%% # 纲要 > 主干纲要、Hint/线索/路标 # Q&A #### 已明确 #### 待明确 > 当下仍存有的疑惑 **❓<font color="#c0504d"> 有什么问题?</font>** # Buffer ## 闪念 > sudden idea ## 候选资料 > Read it later %% # 网络设备总结 | | 设备 | 说明 | | ----------- | -------------------------- | ------------------------------- | | 网络层设备(三层) | **路由器、三层交换机** | **识别 IP 地址**,**连接==不同网段==**。 | | 数据链路层设备(二层) | **交换机**、**网桥** | **识别 MAC 地址**,**在==同一网段==内转发**, | | 物理层设备 | **集线器**、**中继器**、**双绞线/光纤** | | - **两台主机之间只需要一根网线连接**,配置**IP 地址为同一网段**,即可进行通信。 - **==同一网段内==多台设备间的通信**,需要通过集线器 or **交换机**。 - **==不同网段间==的通信**,需要通过路由器。 > [!NOTE] 二层、三层设备 > > ![image-20231226140133256|547](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络上两台主机之间的通信过程.assets/IMG-网络上两台主机之间的通信过程-F171037EA8F39FB5BF54580262E72E9A.png) > > > > > <br><br> # 网卡 **网卡**(Network Interface Card,**NIC**),也称 **==网络适配器==** 或 **==网络接口卡==**。 网卡是计算机上**负责将二进制的 0/1 数字信号转换成 "光电信号" 发出的硬件设备**,实现链路层的**以太网或无线网络**之间的通信。 > [!caution] 计算机必须要具有网卡才能进行网络通信! 如下图所示,网卡是**最终实际发出 "数据" 的==物理接口==**: ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-0200B04171CE095B0D2A811CFB02BF6F.png|845]] > [!example] 网卡发送的数据包 > > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-895A0DA9D0B3DB18264AEDA18ACAF4B2.png|565]] > > <br> ## 网卡的唯一标识——MAC 地址 网络硬件制造商会**为每一块网卡内部 ROM 中烧录一个==全球唯一的 MAC 地址==**,用作**该网卡的唯一标识**。 MAC 地址是由 **==制造商识别号==(OUI,由 IEEE 管理和分配)** 和 **==网卡序列号==** 两部分组成的, 共 **6 字节 48 位**,通常表示为 **12 个十六进制数**,其中**前 24 位为制造商识别号**,后 24 位为制造商指定的**唯一序列号**: ![image-20230909143343405|202](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/IP_MAC_地址.assets/IMG-IP_MAC_地址-66559C093311CC295DDA05D00EEF7167.png) > [!NOTE] MAC 地址中的 `FF:FF:FF:FF:FF:FF` 地址是**广播地址**。 > 当交换机接收到一个数据包的 MAC 地址如上时,该**交换机会将包发送到除源端口之外的所有端口**。 ^fcvm5i <br> ### MAC 地址的作用 MAC 地址也称 "**物理地址**" 或 "**硬件地址**",用于 "**==数据链路层==**" 寻址——**同一网段内的设备识别及数据传输**。 (同一网段,指位于**同一物理链路上——经由网线直连,或只经过交换机、集线器等 "二层或一层设备" 连接**) > [!NOTE] > 以太网规定,连入网络的所有设备都必须具有「**网卡**」接口,**数据包必须是从一块网卡,传送到另一块网卡**。 > 网卡的 MAC 地址就是数据包在 "数据链路层上" 上的发送地址和接收地址。 <br> ## 网卡的功能作用 网卡的功能包括: - (1)**提供 MAC 地址** - 每个网卡具有一个**唯一的 MAC 地址**,也即物理地址,<br>用于**在局域网内部(同一网段内)唯一地标识一个网络接口**,实现**物理设备识别和链路层数据传输**。 - (2)**被分配/持有 IP 地址** - "**计算机的 IP 地址**" 实质上是 "**==网卡的 IP 地址==**",IP 地址是分配给网卡的。 - (2)**提供连接至网络的==物理接口==** - 例如用于**连接网线的电口(==RJ45 接口==)**,用于**连接光模块的光口(SFP+、SFP28、QSFP+等)**,用于**无线网络的==无线接收发送装置==**,使计算机能够连接到网络,例如以太网、无线网络(Wi-Fi)或光纤网络。 - (3)**进行数据转换** - 网卡负责**将计算机的数字信号转换为适合在物理介质上进行传输的形式**。 - 对于有线网络,即是将数字信号转换为**电信号(在网线上)** 或 **光信号(在光纤上)** - 对于无线网络,则是将数字信号转换为**无线信号**。 - (4)**收发数据包及处理** - (5)**进行协议处理** - 网卡处理各种底层网络协议,如**以太网协议、Wi-Fi 协议**等,确保数据的发送和接收遵守特定的网络标准和协议。 > [!info] "**计算机的 IP 地址**" 实质上是 "**==网卡的 IP 地址==**"。 > > 每一块网卡均**具有 ==IP 地址==和 ==MAC 地址==**,**IP 地址**实际上是**分配给 "网卡" 的**。 > 装有多个网卡的计算机,就**具有多个 IP 地址**。 > > 网络包中的 "**源 IP 地址**" 即为发送方主机**用于发出该数据包的 "网卡" 的 IP 地址**。 <br> ## 网卡收发数据包的操作 - 发送时:封装以太网帧的 "**==帧头 & 起始帧分界符==**",以及帧尾的 "==**FCS 帧校验序列(用于错误检测)**=="。 - 接收时: - (1)网卡中的 MAC 模块完成**帧校验**(根据计算出 FCS 并于帧尾的 FCS 进行比对) - (2)检查包中 "**目的 MAC 地址**",若不是自己的包则丢弃。 - (3)去掉帧头、 MAC 头部以及 FCS 帧尾,**存入环形缓冲区**。 - (4)**触发==中断==**,通知 **CPU "网络包到达事件"**。 - ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-FEA9F962115535E1F895AB2716271C70.png|533]] ## 网卡的类型 根据网卡的**设备形式**、**网络传输方式**,有多种分类: - "**独立网卡**"与 "**集成网卡**" - 网卡可以是**独立的硬件设备**,如 **==PCI 或 PCIe 网卡==**,也可以**集成在主板上**(对于现代个人电脑和笔记本电脑)。 - "**有线网卡**" 与 "**无线网卡**": - **有线网卡(使用 RJ45 接口)** ,遵循**以太网标准**。 - **无线网卡(使用内置或外置的无线天线)**,遵循 **Wi-FI 标准**(IEEE 802.11n, 802.11ac 等) > [!example] 网卡示例 > > **RJ45 接口是与网卡一体**的,对于独立网卡而言就**嵌入在网卡的 PCB 板上**,对于**集成网卡**而言就**嵌入在主板上**。 > > ![image-20231224205945701|631](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-10330CE09C9E870299F306B5B985C0B2.png) > #### 专业的网卡类型划分 ![img|613](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-145EAD715306356BB17779DA932C04A2.png) 根据总线类型划分: - **ISA 总线网卡**:ISA 总线发布于 1981 年,是 IBM 标准兼容的总线结构。由于 9Mbps 的网卡速度较慢,ISA 总线接口逐渐被淘汰,现在市场上很少见。 - **PCI 总线网卡**:PCI 发布于 19 世纪 90 年代,替代了以前的 ISA 标准。它的固定宽度为 32 位(数据传输速率为 133MB/s)和 64 位(数据传输速率为 266MB/s)。这种类型的网卡最初用于服务器,后来逐渐应用于电脑。如今大多数电脑没有扩展卡,而是采用嵌入式网卡。因此,PCI 总线网卡已被其他总线接口取代,如 PCI- X 或 USB 接口。 - **PCI-X 网卡**:PCI- X 是一种增强的 PCI 总线技术。