网络设备认识介绍解析

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软件技术专业《数据链路层网络设备介绍》

软件技术专业《数据链路层网络设备介绍》
任务引入
知知识识介介绍绍
任务实施 常见问题解析
数据链路层网络设备主要解决的问题是在不同的网络间存储和转发数据帧。数据链路层网 络设备主要有交换机和网桥。
1交换机
交换机的工作本质就是根据地址转发数据帧,主要采用以下四种转发方式:
〔1〕直通式转发
直通式转发是指交换机在收到数据帧后,只要查看到数据帧的目的MAC地址,立即向相应的端口 转发。 〔2〕存储转发 存储转发是指交换机的每个商品被分配到一定的缓冲区,数据在进入交换机后读取完目标 MAC地址,凭借MAC地址表了解到转发关系后,数据会一直在此端口的缓冲区内存储,直 到数据填满缓冲区然后一次把所有数据转发到目的地。
3 常用网络设备的认识
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任务引入知识介绍ຫໍສະໝຸດ 任务实施常见问题解析
〔3〕改进型直通式转发
改进型直通式转发是利用直通转发迟延小的优势,同时也会检查每个数据帧的长度。
〔4〕自适应转发
交换机根据网络的状况自动更换数据交换方式。
2网桥
网桥的功能是完成数据帧的转发,主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。
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3 常用网络设备的认识
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内容总结
任务引入。数据链路层网络设备主要解决的问题是在不同的网络间存储和转发数据帧。 交换机的工作本质就是根据地址转发数据帧,主要采用以下四种转发方式:。直通式转 发是指交换机在收到数据帧后,只要查看到数据帧的目的MAC地址,立即向相应的端口 转发。改进型直通式转发是利用直通转发迟延小的优势,同时也会检查每个数据帧的长 度。网桥的功能是完成数据帧的转发,主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。感 谢您的聆听

三种无线设备的区别详细介绍

三种无线设备的区别详细介绍

三种无线设备的区别详细介绍三种无线设备的区别详细介绍随着近几年无线网络的飞速发展,从企业到家庭都开始在不同的领域体验着自由上网的乐趣。

那么作为网民一族,你知道什么是无线AP,什么是无线路由器,什么又是无线网桥,我想家里上网该用哪一种设备?今天店铺就详细的谈谈这几者之间的区别,以解初识无线的朋友的心中之惑。

一、由名称看区别首先来看无线AP,AP是英文ACCESS POINT的首字母所写,翻译过来就是“无线访问点”或“无线接入点”,从名字上看就是通过它,能把你的拥有无线网卡的机器接入到网络中来。

它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问,在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。

通俗的讲,无线AP是无线网和有线网之间沟通的桥梁。

由于无线AP的覆盖范围是一个向外扩散的圆形区域,因此,应当尽量把无线AP放置在无线网络的中心位置,而且各无线客户端与无线AP 的直线距离最好不要超过太长,以避免因通讯信号衰减过多而导致通信失败。

无线AP相当于一个无线集线器(HUB),接在有线交换机或路由器上,为跟它连接的无线网卡从路由器那里分得IP。

无线路由器,从名称上我们就可以知道这种设备具有路由的功能,大家可能对有线的宽带路由器有所了解,那么我们可以说无线路由器是单纯型AP与宽带路由器的一种结合;它借助于路由器功能,可实现家庭无线网络中的Internet连接共享,实现ADSL和小区宽带的无线共享接入,另外,无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网,这样子网内的各种设备交换数据就非常方便。

