數據鏈路層設備有哪些

　　數據鏈路層的設備與組件是指那些同時具有物理層和數據鏈路層功能的設備或組件。數據鏈路層的設備與組件主要有網卡、網橋和交換機。

　　數據鏈路層設備有哪些——網卡

　　網卡是局域網中提供各種網絡設備與網絡通信介質相連的接口，全名是網絡接口卡，也叫網絡適配器，其品種和質量的好壞直接影響網絡的性能和網上所運行軟件的效果。網卡作為一種I/O接口卡插在主機板的拓展槽上，其基本結構包括接口控制電路、數據緩沖器、數據鏈路控制、編碼解碼電路、內收發(fā)器、介質接口裝置等6大部分。

　　網卡用于物理層和數據鏈路層。在數據鏈路層，網卡包含設備的物理地址用于執(zhí)行特定網絡系統(tǒng)結構所要求的數據格式化操作和介質接入操作的組件。作為操作系統(tǒng)和網卡之間接口的設備驅動器也是數據鏈路層的一部分。

　?。?）網卡的類型

　　各種網卡從外形上看都差不多，但不同類型的網卡其性能差別很大，甚至不能相互替代和兼容。必須保證網卡的類型和所使用的網絡類型相匹配，這是一條基本的要求。按照網絡技術分類網卡可分為以太網卡、令牌環(huán)網卡、FDDI網卡等，按照傳輸速率分類網卡可分為10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s和10Gb/s等多種速率的網卡。

　?。?）網卡的驅動程序

　　驅動程序是連接操作系統(tǒng)和硬件設備的一套軟件系統(tǒng)。網卡驅動程序是數據鏈路層上的組成部分，可以在網絡控制面板上找到，并實現(xiàn)對網卡的控制。大部分數據鏈路層的工作由網卡或交換機內部的芯片來完成。然而，設備驅動程序作為數據鏈路層的一部分，主要用于充當網卡和網絡層之間的接口。因而，網卡驅動程序為網絡中的操作而進行的正確配置和優(yōu)化措施就顯得尤為重要。

　?。?）網卡的工作模式

　　一些網卡能夠工作在很多模式下。這種網卡可以被設計成依據所連接的設備自動選擇最佳工作模式。網卡通常能夠兼容的工作模式有如下幾種：10Mb/s半雙工、10Mb/s全雙工、100Mb/s半雙工、100Mb/s全雙工。

　?。?）網卡MAC地址

　　每一網卡在出廠時都被分配了一個全球唯一的地址標識，該標識被稱為網卡地址或媒體訪問控制地址，由于該地址是固化在網卡上的，所以又被稱為物理地址或硬件地址。網卡由48bit長度的二進制數組成。

　　數據鏈路層設備有哪些——網橋

　　網橋（Bridge）是早期的兩端口二層網絡設備，用來連接不同網段。網橋的兩個端口分別有一條獨立的交換信道，不是共享一條背板總線，可隔離沖突域。網橋比集線器（Hub）性能更好，集線器上各端口都是共享同一條背板總線的。后來，網橋被具有更多端口、同時也可隔離沖突域的交換機（Switch）所取代。

　?。?）網橋的基本特征

　　1．網橋在數據鏈路層上實現(xiàn)局域網互連；

　　2．網橋能夠互連兩個采用不同數據鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質與不同傳輸速率的網絡

　　3．網橋以接收、存儲、地址過濾與轉發(fā)的方式實現(xiàn)互連的網絡之間的通信；

　　4．網橋需要互連的網絡在數據鏈路層以上采用相同的協(xié)議

　　5．網橋可以分隔兩個網絡之間的通信量，有利于改善互連網絡的性能與安全性。

　?。?）網橋原理

　　網橋將兩個相似的網絡連接起來，并對網絡數據的流通進行管理。它工作于數據鏈路層，不但能擴展網絡的距離或范圍，而且可提高網絡的性能、可靠性和安全性。網絡1和網絡2通過網橋連接后，網橋接收網絡1發(fā)送的數據包，檢查數據包中的地址，如果地址屬于網絡1，它就將其放棄，相反，如果是網絡2的地址，它就繼續(xù)發(fā)送給網絡2.這樣可利用網橋隔離信息，將同一個網絡號劃分成多個網段（屬于同一個網絡號），隔離出安全網段，防止其他網段內的用戶非法訪問。由于網絡的分段，各網段相對獨立（屬于同一個網絡號），一個網段的故障不會影響到另一個網段的運行。

　　網橋可以是專門硬件設備，也可以由計算機加裝的網橋軟件來實現(xiàn)，這時計算機上會安裝多個網絡適配器（網卡）。

　　網橋的功能在延長網絡跨度上類似于中繼器，然而它能提供智能化連接服務，即根據幀的終點地址處于哪一網段來進行轉發(fā)和濾除。網橋對站點所處網段的了解是靠“自學習”實現(xiàn)的，有透明網橋、轉換網橋、封裝網橋、源路由選擇網橋。網橋示意如圖1所示。

圖一

　　數據鏈路層設備有哪些——交換機

　　交換機也是工作在數據鏈路層的網絡互連設備，是局域網組網中最常用也是最主要的網絡設備之一。交換機的種類很多，如以太網交換機、FDDI交換機、幀中繼交換機、ATM交換機和令牌交換機等。

　?。?）交換機的功能

　　所有交換機的基本功能都是相同的，即接收幀、尋找通向目的地址的端口、發(fā)送幀。

　?。?）交換機的工作方式

　　一些交換機在發(fā)送幀前，可以幫助網絡檢查更多的幀信息，而不僅僅是檢查源地址和目的地址。正是基于這些區(qū)別，交換機有4種方式。

　　1）直通交換

　　2）無碎片幀交換

　　3）存儲轉發(fā)交換

　　4）自適應交換

　　5）交換機和集線器的比較