介绍一下以太网各层常见的设备

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以太网各层常见设备介绍
以下介绍以太网各抽象层的设备主要是什么？请注意以太网是一个完整的模型，所以将各层设备完整单独的划分是不太可能的，仅仅能够将其发挥的主要关键作用描述出来，进而才能说明其主要位于那个层。

OSI参考模型
* _6 B/ l  r! b* ^. w

• Layer 1: Physical Layer
• Layer 2: Data Link Layer
• Layer 3: Network Layer
• Layer 4: Transport Layer
• Layer 5: Session Layer
• Layer 6: Presentation Layer
• Layer 7: Application Layer
  

总叙述功能如下：
* c% ?7 o. R/ f) o: w
协议如下：
$ @6 n7 I( u. ~! }+ p! Z% @


各层功能及其设备
( K5 ], f/ t7 X+ I0 o$ P6 _) U: q物理层
物理层是负责的装置和物理之间非结构化原始数据的发送和接收的传输介质。它将数字位转换为电，无线电或光信号。层规范定义了一些特性，例如电压电平，电压变化的时间，物理数据速率，最大传输距离，调制方案，通道访问方法和物理连接器。这包括无线设备的引脚布局，电压，线路阻抗，电缆规格，信号时序和频率。比特率控制在物理层完成，可以将传输模式定义为单工，半双工和全双工。可以根据网络拓扑来描述物理层的组件。蓝牙，以太网和USB都具有物理层的规范。
1 m$ w! B# G! m) A
1 T7 u% w0 `6 p9 d. @' y! w; T: d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（即带冲突检测的载波监听多路访问技术)介质访问控制机制。集线器每个接口简单的收发比特，收到1就转发1，收到0就转发0，不进行碰撞检测。
1 V$ ~6 Q* J" i5 L- U' H! J' E
# b* v' x' |8 [
( B& v, Q% c0 [" ~; |5 C/ N数据链路层
& ?4 |; I/ V. x8 W9 Z数据链路层提供节点到节点的数据传送两个直接连接的节点之间的链路。它检测并可能纠正物理层中可能发生的错误。它定义了在两个物理连接的设备之间建立和终止连接的协议。它还定义了它们之间的流控制协议。
, B3 H; w. [( w6 a, ~& ?
) u$ `3 F! V  e' a! p. }+ NIEEE 802将数据链路层分为两个子层：
. \, J$ A9 i  Z4 L4 o

• 介质访问控制（MAC）层–负责控制网络中的设备如何获得对介质的访问以及传输数据的权限。
• 逻辑链路控制（LLC）层–负责识别和封装网络层协议，并控制错误检查和帧同步。
  7 N) ~/ a5 \  d+ F* }! O2 Y

. p+ |7 R0 ]+ Q9 Q5 \4 M6 N2 U以太网交换机
以太网交换机是基于以太网传输数据的交换机，以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。以太网交换机的结构是每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。
交换机在端口上接受计算机发送过来的数据帧，根据帧头的目的MAC地址查找MAC地址表然后将该数据帧从对应端口上转发出去，从而实现数据交换。
- P. i- h8 ~) a

网络层
# G  x8 I4 B, t) N' Y' r& I网络层提供可变长度传送的功能和过程装置数据序列（被称为报文）从一个节点到另一个连接的“不同的网络”。网络是一种可以连接许多节点的介质，每个节点都有一个地址，并且允许连接到它的节点仅通过提供消息的内容和目标地址就可以将消息传输到与其连接的其他节点。节点并让网络找到将消息传递到目标节点的方法，可能是路由它通过中间节点。如果消息太大而无法在这些节点之间的数据链路层上从一个节点传输到另一个节点，则网络可以通过以下方式来实现消息传递：在一个节点上将消息拆分为多个片段，独立发送片段，并在以下位置重新组装片段另一个节点。它可以但不必报告传送错误。

! r8 J$ W+ b( {路由器
路由（routing）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 。路由工作在OSI参考模型第三层——网络层的数据包转发设备。路由器通过转发数据包来实现网络互连。虽然路由器可以支持多种协议（如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等协议），但是在我国绝大多数路由器运行TCP/IP协议。路由器通常连接两个或多个由IP子网或点到点协议标识的逻辑端口，至少拥有1个物理端口。路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址，并且重写链路层数据包头实现转发数据包。路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑，并通过网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表。
% v, _  q. x9 p  x4 n

) V6 }# g0 b* @网关
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是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。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、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。同层–应用层。

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以太网各层常见的设备