无线路由器就是AP、路由功能和集线器的集合体,支持有线无线组成同一子网,直接接上上层交换机或ADSL猫等,因为大多数无线路由器都支持PPOE拨号功能。

说到无线网桥,首先大家要了解网桥的概念,网桥(Bridge)又叫桥接器,它是一种在链路层实现局域网互连的存储转发设备。

网桥有在不同网段之间再生信号的功能,它可以有效地联接两个LAN(局域网),使本地通信限制在本网段内,并转发相应的信号至另一网段。

光纤网络设备概述

光纤网络设备概述

光纤网络设备概述
光纤网络设备是一种基于光纤传输技术的网络通信设备,它利用光信号进行数据传输,具有高速、大容量、抗干扰能力强等特点。

光纤网络设备通常包括光纤收发器、光纤交换机、光纤调制解调器、光纤接口卡等组成。

光纤收发器是将电信号转换为光信号或将光信号转换为电信号的设备,一般用于光纤的发送和接收。

光纤交换机是一种专门用于光纤网络的交换设备,用于在光纤网络中进行数据的转发和交换。

光纤调制解调器用于将数字信号转换为光信号或将光信号转换为数字信号,是光纤网络中的重要设备之一。

光纤接口卡是将计算机或其他设备与光纤网络连接的设备,用于实现数据的输入和输出。

光纤网络设备在现代通信领域中起着非常重要的作用,广泛应用于通信、互联网、电信、金融、交通等领域。

由于光纤网络设备具有高速、大容量、低延迟、抗干扰能力强等特点,可以满足大规模数据传输和高速通信的需求,因此在网络通信领域中得到了广泛的应用和推广。

总的来说,光纤网络设备作为一种高效的网络通信技术,将在未来的通信领域中发挥越来越重要的作用,为人们提供更快速、更可靠的网络通信服务。

认识网络互联设备

认识网络互联设备

路由器与网桥的区别
• 网桥独立于高层协议,它把几个物理网络连起 来后提供给用户的仍然是一个逻辑网络,用户 根本不知道有网桥存在;
• 路由器则利用互联网协议将网络分成几个逻辑 子网。路由器是面向协议的设备,能够识别网 络层地址,而网桥只能识别链路层地址或称 MAC地址 ,网桥对网络层地址视而不见。
(2) 根据总线,网卡可分为ISA、VESA、EISA、PCI、USB等接口类型。 USB接口网卡是最近几年才出现的产品,主要是为了满足没有内置网卡的笔 记本用户,它通过USB接口引出(如图4-7所示)。
图4-7 USB接口网卡
(3) 根据接口,网卡又可分为RJ45水晶口、BNC细缆口, AUI及FDDI等几类及综合了这几种插口类型于一身的二合一、三 合一网卡。
工作在数据链路层由于交换机中有端口与地址的对应表,因此 它能够将数据送往指定的端口,而其它端口可以继续向另外的端 口传送数据,从而避免了共享集线器同时只能有一对端口工作的 限制。对于一个N端口100 Mb/s的交换机而言,如果每两个端口相 互传送数据,由于每对端口在传送时都拥有100 Mb/s的频宽,因此 理论上可以获得的最大频宽为100×N/2(Mb/s),如图5-16所示。但 是,如果有多个端口同时要传送数据到同一端口,此时将和共享 集线器一网桥
(a) 本 地 网 桥
网桥 x.25网 络
(b) 广 域 网 桥
图6-1 网桥示例
6.2 路由器
路由器(Router)工作在OSI参考模型中的第三层(网络层),是 用于连接多个逻辑上分开的网络,经常使用在大型校园网和企 业网中。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从 一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器来完成。路由器 具有判断网络地址和选择数据传输路由的功能,它能在多网络 互连环境中建立灵活的连接,可用完全不同的数据分组和介质 访问方法连接各种子网。路由器工作在网络层,它只接收源站 或其他路由器的信息,不关心各子网使用的硬件设备,但要求 运行与网络层协议相一致的软件。

认识常用网络设备PPT课件

认识常用网络设备PPT课件
▪ 连接不同的局域网需要使用不同的网卡
• 以太网卡 • 令牌环网卡 • FDDI网卡 • ATM网卡
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1. 网卡的功能
▪ 数据缓存
• 匹配主机数据处理速率与网络的传输速率
▪ 帧的封装/解封装
• 加上控制字段→以帧为单位进行传输→卸下控制字段
▪ 介质访问控制
• CSMA/CD、Token Passing
▪ 串/并转换
• 将主机的并行数据转换成串行位流
▪ 数据编码/解码
• 转换为适合网络介质传输的信号形式
▪ 数据发送/接收
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2. 网卡的结构
▪ 发送/接收部件——负责信号的发送、接收 ▪ 载波检测部件——检测介质上有否信号 ▪ 发送/接收控制部件及数据缓冲区 ▪ 曼彻斯特编码/解码器——对发送的数据编码,变换成适
▪ 中继器(集线器)
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
中继器 PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网段1
网段2
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网桥(交换机)的概念结构
▪ 网桥(交换机)
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网桥 DL
PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
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网桥转发的例子:A→B, A→C
转发表
A B
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C
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转发表的建立
▪ 刚加电时转发表为空;
▪ 在转发过程中逆向自学习路由;
• 逆向学习——检查收到的报文的源MAC地址:
▪ 若收到的报文的源MAC地址不在转发表中,则插入到表中。

