其他设备的连接设备，主要提供信号放大和中转的功能。
③ 中继器的作用是为了放大电信号，增加信号的有效传输距离。
④ 路由器 (Router) 是实现局域网与广域网互联的主要设备，它能够在复杂的网络环境中完成数据包的传送工作。它能够把数据包按照一条最优的路径发送至目的网络。
⑤ 网桥是网络中的一种重要设备 ，它通过连相互独立的网段从而扩大网的最大传输距离。
⑥ 交换机主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及流控制等。
⑦ 网关又称协议转换器，是软件和硬件的结合产品，主要用于连接不同结构体系的网络或用于局域网与主机之间的连接。

如果说我们在使用计算机时，并不需要考虑与其他人进行数据共享和交换，那也就不需要连接设备和传输介质了。

1️⃣（1）起初，李晓红是一个性格比较孤僻的孩子，她只喜欢待在自己的世界里生活，玩玩单机版的纸牌游戏，用金山练习打字技术就很开心。

2️⃣（2）后来，随着年龄的增长，小红同学性格有所变化，她开始喜欢 Cosplayer，恰巧的是，同班同学 李晓明 也喜欢 Cosplayer，他们成了无话不说的好朋友，上学的时候通过传递小纸条（从教室的一个角传到另一个角，上面还写着：不准乱看，否则踩狗屎）。放学之后，他们为了方便聊天，所以从小红家与小明家扯了一条网线（也叫双绞线，一种常用的网络传输介质）。

问题一：网线是有了，可是往哪个地方塞呢？

是的，我们需要一个提供了水晶头接口网卡设备，通过此设备进行数据的发送和接收。

网卡 也被称为网络适配器（Network Adapter），是连接计算机和传输介质的接口。网卡主要用来将 计算机数据转换为能够通过传输介质传输 的信号。

3️⃣（3）有了网卡（网络适配器）和网线，这下子小红可以和小明进行线上交流了，他们乐此不疲的聊着天。

问题二：小红与小明的家距离的有点远，直线距离超过了 100 米，数据传输过程中总是出现问题，前言不搭后语的。

是的，我们需要一个设备可以保证数据有效的远距离传输。

中继器又叫 “放大器”，起放整形大信号的作用（感觉类似加油站），解决线路太长，而引起的信号衰减问题。

4️⃣（4）有了中继器之后，小红再也不用担心聊天出问题了。可是不久之后，小明发现其实 王小花 同学也喜欢 Cosplayer，他希望把她拉进小组里面，一起交流心得体会。

问题三（小明的疑惑）：小明的电脑已经与小红的电脑连在了一起，网口已经被占用，该怎么办才能同时与小红和小花一起聊天呢？再装一个网卡？可是如果后面我还想和小甜，小美交流怎么办呢？真是头疼呀。

是的，小明不能通过无限制的添加网卡来解决这个问题，因为电脑的物理体积是有限的，而欣赏与爱却无法估量，现在我们需要一个中转设备，这个设备名字叫集线器（Hub）。

集线器 ( Hub ) 是在 **中继器 **的基础上发展起来的， 可以连接多台设备（可以称之为 多接口 的中继器），提供信号放大和中转的功能。

5️⃣（5）有了集线器，小明终于可以游刃有余继续聊天了，后来 小花同学说，其实班上还有三个同学（王晓燕，王小明，王晓花）喜欢 Cosplayer，可以跟他们一起交流心得。

问题四（小明的疑惑）：集线器的接口数量是有限的，没办法同时接入那么多的人呀，那该如何是好呢？

是的，集线器的接口不能无线扩展，但是我们可以把多个集线器连接起来，这样子提供的接口就变多了，Bingo…………

6️⃣（6）六个同学乐此不疲的在网络上交流，有一天，他们决定组一个 Cosplayer 的比赛，并根据姓名分了小组，这样子六个人分成了两个小组，A组（王晓燕、王晓明和王晓花） B组（李小红、李小明和李小花）。

问题四（大家的疑惑）：集线器是一种共享设备，当同一网内的 小明 向 小红 发送数据时，数据包在以集线器为架构的网络上以广播方式传输，A 组的同学也能看到交流的信息，小组间的密码就被公开了，这样肯定是不行的呀。

