网络硬件设备

网络硬件设备发展现状及其趋势

一、 主要硬件设备

1、网卡

网络接口卡(Network Interface Card，NIC)，又称网卡或网络适配器，工作在数据链路层的网络组件，是主机

和网络的接口，用于协调主机与网络间数据、

指令或信息的发送与接收，硬件结构如右图

所示。在发送方，把主机产生的串行数字信

号转换成能通过传输媒介传输的比特流；在

接收方，把通过传输媒介接收的比特流重组成为本地设备可以处理的数据。

二、中继器

中继器(Repeater)是网络物理层上面的连接设备。适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是对数据信号进行再生和还原，重新发送或者转发，扩大网络传输的距离。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，它完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同。如上图所示，经过远距离传输过来的信号经过中继器处理后，再传输到各设备。

3、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，网桥将两个相似的网络连接起来，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。网桥可以是专门硬件设备，也可以由计算机加装的网桥软件来实现，这时计算机上会安装多个网络适配器（网卡）。

4、集线器

集线器(Hub)是属于物理层的硬件设备，可以理解为具有多端口的中继器。同样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，它采用广播方式转发数据，不具有针对性。

5、交换机

交换机(Switch)是一种用于信号转发的网络设备。与集线器广播的方式不同，它维持一张MAC地址表，可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。主要有二重交换机和三重交换机，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，三重交换机带路由功能，工作于网络层。网络中的交换机一般默认是二重交换机。

6、路由器

路由器工作在OSI体系结构中的网络层，能够根据一定的路由选择算法，结合数据包中的目的IP地址，确定传输数据的最佳路径。同样是维持一张地址与端口的对应表，但与网桥和交换机不同之处在于，网桥和交换机利用MAC地址来确定数据的转发端口，而路由器利用网络层中的IP地址，来作出相应的决定。由于路由选择算法比较复杂，路由器的数据转发速度比网桥和交换机慢，主要用于广域网之间或广域网与局域网的互连。

7、网关

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连，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。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。

在使用不

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。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。

8、调制解调器

调制解调器(Modem)，它的作用是模拟信号和数字信号的“翻译员”。我们使用的电话线路传输的是模拟信号，而PC机之间传输的是数字信号，当通过电话线把电脑连入Internet时，就必须使用调制解调器来转换两种不同的信号。当PC机向Internet发送信息时，由于电话线传输的是模拟信号，所以必须要用调制解调器来把数字信号翻译成模拟信号，才能传送到Internet上，这个过程叫做调制。当PC机从Internet获取信息时，由于通过电话线从Internet传来的信息都是模拟信号，所以PC机想要看懂它们，还必须借助调制解调器，这个过程叫作解调。

9、防火墙

防火墙(FireWall)是一个位于计算机和它所连接的网络之间的软件或硬件(硬件防火墙将隔离程序直接固化到芯片上，因为价格昂贵，用的较少，如国防部以及大型机房等)，它实际上是一种隔离技术。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问权限控制，它能将非法用户或数据拒之门外，最大限度地阻止网络上黑客的攻击，从而保护内部网免受入侵。防火墙主要由服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关4个部分组成。

10、传输介质

网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤等。

二、 设备发展趋势

1. 有分散性到高度整合型设备

在传统的网络建设中，路由器、交换机、防火墙、VOIP语音设备、杀毒软件缺一不可。不可否认这是一种多元化企业应用的必然的发展方向，但同样不可避免的会为我们的带来一些实际问题:高昂的维护成本、设备与设备之间的兼容性问题、设备之间速率的瓶颈等等影响着网络设备的性能。

一个企业级网管每天至少要维护4种以上的网络设备，并保证它们任何设备都不能停止工作;任何一个企业都很难做到全部设备使用相同品牌，而不同品牌之间的网络设备必然存在着兼容性问题，兼容性无法保证，性能必将受到影响。可见传统网络建设中存在着一定的弊病。

典型的传统网络拓扑

什么是整合型的网络设备？

整合型网络设备就是在不降低整体性能的前提下，将企业最常用的路由功能、高速交换、VPN虚拟专用网、语音电话、防火墙、防病毒/垃圾邮件功能整合在一台设备之中;将多种功能整合在一种设备之中，，必将是网络设备的一个发展方向。首先同种设备不会存在兼容性问题，因为各种应用均属于本设备的自身功能，兼容性问 题无从谈起;另外单一设备会大大降低其维护成本，维护一台设备与维护N台设备的成本性价比显而易见。

业界第一台真正意义的整合型网络平台