认识计算机网络

认识计算机网络

认识计算机网络计算机网络是当今信息社会中不可或缺的一部分。

随着科技的不断发展,计算机网络已经渗透到我们日常生活的方方面面。

正是由于计算机网络的存在,我们可以享受到互联网带来的众多便利。

本文将从计算机网络的定义、发展历程、组成结构以及应用领域等方面,对计算机网络进行全面的介绍和解析。

一、计算机网络的定义与发展历程计算机网络是由若干结点(节点)通过通信链路互连起来,实现信息传递和资源共享的系统。

它的出现使得多台计算机之间能够进行数据交换和通信,从而形成了全球范围的互联网。

计算机网络可以追溯到20世纪60年代的ARPANET,而现代互联网则是在20世纪90年代得以普及。

二、计算机网络的组成结构计算机网络包括硬件和软件两个方面。

硬件层面主要包括计算机(节点)、通信介质和网络设备等;而软件层面则包括网络通信协议、网络操作系统和应用软件等。

计算机网络按其覆盖范围可以分为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)以及互联网等不同种类。

各种不同的网络结构和协议相互配合,实现了计算机网络的高效运行。

三、计算机网络的应用领域计算机网络的应用领域非常广泛,涵盖了教育、商业、社交媒体、通信等各个方面。

在教育领域,计算机网络提供了多媒体教学平台和远程教育等方式,使得学习更加便捷高效。

在商业领域,电子商务和在线支付等应用方便了人们的购物和交易。

社交媒体的兴起更加拉近了人与人之间的距离,让信息传递变得更为迅速。

此外,计算机网络在科学研究、军事通信和医疗健康等领域也发挥着重要的作用。

作为计算机网络的用户,我们也要注意网络安全和隐私保护。

随着网络犯罪的不断增多,我们需要加强对计算机网络的安全防护,保护个人信息不被盗取和滥用。

总结起来,计算机网络的发展为我们的生活带来了巨大的变化和便利。

它极大地推动了信息社会的发展,改变了我们的工作方式和生活方式。

随着技术的不断创新和进步,相信计算机网络将会在未来发挥更加重要的作用。

常用无线局域网设备 网络设备解析

常用无线局域网设备网络设备解析在当今数字化的时代,无线局域网(WLAN)已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。

