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构成网络的连接设备

頻出约 45 分钟7 个术语过去问 16 题

本单元目标

  • 能根据收到的数据是发往所有端口还是只发往目标端口,区分 集线器 和 交换机。
  • 能说明 路由器 根据 IP 地址选择路径、在网络之间转发,以及它与终端上设置的 默认网关 之间的关系。
  • 能说明代替终端连接外部的 代理 起什么作用。
  • 能区分 VLAN 的逻辑划分与 SDN 的控制集中。
术语总表(7 个)
术语一句话判断线索定位
ハブ把收到的信号原样发往其他所有端口的集线设备不看目的地址局域网内的集线设备
スイッチ查看目的 MAC 地址,只发往该设备所在端口的集线设备目的 MAC 地址局域网内的集线设备
ルーター根据目的 IP 地址选择路径、在网络之间转发的设备目的 IP 地址和路由表网络与网络的交界处
デフォルトゲートウェイ终端把发往本网络之外的通信先交给的出口目的地是否在本网络之外在终端上设置的出口(通常是路由器)
プロキシ代替内部终端连接外部 Web 服务器并中转通信的服务器从终端收到的连接请求放在内部与外部之间的代理服务器
VLAN不改布线、靠设置把局域网分成逻辑分组的机制给设备或端口指定的分组设置交换机上的逻辑划分
SDN把网络的路径控制集中到软件上进行的思路来自集中控制的软件的指令整个网络的控制方式

术语

ハブ集线器(Hub)

在术语表中打开 ハブ

集线器(ハブ)是用线缆把多台设备集中连接到一处的集线设备,它把某个端口收到的信号原样发往 其他所有端口。

端口(ポート)是设备上插线缆的接口。集线器不分辨信号的目的地,所以即使是发给某一台设备的通信,也会送到所有相连的设备。同时发送的设备越多,信号越容易相撞而发生 冲突(衝突),通信效率随之下降。

类比就像楼内广播。即使只是呼叫一个人,整层楼的人都会听到。

记法hub 在英语里指车轮的中心(轮毂)。辐条从轮毂向外放射伸出的样子,正好与以集线器为中心的布线形状重合。

考点

  • 常考组建局域网(LAN)时,把各设备的线缆集中到一处连接起来的设备是 集线器(ハブ)。
  • 常考以 集线器 为中心、把设备呈放射状连接起来的物理连接形态叫作 星型(スター型)。
  • 常考链路指示灯(リンクランプ)亮起,只能说明到线缆所连端口为止的物理连接已经接通。

该术语的过去问 3 题 ハブ

スイッチ交换机(Switch)

在术语表中打开 スイッチ

交换机(スイッチ,二层交换机)是查看收到数据的目的 MAC地址,只转发到该设备所连端口的集线设备。

  1. 接收数据
  2. 把源 MAC 地址和接收端口记入表中
  3. 在表中查找目的 MAC 地址
  4. 只转发到对应端口

只发往找到的端口。如果目的地址还不在表中,就发往接收端口以外的所有端口。

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MAC地址(MACアドレス)是出厂时给每个联网部件分配的识别号。交换机会把收到数据的源 MAC 地址和端口的组合逐一记入表中,再用这张表判断目的地位于哪个端口之后。本单元单说交换机时指这种二层交换机;而根据 IP 地址(IPアドレス,在网络上分配给设备、用来区分通信对象的编号)决定发送目标的设备,则称为 三层交换机(レイヤ3スイッチ)以示区别。

类比就像公司内部邮件的分拣员看收件人姓名,只把信件放进那个人座位所在的格子里。

记法switch 在英语里是“切换”的意思。

考点

  • 常考名字里虽然带“交换机”,三层交换机(レイヤ3スイッチ)却是根据目的 IP 地址(IPアドレス)决定发送目标的设备。
  • 易混交换式集线器(スイッチングハブ)名字里带“集线器”(ハブ),实际上是查看目的地址分别转发的一种交换机(スイッチ)。

该术语的过去问 1 题 スイッチ

「集线器(Hub)」与「交换机(Switch)」的区别

比较点集线器(Hub)交换机(Switch)
关键发往目标接收端口以外的所有端口只发往目标设备所连端口
目的地的判别不判别用 MAC 地址与端口的对应表判别
冲突与无用通信设备增多就容易发生不易发生

ルーター路由器(Router)

在术语表中打开 ルーター

路由器(ルーター)是查看收到数据包的目的 IP 地址、选择转发路径,在 不同网络之间 进行中继的设备。

数据包(パケット)是把数据切分后的发送单位,上面带有目的 IP 地址。选择路径的功能叫作 路由(ルーティング),路由器参照按目的网络汇总了下一跳的 路由表(経路表,routing table)来决定发往哪里。路由器放在不同网络的交界处,比如公司内各局域网之间,或局域网与互联网之间。

类比就像站在连接城镇的岔路口的引导员,看包裹上的收件地址,决定让它走哪条路。

记法决定 route(路径)的东西就是 router,即路由器(Router)。“route”和“router”来自同一个词。

考点

  • 常考路由(ルーティング)是根据目的 IP 地址,从多条路径中选出最合适的一条来中继数据包(パケット)的功能。路由器(ルーター)靠这项功能连接 不同网络。
  • 常考信号的调制与解调(数字与模拟之间的转换)是 调制解调器(モデム)的工作,它和路由器是不同的设备。
  • 常考无线局域网路由器的访客连接功能,只允许带进来的终端与外部通信,不让它访问内部网络的设备。

该术语的过去问 3 题 ルーター

「交换机(Switch)」与「路由器(Router)」的区别

比较点交换机(Switch)路由器(Router)
关键查看的地址MAC 地址IP 地址
关键连接范围同一局域网内的设备之间不同网络之间
判断所用的表MAC 地址与端口的对应表路由表(routing table)

