网络互联设备详解：从中继器到网关
网络互联设备详解：从中继器到网关
在现代网络环境中，各种网络互联设备发挥着至关重要的作用。从简单的信号放大到复杂的路由选择，这些设备构成了网络通信的基础。本文将详细介绍中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关等关键设备的工作原理和特点。
1. 中继器
中继器是工作在物理层上的连接设备，适用于同种网络的互联。信号在传输过程中会随信道的增长而衰减，中继器的主要功能是在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信息的复制、调整和放大，避免信号失真带来的接收错误，增加信号的传输的距离。
2. 集线器
集线器是中继器的一种，它同样工作在物理层。集线器具有多个端口，可以自身为中心集中网络节点，对接收到的信号进行再生放大，以增加信号的传输距离。根据端口数量的不同，集线器可分为4口、8口、16口、24口、32口等，通过这些接口，集线器可作为相应数量节点的中继。
3. 网桥（优于集线器）
网桥工作在数据链路层，它也具备延长网络跨度的功能，同时它还提供智能化连接服务，可根据帧的终点地址有选择地进行转发和过滤，允许不同网段上的用户同时进行通信，起到了隔离作用，并在一定程度上增加了网络宽度。
4. 交换机
交换机也是网络中的一种集线设备，与集线器一样，它能以自身为中心连接网络节点，能对接收到的信息进行再生放大以增加网络传输距离；但它又与集线器不同——交换机是一种交换式设备。作为交换设备，交换机的每一个端口能为与之相连的节点提供专用的带宽，让每个节点独占信道。
交换机的特点：
1.独享宽带，采用交换机组建的交换式以太网的网络带宽不会因节点数量的增加而减少，网络性能也不会因负荷的增加而降低。
2.多节点可并行通信，交换机允许自身连接的多对设备同时建立通信链路，进行数据交换。
3.可灵活配置端口速率。交换机允许各节点按照自身需求灵活配置端口速率，且交换机不仅支持某种速率的端口，还支持端口自适应配置。
4.便于管理。交换机支持构造虚拟局域网（VLAN），以软件的方式通过逻辑工作组划分和管理网络中的设备。
5. 路由器
路由是指分组从源到目的地时，决定端到端路径的网络范围的进程。路由功能由工作在OSI参考模型第三层的数据包转发设备——路由器提供。路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它通过转发数据包实现网络互连，当数据从一个子网传输到另一个子网时，路由器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。
6. 网关
网关又称间接连接器，协议转换器，它是信息从一个网络发往另一个网络需经过的一道“关口”。网关是最复杂的网络互联设备，仅用于两个高层协议不同的网络互联。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备，使用在通信协议，数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，与只是简单现实信息传递的网桥不同，网关是一个翻译器，会对收到的信息重新打包，以适应目的系统的需求。