无论是在家中享受无线网络带来的便利,还是在办公室中实现高效的无线办公,都离不开一系列的无线局域网设备。

这些设备相互协作,为我们构建了一个无缝连接的网络环境。

接下来,让我们一起深入了解一下常用的无线局域网设备。

首先,无线路由器无疑是无线局域网的核心设备。

它就像是一个交通枢纽,将来自互联网服务提供商(ISP)的网络信号接收进来,并以无线的方式分发给各个连接的设备。

无线路由器通常具备多个以太网端口,用于连接有线设备,如台式电脑、网络打印机等。

同时,它还支持多种无线标准,如 80211n、80211ac 甚至是最新的 80211ax(WiFi 6),以提供不同的传输速度和覆盖范围。

在选择无线路由器时,我们需要考虑多个因素。

信号覆盖范围是一个关键因素,如果您的居住或办公空间较大,可能需要选择具有更强信号发射能力或支持 Mesh 组网的路由器,以确保每个角落都能接收到稳定的信号。

传输速度也很重要,如果您有大量的数据传输需求,如高清视频播放、在线游戏等,那么选择支持更高传输速率的路由器将能带来更好的体验。

此外,路由器的安全性也是不容忽视的,它应该具备防火墙、WPA/WPA2 加密等功能,以保护您的网络免受未经授权的访问。

无线接入点(AP)是另一种常见的无线局域网设备。

在一些大型场所,如商场、学校、企业办公室等,单个无线路由器的覆盖范围可能无法满足需求,这时就需要部署多个无线接入点来扩展网络覆盖。

无线接入点可以通过有线方式连接到网络,然后将网络信号以无线的形式发射出去。

与无线路由器不同的是,无线接入点通常不具备路由功能,它的主要作用就是提供无线网络接入。

对于无线接入点的选择,需要根据覆盖区域的大小、用户数量以及网络需求来决定。

有些无线接入点支持 PoE(以太网供电),这使得安装和部署更加方便,无需为每个接入点单独铺设电源线。

网络设备的认识和使用

实验一 网络设备的认识和使用一、实验目的1、认识网络交换机(集线器)、网卡、网线、RJ-45水晶头、网线测试仪;2、掌握网线水晶头的做法;3、使用网线测试仪判断网线故障。

二、实验器材计算机、交换机、网卡、网线、RJ-45水晶头、网线测试仪。

三、实验原理1. 双绞线的两种排线标准T568A/T568B 的比较:(1) 每对线没有本质的区别,只是颜色上的区别(2) 本质的问题是要保证:1,2 线对是一个绕对3,6 线对是一个绕对4,5 线对是一个绕对7,8 线对是一个绕对(3) 不要在电缆一端用T568A ,另一端用T568B(4) T 568A/T568B 的混用是跨接线的特殊接线方法(5) 工程中使用比较多的是 T568B 打线方法2. 网络适配器(网卡)的分类:按照网卡的速率分为10Mbps 网卡、10/100Mbps 网卡和1000Mbps 网卡;按照网卡支持的传输介质分为粗缆网卡、细缆网卡、双绞线网卡和光纤网卡。

3. 集线器的分类:按集线器支持的传输速率分为10Mbps 集线器、100Mbps 集线器和10/100Mbps 自适应集线器3类。

按集线器是否能够堆叠分为普通集线器和可堆叠式集线器两类。

按集线器是否支持网管功能分为简单集线器和带网管功能的智能集线器两类。

四、实验内容及要求1. RJ-45插头的打线标准与制作(1) 先抽出一小段线,然後先把外皮剥除一段;双绞线排线标准(T568A 和T568B )整箱5类双绞线(2) 将双绞线反向缠绕开(根据标准排线:注意这里非常重要)(3) 铰齐线头;(4) 插入插头;(5) 用打线钳夹紧;(6) 使用测试仪测试。

2. 认识集线器(或交换机)及网络适配器。

双绞线和水晶头示意图。

常见的网络设备及协议分析

一、常见的网络设备我们常见的网络设备主要有:集线器,网桥,路由器,交换机,调制解调器,服务器,中继器等集线器集线器的英文称为“Hub”。

“Hub”是“中心”的意思,集线器的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。

它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层,即“物理层”。

集线器与网卡、网线等传输介质一样,属于局域网中的基础设备,采用CSMA/CD(一种检测协议)访问方式。

HUB按照对输入信号的处理方式上,可以分为无源HUB、有源HUB、智能HUB。

主要生产厂家:3Com D-Link 普联水星网桥网桥(Bridge)像一个聪明的中继器。

中继器从一个网络电缆里接收信号,放大它们,将其送入下一个电缆。

相比较而言,网桥对从关卡上传下来的信息更敏锐一些。

网桥是一种对帧进行转发的技术,根据MAC分区块,可隔离碰撞,将网络的多个网段在数据链路层连接起来,并对网络数据的流通进行管理。

它工作于数据链路层,不但能扩展网络的距离或范围,而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。

路由器路由器(Router)是连接因特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号的设备。

路由器是互联网络的枢纽、"交通警察"。

目前路由器已经广泛应用于各行各业,各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。

路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型第二层(数据链路层),而路由发生在第三层,即网络层。

这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需使用不同的控制信息,所以两者实现各自功能的方式是不同的。

主要的生产厂家有:普联(TP-link) D-Link 华为 CISCO(思科) 金浪 LINKSYS Netcore 网件Netgear 阿尔法 V igor 博达 Accton(智邦) 华硕 合勤 腾达交换机交换机(英文:Switch,意为“开关”)是一种用于电信号转发的网络设备。

计算机网络系统的组成功能分类及常见网络设备认识

计算机网络系统的组成功能分类及常见网络设备认识1.硬件设备:包括计算机、路由器、交换机、网卡、光纤、电缆等网络设备。

2.软件:包括网络协议、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)等网络协议,以及网络管理软件、网络安全软件等。