デフォルトゲートウェイ默认网关(Default Gateway)

在术语表中打开 デフォルトゲートウェイ

默认网关(デフォルトゲートウェイ)是当目的地在本网络之外时,终端首先把数据包交给的 出口 设备所担当的角色,通常由 路由器 承担。

  1. 确认目的 IP 地址
  2. 判断在本网络之内还是之外
  3. 如在外部,交给默认网关
  4. 路由器转发到外部网络

收到数据包的路由器选择路径,发往外部网络。

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终端在设置自身 IP 地址等信息的同时,也要设置这个默认网关的 IP 地址。即使终端没有按目的地划分的详细路径信息,只要先把发往外部的通信交给这个出口,就能进入后续的中继。

类比寄往外地的信,只要先投进附近的邮筒,之后邮局就会把它送到目的地。

记法default 的意思是“没有其他指定时的默认值”。没有为目的地定好专门路径的通信,就会走向这扇默认的门(gateway)。

考点

  • 常考默认网关(デフォルトゲートウェイ)相当于通往其他网络的出入口,终端会把发往不知道具体路径的目的地的通信送到这里。
  • 常考在由路由器(ルーター)担任默认网关的组网中,要在 PC 上设置路由器位于该 PC 同一局域网一侧的端口的 IP 地址。
  • 常考单说 网关(ゲートウェイ)时,也可能指这样一种设备:通信规则(协议,プロトコル)不同的网络之间无法直接交换数据,由它进行转换后连接起来。

该术语的过去问 2 题 デフォルトゲートウェイ

プロキシ代理(Proxy)

在术语表中打开 プロキシ

代理(プロキシ,代理服务器)是作为公司内部等处终端的 代理人,去连接外部 Web 服务器并中转往来通信的服务器。

  1. 终端向代理发送请求
  2. 代理代为连接 Web 服务器
  3. 把收到的内容返回终端

代理把收到的内容返回给发出请求的终端。

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公司内部的 Web 通信都经过同一处,因此可以留下浏览记录,或阻止连接不当网站。外部 Web 服务器看到的连接方是代理,所以内部终端的地址不容易暴露。代理还能把取回过的页面保存下来,在下次请求时再次使用以加快响应,这一功能叫作 缓存(キャッシュ)。

类比就像替员工去外面商店购物的采购员。商店看到的只是采购员,很难知道是谁托他买的。

记法proxy 在英语里是“代理人”,和代理投票、代理出席中的 proxy 是同一个词。

考点

  • 常考代理(プロキシ)位于内部网络与互联网之间,应终端的请求亲自连接 Web 服务器,转交往来的内容。它的主要目的之一是保障安全。
  • 常考NAT 是改写数据包地址后放行的机制,与代替终端、由自己重新连接对方服务器的代理不是一回事。

该术语的过去问 2 题 プロキシ

「默认网关(Default Gateway)」与「代理(Proxy)」的区别

比较点默认网关(Default Gateway)代理(Proxy)
关键本质在终端上设置的出口角色(通常是路由器)代替终端进行连接的服务器
通信的处理方式把收到的数据包中继到外部代替终端重新连接对方,再返回结果
主要目的通往其他网络的出口保障安全、浏览记录、缓存

VLANVLAN(虚拟局域网)

在术语表中打开 VLAN

VLAN(虚拟局域网)(仮想LAN)是不改变物理布线,通过交换机的设置把一个局域网分成多个 逻辑分组 的机制。

  • 1 台交换机
    • 分组 1(端口 1〜4 的设备)
    • 分组 2(端口 5〜8 的设备)

即使连在同一台交换机上,属于不同分组的设备也被当作不同的局域网,数据无法直接送达。要让不同分组之间通信,需要由路由器或三层交换机中继。即使座位调动或组织变更,也不必重新接线,只改设置就能变更所属分组。

记法V 是 Virtual(虚拟)。VPN 的 V 也是这个词,所以要看后面是 LAN 还是 PN(Private Network)来区分。

考点

  • 易混VLAN(虚拟局域网) 是在一个局域网内部进行划分的机制,与在互联网等之上建立虚拟专用通信线路的 VPN 不是一回事。

SDNSDN(软件定义网络)

在术语表中打开 SDN

SDN(软件定义网络)(Software-Defined Networking)是把网络设备的路径控制集中交给 软件,从而能够集中变更整个网络配置的思路。

传统网络SDN
转发目标的判断每台设备各自进行集中到控制软件进行
设置变更逐台设置从软件统一下发
设备的角色判断和转发两者兼顾以按指令转发为主

网络设备的工作可以分为决定发往哪里的 控制 和实际发出数据的 转发 两部分。SDN 把控制集中到叫作 控制器(コントローラ)的软件上,各设备则按照它的指令负责转发。

类比就像不再逐个路口调整红绿灯,而是由交通指挥中心统一切换全城的信号灯。

考点

  • 易混SDN(软件定义网络) 中的“软件定义”指的是控制方式,并不意味着不再需要设备。运送数据的仍然是交换机(スイッチ)等设备。

要点

  • 集线器 不看目的地址,把收到的信号发往其他所有端口;以集线器为中心把设备呈放射状连接的形态叫作 星型。
  • 路由器 根据目的 IP 地址和路由表选择下一个中继点,把彼此独立的网络连接起来。
  • 终端把发往本网络之外的通信交给 默认网关(通常是路由器),之后的路径由该路由器选择。
  • 代理 代替内部终端连接外部 Web 服务器,把通信集中到一处,从而便于记录和限制连接。
  • VLAN 不改布线就能在逻辑上划分局域网,SDN 则把网络控制集中到软件上,统一进行配置变更。

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