它支持 64 位运行,最高可达 1064MB/s。多数情况下 PCI- X 的插槽与 PCI 网卡是向后兼容的。 - **PCIe 网卡**:PCIe 是一种最新的标准,在计算机和服务器主板上很流行。PCIe 网卡现在有五个版本,分别支持不同的速度。 <br><br><br> # 网线 "网线" 是泛称,局域网中连接设备用的网线通常称之为 "**==双绞线==**",而互联网中通常采用 "**==光纤电缆==**"。 ## 双绞线 所谓 "**双绞**" 是指**以两根信号线为一组**缠绕在一起,旨在**抑制噪声的影响**[^1](P141)。 以太网中使用的**双绞线**有两种类型: - **==交叉线==(Crossover Cable)**——**网线两端使用==不同的线序标准==** - 水晶头两端分别**采用 568A 标准和 568B 标准**。 - 交叉线用于 **==同类型==网络设备的连接**,如**电脑与电脑**、**交换机与交换机、**、**路由器与路由器**等。 - **==直连线==(Straight-Through Cable)**——**网线两端使用==相同的线序标准==** - 水晶头两端**均使用 T568A 或 T568B 的标准**。 - 直通线用于 **==不同类==的网络设备连接**,如电脑与交换机、电脑与路由器、交换机与路由器等。 现代网络设备(如交换机和路由器)、网络终端的网线接口均具有 **==自动 MDI/MDIX==** 功能(Medium-Dependent Interface/Medium-Dependent Interface Crossover),**可以自动检测并配置所需的电缆类型(交叉线或直通线),即具备自动翻转功能,能进行自适应,不再需要区分使用的网线类型**。市面上所售的民用网线基本都是 "**==交叉线==**。" ### 交叉线与直通线的区别 参见[^1] (P147) > [!caution] 同类型设备间需要使用 "交叉线" 连接 > 两台设备间要进行通信,需要一端的 "**==发送线路==**" 连接至另一端的 "**==接收线路==**", > 而**同类型设备的 "网络接口"**(例如 RJ45 接口)的 **==线路顺序==** 是相同的,因此需要使用 "**==交叉线==**" 进行连接,如下图所示: > > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-A54FEAD8FA74E5F7B877C47D323415C0.png|481]] > > 两台同类型设备间如果使用 "**直连线**",会导致 "发送线路" 对接 "发送线路",而 "接收线路" 对接 "接收线路",无法通信。 > > [!caution] 不同类型设备间需要使用 "直连线" 连接 > > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-115E5CC722583AA80B5EEDA4706524FA.png|849]] > > <br> ### 双绞网线类型(根据性能标准分类) 根据双绞型电缆的**性能标准**,划分出以下类型(这些类型的网线都**可制作成交叉线或直通线**): | 类型 | 说明 | | ----------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | 五类线(Cat5) | 支持最高 **100 Mbps**的网络速度,工作在 100 MHz 频率。适用于**较早的以太网标准**,如 10/100 Mbps。<br> | | 超五类线(Cat5e) | 改进版的 Cat5,支持高达**1000Mbps(1 Gbps)** 的网络速度,工作在 100 MHz 频率,最远传输距离为 100 米。<br>广泛应用于**千兆以太网**(Gigabit Ethernet)。在普通家庭和办公网络中,Cat 5e 网线已经足够满足大多数应用需求。 | | 六类线(Cat6) | 支持最高 **10Gbps** 的传输速率,但在高速度下仅限于 55 米的传输距离,正常情况下工作在 250 MHz 频率。<br>在数据中心和企业网络中应用比较广泛,能够满足更高的带宽需求。 | | 超六类线(Cat6e) | 高级版本的 Cat6,支持**高达 10 Gbps**的网络速度,提供更好的抗干扰性能, <br>工作在 500 MHz 频率,最大传输距离可达 100 米。 | | 七类线(Cat7) | 支持最高 10Gbps 的传输速率,工作在 600 MHz 甚至更高频率,最远传输距离为 100 米。 <br>Cat 7 网线采用更为先进的屏蔽技术,通常配备屏蔽层,提供极佳的抗噪声干扰能力, <br>保证数据传输的可靠性,成本较高。 | ## 光纤电缆 光纤电缆采用光信号传输数据,具有高速、大带宽、低延迟、远距离传输等优点,是数据中心和企业网络中常用的传输介质之一。光纤网线的成本较高,适用于对带宽和传输速度要求比较高的应用场景。 <br><br><br> # 中继器 Repeater 中继器是一个**再生信号放大设备**,为物理层设备,其两端连接**网络线路中的物理传输介质**(如同轴电缆、光缆等)。 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**,导致接收错误。 中继器旨在解决该问题,其**对接收到的衰减的电信号进行同步整型放大**,保持与原信号相同,从而**扩大网络的传输距离**。 ![image-20231225154523015|504](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-305C98CBD8CC3585FC290B2722DA6C35.png) > [!caution] > - 中继器**不能连接两个传输速率不同的媒介**,例如无法连接两个分别为 1000、100Mbsp 的以太网。 > - 中继器不能无限延长网络,100Mbps 的以太网最多连接两个中继器。 <br><br><br> # 集线器 Hub 最简单的集线器也称 "**中继式集线器**",工作在 "**链路层(二层)**" ,**经由集线器连接的所有设备==属于同一个子网==**。 集线器的特点: - **会将任一端口接收到的消息,==向其他所有端口广播==**,交由各端口上的主机自行判断是否接收 - **半双工的工作模式**——**各端口共享物理传输介质 / 共享集线器总带宽**,上行通道上集线器一次只能传输一个任务,要么是接收数据,要么是发送数据。 > [!note] 集线器功能示意 > > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-B82BF5A0F4A5683C968B03805197256A.png|659]] > > <br><br><br> # 交换机 Switch 交换机也称 "**交换式集线器**" 或 "**多端口网桥**",工作在 "**链路层(二层)**",**经由交换机所连接的所有设备==属于同一个子网==**。 交换机的特点: - **根据收到的数据包中的 "目的 MAC 地址" ==向指定端口进行 "转发"==**。 - **全双工的工作模式模式**,其内部 MAC 模块的 "发送" 和 "接收" 电路彼此独立,可同时工作。 ### 交换机的功能 交换机内部维护有一个 "**==MAC 地址表==**",当其接收到一个数据包时,其会根据数据包中 "**MAC 头部**" 里的 "**==目的 MAC 地址==**",查询自身 MAC 地址表,找到对应的 "**端口号**",将数据包 **==单独转发至目的端口==**。 > [!note] 交换机功能示意 > > ![image-20230909155516928|730](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-7B2BCA1A1E78CC3E3EACED53865B4F03.png) > > 交换机**每个端口都具有自己的带宽**,可并行传输数据——即多个 **端口对** 之间可同时传输数据。 > [!caution] 交换机是二层设备,没有网卡,故其没有 MAC 地址和 IP 地址 <br> ### 交换机查表的三种特殊情况 交换机收到数据包后,查 MAC 表的结果,有三种**特殊情况**[^1] (P154): 1) 若 "目的 MAC 地址" 对应的 **"目的端口" 与接收到该包的 "源端口" 相同**,则直接 **==丢弃==该包**; 2) 若 "目的 MAC 地址" **不存在于表中**,则**向 "除源端口外的==所有端口==" 广播转发**; 3) 若 "目的 MAC 地址" 是一个 "**广播地址**",则 **向"除源端口外的所有端口" 广播转发**。 > [!caution] 在第一种情况下,若不丢弃数据包,就会导致重复发送两个相同包 > > 如下图所示: > > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-376F7EEFCA1758E553C7E22BC109E094.png|531]] > > > > <br> ### MAC 地址表 MAC 地址表的维护: - (1)收到包时,会将 "**发送方 MAC 地址**" 及其 "**输入端口号**" 填入表中。 - (2)表中记录在**一段时间未使用后会自动删除**。 > [!info] MAC 地址表 > > MAC 地址表中记录的是 "**交换机==各个端口==所直连的==网络设备的接口的 MAC 地址==**"(**一对一**关系)。 > > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-37F21B39B15E2B6F51033D3E643B0E71.png|582]] <br><br><br> # 网桥 Bridge 网桥是在 "**交换机**" 面世前用以 "**扩展以太网**" 的设备[^2],可以理解为 "**==具有两个端口的交换机==**",工作在**数据链路层(二层)**。 网桥与交换机类似,通过**识别帧中的 "==目的 MAC 地址=="** 对数据帧**进行转发和过滤**。 > [!NOTE] 交换机各个端口通常==连接独立的主机==,而网桥两端口通常==连接两个 LAN==。 > [!NOTE] 网桥只有两个端口,因此其 **MAC 地址表** 中的 "**端口号-MAC 地址**" 是 "**==一对多=="** 关系。 > > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-70DB701A41EE0A1DEF6D091605680B86.png|677]] > > <br><br><br> # 路由器 Router 路由器工作在 "**网络层(三层)**",其最核心的功能是根据数据包中的 "**目的 IP 地址**" 在 "**==不同网段==**"之间进行**路由转发**。 > [!NOTE] 三层路由器的 **==各个端口==都具有==独立的 MAC 地址、IP 地址==**(相当于具有一块==独立网卡==),且各端口**处于不同子网中**。 > [!note] 路由器的 "**路由转发**" 功能示意——在 "不同网段" 间转发数据包 > > 路由器内部维护有一个 "**==路由表==**",记录了**对于发往目标网络的数据包如何进行转发**。 > > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-70104DEA1A8BE386B635E62A22A8AB2C.png|712]] > <br> ## 路由器的功能 两个核心功能: - **路由转发**:根据数据包中的 "**目的 IP 地址**" 在**路由器各个端口**所连接的 "==**不同网段**=="之间进行**路由转发**。 - 参见[[02-开发笔记/07-计算机网络/网络层/路由转发|路由转发]] - **路由选择**: 根据**路由选择协议**,路由器之间彼此发送**路由报文**,交换路由信息,**构建维护各自的==路由表==**。 - 参见[[02-开发笔记/07-计算机网络/网络层/路由选择|路由选择]] 其他附加功能: - **NAT 网络地址转换**:进行局域网内的私有 IP 地址与公网 IP 地址之间的映射,实现**局域网与外网的通信**。 - 参见[[02-开发笔记/07-计算机网络/网络层/网络地址转换 NAT|网络地址转换 NAT]] - **DHCP 动态主机配置**:在局域网中为网络设备**自动分配 IP 地址、子网掩码、默认网关**等配置信息。 - 参见 [[02-开发笔记/07-计算机网络/应用层/DHCP 协议|DHCP 协议]] ## 路由器的包接收与转发过程 路由器的每个端口都具有 MAC 地址,**只接收与自身 MAC 地址匹配的包,遇到不匹配的包则直接丢弃**: 当路由器接收到数据包时,首先通过包末尾的 `FCS` 进行错误校验,如果没问题则检查 MAC 头部中的**接收方 MAC 地址**,看是不是发给自己的包,如果是就放到接收缓冲区中,否则就丢弃这个包。 完成包接收操作之后,路由器就会**去掉**包开头的 MAC 头部。 **MAC 头部的作用就是将包送达路由器**,其中的接收方 MAC 地址就是**路由器端口的 MAC 地址**。 因此,当包到达路由器之后,MAC 头部的任务就完成了,于是 MAC 头部就会**被丢弃**。 接下来,路由器会根据 MAC 头部后方的 `IP` 头部中的内容进行包的转发操作,查询 **路由表** 获取转发目标,再由**相应的端口作为发送方**,**重新封装写入新的 MAC 地址**,将以太网包发送出去。 对于每一个接收到的数据包,路由器都会执行上述过程,路由器接收到的数据包若**源 IP 和目的 IP 位于同一网段则会丢弃**,**本质原因仍是==因为 MAC 地址不匹配==**。 ![[02-开发笔记/07-计算机网络/网络层/路由转发#^8ss3i1]] <br><br> ## "三层路由器" 与 "家庭路由器" 的区别 严格意义上的==**三层路由器**==,其**每个端口都有不同的 MAC 地址以及不同的 ip 地址**,并且**每个端口连接着不同网段**[^3]。 "**家庭路由器**" 实际上是 "**==路由器&交换机==**"一体机,具有**一个 ==WAN 口==(三层口)** 以及**多个 ==LAN 口**==(二层口,相当于**交换机端口**)[^3]。 > [!info] > 普通家用路由器通常被设计为**仅支持一个单一的私有 IP 网段**,**所有通过 LAN 口连接至路由器的设备、以及通过无线 WiFi 连接到路由器的设备,都属于这同一网段下,整个局域网的默认网关地址即==路由器在局域网内的 IP 地址==**。 > 对于普通家用无线路由器,**通常有至少 3 个 MAC 地址**: - **WAN 口具有一个独立 MAC 地址** - **无线网卡具有一个独立 MAC 地址**,也作为 **BSSID(Basic Service Set Identifier)** - **多个 LAN 口共享的一个 MAC 地址** (或者在高级路由器中,每个 LAN 口独立占有一个 MAC 地址) 对于普通家用无线路由器,**通常有至少 2 个 IP 地址**: - **WAN 口 IP 地址** - 由互联网服务提供商 ISP 分配的、用于**接入互联网**的一个**外网/公网 IP 地址**。 - **家庭局域网内的 IP 地址** - **路由器本身在局域网内部具有一个 IP 地址——如 `192.168.1.1` 或`192.168.0.1`,<br>用于路由器与局域网内其它设备间通信,也即==作为局域网内所有设备的默认网关地址==。 - 路由器的**LAN 接口、无线接口**通常**共享这一 IP 地址**。 <br> ## 家用无线路由器示例 - 配置路由器的**WAN 口 IP 地址,即网络运营商分配的、用于接入互联网的 IP 地址**。 ![image-20231225230547006|701](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-028855553265E360D7B270F8323E418F.png) - 配置**路由器自身在局域网内的 IP 地址**,路由器的所有 LAN 口和无线接口共用这一 IP 地址 ![image-20231225230322780|702](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-036A0B7C7AB509FDBB983E9B65E71095.png) - 查看**无线网卡的 MAC 地址** ![image-20231226103133324|674](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-4C93C8E0E9667C5CCF4E39F9E9D40FB2.png) - 路由器所提供的局域网: ![image-20230910145334747|779](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-6786C79E408911B2881E3F15214827BA.png) 如下所示,没有做子网划分,只有一个局域网 `192.168.1.0/24`。 在该局域网内,路由器 IP 地址为 `192.168.1.1/24`,**各个 LAN 口与无线接口共用这一 IP**。 - 笔记本电脑 **通过网线直连路由器 LAN 口**,电脑IP地址为`192.168.1.163` - 手机和 ipad **通过 Wi-Fi 连接路由器**,两个IP地址分别为 `192.168.1.170` 和 `192.168.1.115`。 **三台设备处于同一网段**下。电脑上 ping 手机的 IP 地址 `192.168.1.170`,可以 ping 通。 ![image-20230910145850017|359](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-801C28ECBDB8AC870EBC8FCA32C9B31B.png) <br> ## FAQ #### ❓一台路由器最多可以连接多少台终端设备? - **在不使用其他下层设备(包括集线器、路由器、交换机等)的前提下,==路由器接入设备数量由 LAN 口数量决定==,例如家用路由器通常有 4 个 LAN 口**。 - 如果不做限制,即**下层可以接交换机等**,则可接设备数量取决于 **==路由器所处网段的可分配 IP 地址数量==**。 > ![image-20240110115118305|657](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-250650E839DC0E290824540370758EAE.png) > [!example] 对于普通家用路由器,通常预设了固定的子网,不支持自定义 "子网划分"。 > 例如,路由器一个端口所在网段是 `192.168.1.0/24`,该网段**一共256个IP地址**,其中: > - 一个是网络地址`192.168.1.0/24` 本身 > - 一个是广播地址`192.168.1.255/24`; > - 一个是路由器自身在该网段占有的 IP 地址 > > 因此**剩余可分配的 IP 地址是 256-3 = 253 个**,所以**理论上下游可以再接 253 台终端设备**。 > [!example] 对于支持自定义子网划分的路由器 > > ![image-20240110115222665|684](_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-800D82907B82586461ABF6F8E37D3047.png) > > 我使用的这台路由器**支持自己划分网段(自定义子网掩码)**,**指定路由器在局域网内的 ip 地址**。 > > - 若子网掩码是 `255.255.255.0`,则后 8 位是主机位,该局域网下除了路由器外就还能分配 253 个 IP 地址 > - 若子网掩码是 `255.255.0.0`,则后 16 位是主机位,该局域网下可以分配的 IP 地址就是 65536 - 3 = 65533 个 > <br><br><br> # 调制解调器 Modem **调制解调器** Modem(全称 modulator-demodulator),**物理层设备**。 Modem 用于 **DSL (数字用户线)入网的方式**,在该方式下,网络数据信号基于**既有的电话线**进行传输。 Modem 的作用在于完成 "**数字信号**" 到 "**高频音**" 的转换,从而**能够通过电话线路进行传输**。 ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-31127536C86DF48C47158E74D315E4F1.png|697]] 关于 DSL,参见[[02-开发笔记/07-计算机网络/其他/网络宽带相关#数字用户线(Digital Subscriber Line, **DSL**)|网络宽带相关-数字用户线DSL]] <br><br><br> # 光纤终端盒 ONT > **光纤网络端接器**,也称**光纤终端盒**。 > 英文全称为 Optical Network Terminator,**==ONT==**。也称 Optical Network Unit,**==ONU==**。 ONT 用于**光纤入户**(FTTH)的入网方式,为物理层设备,其作用是 "**完成==光电信号==之间的转换**": - 将家庭网络发出的电信号转换为**光信号**从而**在光纤电缆上传输**; - 将**从光纤传来的光信号**转换成**电信号**传给家庭网络设备。 通常,ONT 与 "**家庭路由器**" 直接相连,家庭网络**经由此台路由器接入互联网**,如下图所示, ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-7F0B4E541D4BB3799641FB115012695C.png|716]] ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/总结/网络设备总结.assets/IMG-网络设备总结-9A650B8A38A9ADC526376BEFD9ED37F1.png|617]] > [!NOTE] > ONL 的定位**类似于传统的调制解调器**,因此也被称为 "**==光猫==**", > 但其专用于光纤网络,**处理光信号而非电话线或有线电视线的电信号** > <br><br><br> # ♾️参考资料 - [硬核图解!30张图带你搞懂!路由器,集线器,交换机,网桥,光猫有啥区别?](https://www.sdnlab.com/25534.html) # Footnotes [^1]: 《网络是怎样链接的》 [^2]: 《计算机网络(第八版)》——谢希仁 [^3]: [怎么理解路由器的每个端口至少分配一个ip地址?](https://www.zhihu.com/question/359081859)