3.数据通信链路:用于相互连接各个设备的物理链路,可以是电缆、光缆、无线信号等。

4.网络通信协议:用于规定数据在网络中传输的方式和规则,如TCP/IP协议族。

5.网络拓扑结构:指网络中设备之间的连接方式,包括星型、总线型、环型、树型等。

1.数据通信:通过网络连接,实现不同计算机之间的数据传输和交流。

2.资源共享:通过网络连接,实现存储设备、打印机、数据库等资源的共享,提高资源利用率。

3.远程访问:通过网络连接,实现对其他计算机或服务器的远程访问和管理。

4.分布式处理:通过网络连接,将任务分割成多个子任务,由不同的计算机共同完成,提高处理效率。

5.信息传播:通过网络连接,实现信息的即时传播和共享,如电子邮件、即时通讯等。

1. 局域网(Local Area Network,LAN):覆盖较小范围的网络,通常在一个建筑物或校园内部,用于实现内部通信和资源共享。

2. 广域网(Wide Area Network,WAN):跨越较大范围的网络,如跨越城市、省份或国家,用于实现远程通信和资源共享。

3. 城域网(Metropolitan Area Network,MAN):覆盖城市范围的网络,通常是将多个局域网连接起来构成的。

4. 无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN):通过无线技术实现的局域网,如Wi-Fi网络。

常见的网络设备认识:1. 路由器(Router):用于将数据包从一个网络传输到另一个网络,负责网络之间的数据转发和路由选择。

2. 交换机(Switch):用于构建局域网,将数据包从源设备转发到目标设备,实现局域网内部的数据交换。

3. 网卡(Network Interface Card,NIC):用于连接计算机与网络,将计算机的数据转换成网络可以识别的形式。

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网络设备认识介绍解析知识网络是知识参与者之间的社会网络。

能够实现个人、组织与组织外部的知识创造与传递,人们透过知识网络进行信息合作与交流。

目标是把技术与人连接起来,实现智力资本、结构资本和顾客资本的有效结合。

可分为内部知识网络和外部知识网络,前者强调组织内部员工间与组织间的知识交流,后者强调组织外部的知识来源,包括社区、国家社会关系,以及竞争者。

下面是小编收集整理的网络设备认识介绍解析范文,欢迎借鉴参考。

网络设备认识介绍解析(一)网络设备现在已经成了家里必不可缺的一块,而如何选购网络设备也是个不小的问题,比如路由器,交换机,网卡等等。

今天就在这里给大家推荐几款网络硬件吧。

1:斐讯K3C什么?斐讯不是翻车了吗?怎么还推荐斐讯?没错,斐讯在狗东的车是翻了,但是K3C却依旧是一款值得购买的产品,在转转上基本160元左右就能收到,买回来刷个官改固件还是可以的,就是CPU和网络芯片比较热,能达到80℃以上。

但是冲着它支持MU-MIMO以及千兆WAN+3口千兆LAN的规格来说,160元的价格可以说超值了,还是全新的,非洋垃圾可以比,信号也不错。

2:Mikrotik RB750Gr3(千兆有线)其实这款产品硬件配置上没有什么出彩之处,MTK7621A+16MB ROM+256MB RAM,也许你看到这会说:什么?现在不都是无线路由器了吗?你推荐个千兆有线路由是几个意思?还是烂大街的MTK7621。

但是这款路由值钱在它的固件上,它默认标配的固件就是ROS,而ROS的大名在玩路由器的朋友里面基本无人不知无人不晓,所以这款千兆路由器功能十分强大,而且因为发热低,非常适合扔在弱电箱里面,而且即便你是千兆宽带,也不会出现性能不足的问题,经使用这款路由的朋友测试,600M 宽带转发最高只吃了14%的CPU,这NAT性能可以说和交换机有的一拼了。

应付千兆宽带是完全没问题的。

而且还拥有ROS的L4授权,340元的价格真的不算贵了。

至于无线,你可以去找个无线路由器或者老路由器做AP即可,反正K2P这种100出头就能买到。

3:支持VLAN的千兆交换机这款交换机就是我之前客厅实现双线合一使用的那款,但是这个固件好像不少厂家都在用,而且品牌略有不同,所以具体不推荐哪个牌子了,都是深圳出的。

