計網--資料鍊路層(3)--資料鍊路層的硬體裝置

資料鍊路層的硬體裝置

網卡

别名

網絡擴充卡，Network Adapter

硬體組成

網卡是由RAM和ROM（read only memory）組成的，ROM中儲存有MAC位址，由于在ROM中，是以不可更改。

網卡作用

• 1.計算機中的資料IO是并行的，而網絡中傳輸的是比特流，屬于串行IO。是以計算機如果想要使用網絡和外界通信，就需要一個專門的硬體實作并行資料和串行資料的轉換。
• 2.網卡的ROM上儲存有MAC位址，是以網卡的另一個作用是幀（資料鍊路層傳輸機關）的封裝和解封裝。

網卡示意圖

工作在計算機網絡中的哪一層？

• 1.網卡可以将計算機的并行資料轉換為串行的比特流（實體層傳輸内容），是以網卡可以工作在實體層。
• 2.網卡可以完成幀的封裝和解封裝，是以網卡也可以工作在資料鍊路層。

集線器 Hub

集線器樣子

集線器的作用

• 1.集線器将接受到的電信号，經過放大或再生，使信号能傳輸到更遠的地方。
• 2.集線器将接受的信号向其他所有的端口轉發。
• 3.由于集線器

集線器工作的層次

• 集線器接受和轉發的信号都是電信号，不具有識别幀的攻擊，是以可以說它工作在實體層。
• 在交換機出現之前，區域網路多使用總線結構，主要使用集線器和雙絞線實作，使用集線器的以太網仍然是總線結構，依靠擴充卡（網卡）執行CDMA/CD協定

交換機

交換機的的本質作用

在資料鍊路層擴充以太網（PS：在實體層擴充以太網的方式有使用光纖和多級集線器）

在交換機出現以前，人們使用網橋（bridge）對MAC幀進行轉發

交換機名稱

交換機又被稱為二層交換機，即說明他工作在資料鍊路層

交換機的特點

• 1. 全 雙 工 通 信 {\color{red} 全雙工通信} 全雙工通信，因為每個站和交換機端口之間的信道是獨占的，并且交換機可以實作MAC幀位址的識别和轉發，相當于在兩個棧之間建立了點對點的信道。
• 2. 交 換 機 自 學 習 功 能 {\color{red} 交換機自學習功能} 交換機自學習功能，交換機有一張交換表，可以記錄MAC幀和對應端口。交換表是不斷改變的，是以不必擔心網卡更換是否導緻通信失敗，自學習功能可以做到即插即用。

  

• 3.交換機實作了生成樹協定，解決如下問題。當兩個交換機相連，某一個幀要從左邊交換機的端口發送到右側交換機的端口，此時自學習過程可能使得該幀一直在兜圈子。使用生成樹協定可以切斷某些不必要的鍊路，進而去掉環路。

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