是的，集线器是一种 共享 设备，所有网络中的计算机都可以收到任何一个计算机发送的信息，现在我们需要一个设备可以限制、阻隔数据发送到不应该发送的区域中，于是出现了 网桥设备。

**网桥 ** 是网络中的一种重要设备 ，它通过连相互独立的网段从而扩大网的最大传输距离，同时也可以过滤掉一些无须转发的数据发送请求。

7️⃣（7）Cosplayer 比赛结束了，A 组的同学获得了胜利，与此同时，B 组的成员之间出现了矛盾，大家都觉得是 小明 同学的失误导致比赛的失利，所以 小红和 小花 忍不住想吐槽 小明。

问题五（小红和小花的疑问）：因为三个人都通过集线器连接在一起，如果 小红 和 小花相互吐槽 小明的话，小明 也会看到信息，这样子大家以后还怎么做朋友呢？

是的，上一个例子中，我们通过网桥设备隔离了通过两个集线器链接来的网络，但是连接在同一个集线器上的主机之间还是有问题，数据还是以广播的形式发送，所谓广播，就是广而播之。现在我们需要一个设备，可以准确将数据发送给对方（单播），而不是通过广播的形式发送，这个设备就是交换机。

交换机 是数据链路层上的网络互连设备，以太网交换机通常都有十几个接口。因此，以太网交换机实质上就是一个 多接口 的网桥，又称多端口网桥；交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。

8️⃣（8）后来，同学们觉得应该自己的圈子太小，希望可以跳出自己村子的地域限制，跨越千山万水，与更多的志同道合的小伙伴一起交流。

问题五：交换机的能力虽然已经很强了，但是他没有太好的办法帮大家联系到远处的朋友。

是的，普通的交换机在局域网中可以实现组网，数据转发的工作，但是世界那么大，我们需要一款可以进行全球 “定位” 的设备，可以把我们的 Cosplayer 理念传播世界的每一个角落。没错，这个设备叫做 路由器 。

路由器 (Router) 是实现局域网与广域网互联的主要设备，它能够在复杂的网络环境中完成数据包的传送工作。它能够把数据包按照一条最优的路径 发送至目的网络。

9️⃣（9）网关：又称 协议转换器 ，是软件和硬件的结合产品，主要用于连接不同结构体系的网络或用于局域网与主机之间的连接。

网关是一种抽象的概念，网关可以是路由器，也可以是防火墙。网关就相当于海关，要去往别的国家（电脑里面就是不同的 IP 网段）就要通过海关，而谁作海关，是你，是他，是我似乎都可以作，只要知道出入境的规则的人都可以做。

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。

☆☆☆（1）上述硬件设备属于通信子网的范畴（计算机网络的组成章节）。

（2018）在计算机网络中，可以进行数字信号和模拟信号转化的设备是（）
A.交换机 B.路由器
C.中继器 D.调制解调器调制解调器是有调制和解调的功能，因为我们的计算机是二进制的数字计算机，只能理解数字信号。
如果从网络中输入的数据是模拟信号，那么需要进行解调，将模拟信号转换为数字信号。那么，反方向的数据传输过程就是调制。

（2016）88. 路由器的英文简称是 HUB。 
A.正确 B.错误

（2010）8. 下列选项中属于网络连接设备的是（ ）。
A.交换机 
B.路由器
C.网桥 
D.光缆

（2016）37. 路由器属于网间连接设备，它能够在复杂的网络环境中，完成数据包的传送工作，路由器工作在（）。
A.网络层 B.数据链路层 C.物理层 D.传输层

4.当两个不同类型的网络彼此相连时，必须使用的设备是 。  
A．交换机	B．路由器	C．收发器	D．中继器

网络设备	网络层次	主要功能
中继器（repeater）	物理层	放大电信号，增加信号的有效传输距离。
集线器（hub）	物理层	计算机网络中连接多台计算机或其他设备的连接设备，主要提供信号放大和中转的功能。
网桥	数据链路层	通过连相互独立的网段从而扩大网的最大传输距离。
交换机	数据链路层	交换机主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及流控制等。
路由器	网络层	实现局域网与广域网互联的主要设备，它能够把数据包按照一条最优的路径发送至目的网络。