網絡設備是指連接到網絡中的物理實體，常用的網絡設備包括集線器、交換機、網橋、路由器、網關、無線接入點、網卡和調制解調器等。局域網中使用的網絡設備均工作在物理層和數據鏈路層，包括中繼器、集線器、網橋及交換機等。
具體的局域網絡設備及其工作層次如表2-7所示。
表2-7 網絡設備的工作層次
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網絡設備 |
層次 |
基本功能 |
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中繼器、集線器 |
物理層 |
可連接網絡終端，存在“碰撞”域和廣播域 |
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網橋、交換機 |
數據鏈路層 |
擁有軟件系統，可連接網絡終端，消除了“碰撞”域，存在廣播域 |
口訣：物中集、數網交。
下面我們講具體介紹局域網中的網絡設備：
一、網卡
以太網規定連入網絡的設備，都必須具有“網卡”接口，如圖2-9所示爲網卡實物圖。數據包從一塊網卡發送到另一塊網卡，網卡的地址就是數據包的發送和接收地址，即MAC地址。每一塊網卡都有一個MAC地址，長度爲48個二進制位，通常用12個十六進制數表示，如00-0C-29-67-9C-3A，前6位十六進制數是廠商編號，後6位則是該廠商的網卡生產序列號。類似地，MAC地址就相當於是網絡適配器的身份證號碼。
圖2-9 網卡
在Window XP系統下可以右鍵單擊“本地連接”，選擇“狀態”，然後在“支持”標籤下，單擊“詳細信息”就可以查到本機的MAC地址了。通常情況下，可以在操作系統的命令行界面，輸入“ping 網卡IP地址”，測試網卡是否正常工作。
二、中繼器
中繼器（Repeater）工作在OSI模型的物理層，用於對數字信號進行再生，以擴展局域網段的長度，驅動長距離通信。中繼器適用於完全相同的兩個網絡或同一網絡下兩個網段之間的互聯。
中繼器只能在規定的時延範圍內工作，否則將會導致網絡故障。使用中繼器具有延長可靠通信距離、提高網絡性能的優點，但同時也增加了網絡時延，且當中繼器出現故障時，由中繼器連接的兩個網段均會受到影響。
三、集線器
集線器，又稱Hub，用於連接多臺計算機構成局域網，具有價格低廉、易於安裝的優點，曾廣泛應用於小型局域網的組建。集線器工作於OSI模型的物理層。
使用集線器連接的網絡，所提供的帶寬由所有接口共享，因此由集線器連接而構成的網絡傳輸效率相對較低。
當需要進行網絡數據通信時，集線器把接收到的任何數據幀經過再生後，通過廣播的方式發送到接收之外的所有接口，網絡中的每臺計算機對接收到的數據幀進行對比判斷，如果數據幀的目的地址與本機的MAC地址相同，則接收該幀；否則，將該數據幀丟棄。
若網絡內有兩臺以上計算機同時發送數據，將會產生數據“碰撞”現象，此時網絡內的計算機均不能正常通信，即所有連到集線器的設備，都是屬於同一個“碰撞”域和廣播域。因此，由集線器連接的局域網中，同一時刻只能有一對計算機進行單向通信。隨着通過集線器連接的網段規模擴大，發生碰撞的概率也逐漸增加。在局域網內，當某一對計算機彼此之間進行數據通信時，網絡內所有的計算機均可接收到這些數據，因此安全性相對較差。
四、網橋
網橋（Bridge），又稱橋接器，它用於連接兩個相同結構的局域網，並對流經網橋的數據進行轉發。網橋工作於數據鏈路層的MAC子層，它不但能擴展網絡的範圍，而且可提高網絡的性能、可靠性和安全性。
網橋根據MAC幀的目的地址對接收到的幀進行轉發過濾，當網橋接收到一個幀後，它會首先檢查該幀的目的地址，根據目的地址決定將幀轉發到哪一個端口，或者丟棄。
最簡單的網橋只有兩個端口，用於將兩個以太網連接爲一個具有更大覆蓋範圍的以太網。網橋的工作原理如圖2-10所示，網橋依據轉發表來進行幀的轉發。若網橋從端口1收到A發送給B的幀，查找轉發表後，將這個幀通過端口2轉發給另一個網段；若網橋從端口1收到A發送給E的幀，查找轉發表後，A與E屬於同一端口，則E可直接接收此幀，不需要再通過網橋進行轉發了。
圖2-10 網橋轉發實例
網橋通過自學習（self-learning）算法建立轉發表。轉發表建立步驟可以歸納如下：
1．執行自學習算法。網橋在接收到一個幀以後，首先查找此幀的源地址是否在轉發表中，若在，則對轉發表的項目進行更新操作，並執行步驟（2）；若不在，則將接收幀的源地址、相應端口和接收時間等參數添加到轉發表中新建一個項目，並執行步驟（3）。
2．將幀傳送至相應端口進行轉發，完成後執行步驟（4）。
3．將幀在除接收到此幀的端口之外的所有端口進行轉發，完成後執行步驟（4）。
4．等待新的數據幀，接收完成後，轉到步驟（1）。
五、交換機
以太網交換機屬於數據鏈路層設備，它可以識別數據包中的MAC地址信息，然後根據MAC 地址進行轉發，並將這些MAC 地址與對應的端口記錄在自己內部的一個地址表中。
以太網交換機工作在OSI 模型的第二層，是一臺專用的特殊計算機，它主要包括中央處理器、隨機存儲器和操作系統。與傳統的網橋相比，以太網交換機能提供更多的端口、更好的性能、更強的管理能力和更低的價格。
交換機的工作模式：存儲轉發（Store and Forward）模式和直接轉發（Cut Through）模式。
當交換機執行存儲轉發交換時，在轉發之前必須接收到整個幀。交換機通過端口在收到轉發幀後，將整個幀存入存儲器中的轉發隊列中，並讀取幀中的目的地址和源地址信息，對整個數據幀信息進行校驗，對照交換機中存儲的轉發表，確定轉發端口，將數據幀轉發到下一個交換機。
交換機在執行直接轉發時，對接收到的幀，先讀取其目的地址，確定後直接轉發端口，將數據幀從該端口直接轉發。
通常情況下，根據應用交換機的網絡規模，將交換機分爲：接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機。
1.接入層交換機：終端用戶連接或訪問網絡的部分稱爲接入層，接入層交換機具有高速率、自適應、低成本和多端口等特性。
2.匯聚層交換機：能夠同時連接多臺接入層交換機，處理來自接入層設備的所有通信量，並提供到核心層連接的交換機爲匯聚層交換機。
3.核心層交換機：核心層交換機一般都是三層交換機或者三層以上的交換機，採用機箱式的外觀，具有很多冗餘的部件。