支持网管功能,VLAN等,非常适合用来组建家庭网络,而且发热很低,扔在弱电箱毫无问题,至于买5口还是8口看个人需求,链路汇聚,镜像,WAN扩WAN等功能一个不少,而价格仅仅百元出头,而它的功能,路由器是基本做不到的,所以这里推荐有需求的朋友购买。

要知道同价位的品牌货可是贵了好多倍。

4:1037U/J1900软路由如果你觉得ARM或者MIPS路由器已经满足不了你的需求,那么x86软路由绝对是你的不二选择,对家庭用户来说,1037U的软路由基本是到顶了,而一般人来说选择J1900的路由器更合适,因为价格更便宜,而且不需要风扇,1037U虽然性能强大,但是软路由体积相对较大,而且有风扇散热的情况下肯定会带来额外的噪音,固件方面都支持爱快,ROS,LEDE,OP等,如果你不满足也可以去装windows。

总之软路由基本是够你玩的,性能对一个路由器来说已经是非常够用了。

5:intel 9260AC(不支持AMD主板)这是一款M.2规格的无线网卡,在5GHz wifi已经基本普及的今天,怎么能没有一款支持5GHz wifi的网卡呢?虽然很多主板默认都标配了无线网卡,但是基本都是433Mbps的寒酸货,速度并没有比2.4GHz快多少,而9260AC作为一款不到100元的M.2网卡,支持1.7GHz wifi+蓝牙5.0,可以满足你很长一段时间的无线wifi需求,但是不兼容AMD的主板,如果AMD主板的话,建议购买8265AC,速率是866Mbps,支持蓝牙4.2,MU-MIMO也支持。

可以拿来连接XBOX手柄,蓝牙耳机等。

但是要注意的是,这里的M.2接口可不是M.2的SSD接口,是M.2网卡所使用的。

当然如果你的主板没有M.2网卡接口,也可以淘宝30元买张转接卡解决问题。

网络设备认识介绍解析(二)抽象网络设备的原理及使用网络虚拟化是 Cloud 中的一个重要部分。

作为基础知识,本文详细讲述 Linux 抽象出来的各种网络设备的原理、用法、数据流向。

您通过此文,能够知道如何使用Linux 的基础网络设备进行配置以达到特定的目的,分析出 Linux 可能的网络故障原因。

Linux 抽象网络设备简介和磁盘设备类似,Linux 用户想要使用网络功能,不能通过直接操作硬件完成,而需要直接或间接的操作一个 Linux 为我们抽象出来的设备,既通用的 Linux 网络设备来完成。

一个常见的情况是,系统里装有一个硬件网卡,Linux 会在系统里为其生成一个网络设备实例,如 eth0,用户需要对 eth0 发出命令以配置或使用它了。

更多的硬件会带来更多的设备实例,虚拟的硬件也会带来更多的设备实例。

随着网络技术,虚拟化技术的发展,更多的高级网络设备被加入了到了 Linux 中,使得情况变得更加复杂。

在以下章节中,将一一分析在虚拟化技术中经常使用的几种 Linux 网络设备抽象类型:Bridge、802.1.q VLAN device、VETH、TAP,详细解释如何用它们配合Linux 中的 Route table、IP table 简单的创建出本地虚拟网络。

相关网络设备工作原理BridgeBridge(桥)是 Linux 上用来做 TCP/IP 二层协议交换的设备,与现实世界中的交换机功能相似。

Bridge 设备实例可以和 Linux 上其他网络设备实例连接,既 attach 一个从设备,类似于在现实世界中的交换机和一个用户终端之间连接一根网线。

当有数据到达时,Bridge 会根据报文中的 MAC 信息进行广播、转发、丢弃处理。

Bridge 的功能主要在内核里实现。

当一个从设备被 attach 到 Bridge 上时,相当于现实世界里交换机的端口被插入了一根连有终端的网线。

这时在内核程序里,netdev_rx_handler_register()被调用,一个用于接受数据的回调函数被注册。

以后每当这个从设备收到数据时都会调用这个函数可以把数据转发到 Bridge 上。

当 Bridge接收到此数据时,br_handle_frame()被调用,进行一个和现实世界中的交换机类似的处理过程:判断包的类别(广播/单点),查找内部MAC 端口映射表,定位目标端口号,将数据转发到目标端口或丢弃,自动更新内部 MAC 端口映射表以自我学习。

