在資料鏈路層工作的主要裝置,常見的有網絡卡,網橋,和二層交換機.
網絡卡,也叫網路介面卡,是安裝在計算機上,用來連線計算機網路的,是計算機網路中最基礎的網路裝置,網絡卡型別總的來說分為有線乙太網卡,wlan無線網絡卡兩大類.
常見的有雙絞線乙太網卡:
網絡卡和區域網之間的通訊是通過電纜或雙絞線以序列傳輸方式進行的,網絡卡將計算機的資料封裝成幀,並且通過上述裝置將資料傳送到網路上,而網絡卡和計算機之間的通訊則是通過計算機主機板上的i/o匯流排以並行傳輸方式進行,網絡卡接收其他網路上傳送來的幀,並將幀重新組合成資料,通過主機板上的匯流排傳給計算機。因此，網絡卡的乙個重要功能就是要進行序列/並行轉換。
世界上每乙個網絡卡上面都有乙個唯一的編碼,稱為mac位址,mac位址是固化在網絡卡上的,一般不可改變,是網路上用來表示乙個網路硬體裝置的識別符號.
mac位址長度一般為48位,前24位稱為機構唯一識別符號,由ieee分配以標識不同的生產廠商.後24位稱為擴充套件識別符號,用來表示每個網絡卡,由生產廠商指定.
mac位址常用12位16進製制數來表示,如 00-23-5a-15-99-42.
網橋是早期的兩端口二層網路裝置,是用來連線不同網段的裝置,同時可以隔離衝突域,因為它的兩個埠不是共享一條匯流排的(分別有一條獨立的交換通道),比當時的集線器(hub)效能更好(集線器各埠是共享同一條匯流排的),後來網橋被具有更多埠,同時也能隔離衝突域的交換機所取代了.
網橋只有兩個埠,所以所連線的兩個物理網段的主機通常是由當時的集線器集中連線的,網橋埠一般不直接連線主機.軟體中通常所說的橋接(如vmware中的橋接工作模式)也就是網橋的作用,它連線的也是同一網路或子網中的不同網段.
如圖,假設主機a要向主機d傳送資料,網段一和網段二的主機實際是通過集線器進行連線管理的,集線器是物理層裝置,不能識別幀中的mac位址,所以會以廣播的方式傳送幀資料:
1,當網橋收到集線器的廣播幀後,網橋會把幀中的源mac位址和目標mac位址,與站表(快取)中儲存的mac位址進行比較.
2,如果發現這兩個mac位址屬於同一物理網段,則網橋不會把該幀**到下乙個埠,這裡即網段上的主機,直接丟棄資料幀,起到了隔離衝突域的作用,這裡因為是主機a傳送給主機d,二者的mac位址不在同一網段,那麼網橋會把該幀資料**到網段2上,再通過集線器以複製的方式廣播到主機d上.d就能收到來自主機a的資料了.
起初,網橋的快取表中是沒有任何mac位址的,他可以通過自動記錄學習,很快的都把整個網路中各主機mac位址和對應的物理網段全部記錄下來,形成一張對映表.
交換機可以說是集線器和網橋的公升級換代產品,它既具有集線器一樣的集中連線功能,又具有網橋的資料交換功能,所以交換機被稱為多埠的網橋,其實也可以稱作是帶有交換功能的集線器.
下圖就是乙個交換機:
具有多個交換介面,不僅每個介面可以連線乙個不同的網段(交換機上乙個埠對應乙個物理網段),還可以有大量的埠來集中連線主機,這樣就同時擔任了集線器和網橋的雙重功能.
資料**效率更高,集線器是使用廣播方式傳送資料,會使通道負荷很大,且利用率低,有了交換機之後,直接連線主機,資料的**就可以直接通過提取幀中的mac位址來直接傳送到目標主機上,而不是通過廣播方式,**效率和通道利用率都大大提高.
更強的mac位址自動學習能力,交換機的快取也比網橋的大,適用於較大的網路.
交換機工作原理和網橋差不多,並且現在的二層交換機一般都支援vlan(虛擬區域網),所以它還具有消除迴路,抑制廣播域的功能.
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