Bridge 和现实世界中的二层交换机有一个区别,图中左侧画出了这种情况:数据被直接发到 Bridge 上,而不是从一个端口接受。

这种情况可以看做 Bridge 自己有一个 MAC 可以主动发送报文,或者说 Bridge 自带了一个隐藏端口和寄主 Linux 系统自动连接,Linux 上的程序可以直接从这个端口向 Bridge 上的其他端口发数据。

所以当一个 Bridge 拥有一个网络设备时,如 bridge0 加入了 eth0 时,实际上 bridge0 拥有两个有效 MAC 地址,一个是 bridge0 的,一个是 eth0 的,他们之间可以通讯。

由此带来一个有意思的事情是,Bridge 可以设置 IP 地址。

通常来说 IP 地址是三层协议的内容,不应该出现在二层设备 Bridge 上。

但是 Linux 里 Bridge 是通用网络设备抽象的一种,只要是网络设备就能够设定 IP 地址。

当一个 bridge0 拥有 IP 后,Linux 便可以通过路由表或者 IP 表规则在三层定位 bridge0,此时相当于 Linux 拥有了另外一个隐藏的虚拟网卡和 Bridge 的隐藏端口相连,这个网卡就是名为 bridge0 的通用网络设备,IP 可以看成是这个网卡的。

当有符合此 IP 的数据到达 bridge0 时,内核协议栈认为收到了一包目标为本机的数据,此时应用程序可以通过 Socket 接收到它。

一个更好的对比例子是现实世界中的带路由的交换机设备,它也拥有一个隐藏的 MAC 地址,供设备中的三层协议处理程序和管理程序使用。

设备里的三层协议处理程序,对应名为 bridge0 的通用网络设备的三层协议处理程序,即寄主 Linux 系统内核协议栈程序。

设备里的管理程序,对应 bridge0 寄主 Linux 系统里的应用程序。

Bridge 的实现当前有一个限制:当一个设备被 attach 到 Bridge 上时,那个设备的 IP 会变的无效,Linux 不再使用那个 IP 在三层接受数据。

举例如下:如果 eth0 本来的 IP 是 192.168.1.2,此时如果收到一个目标地址是 192.168.1.2 的数据,Linux 的应用程序能通过 Socket 操作接受到它。

而当 eth0 被 attach 到一个 bridge0 时,尽管eth0 的 IP 还在,但应用程序是无法接受到上述数据的。

此时应该把 IP 192.168.1.2赋予 bridge0。

另外需要注意的是数据流的方向。

对于一个被 attach 到 Bridge 上的设备来说,只有它收到数据时,此包数据才会被转发到 Bridge 上,进而完成查表广播等后续操作。

当请求是发送类型时,数据是不会被转发到 Bridge 上的,它会寻找下一个发送出口。

用户在配置网络时经常忽略这一点从而造成网络故障。

VLAN device for 802.1.qVLAN 又称虚拟网络,是一个被广泛使用的概念,有些应用程序把自己的内部网络也称为 VLAN。

此处主要说的是在物理世界中存在的,需要协议支持的 VLAN。

它的种类很多,按照协议原理一般分为:MACVLAN、802.1.q VLAN、802.1.qbg VLAN、802.1.qbh VLAN。

其中出现较早,应用广泛并且比较成熟的是 802.1.q VLAN,其基本原理是在二层协议里插入额外的 VLAN 协议数据(称为 802.1.q VLAN Tag),同时保持和传统二层设备的兼容性。

Linux 里的 VLAN 设备是对 802.1.q 协议的一种内部软件实现,模拟现实世界中的 802.1.q 交换机。

Linux 里 802.1.q VLAN 设备是以母子关系成对出现的,母设备相当于现实世界中的交换机TRUNK 口,用于连接上级网络,子设备相当于普通接口用于连接下级网络。

当数据在母子设备间传递时,内核将会根据 802.1.q VLAN Tag 进行对应操作。

母子设备之间是一对多的关系,一个母设备可以有多个子设备,一个子设备只有一个母设备。

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