linux网络设备

1.网卡简介

网卡的主要作用是什么？它是用于计算机网络通信的硬件设备。每块网卡都具有一个全球唯一的48位序列号，称为MAC地址。

网卡主要由处理器和存储器组成。局域网中的通信通过电缆和双绞线以串行方式进行，而网卡与计算机之间的通信通过主板上的I/O总线以并行方式进行。因此，网卡的重要功能之一是实现串行和并行的转换。

大多数新型计算机的主板上都集成了网络接口，网卡通常作为扩展卡插入计算机总线。由于以太网的普及和低成本，这些主板要么集成了以太网功能，要么使用通过PCI连接的廉价网卡。除非需要多个接口或使用其他类型的网络，一般不需要独立网卡，甚至有些新主板内置了双网络接口。安装网卡时，需要在操作系统中安装相应的驱动程序，该驱动程序会指示网卡从存储器的特定位置存储局域网传输的数据块。网卡还需支持以太网协议。网卡本身不是独立单元，因为它不带电源，需使用计算机的电源并受其控制。因此，网卡可以看作一个半独立单元。当网卡接收到错误帧时，会丢弃该帧；当接收到正确帧时，网卡通过中断通知计算机，并将数据交给协议栈中的网络层。

2.交换机工作原理

交换机最早源于电话通信系统。电影中常见这样的场景：首长拿起话筒猛摇，接线员在插满线头的机器前接到连接请求后，将线头插入相应出口，为两个用户建立连接，直至通话结束。交换机也能分段网络，通过地址表，只允许必要的流量通过交换机。交换机的英文名称是switch，是网络连接中不可缺少的设备，用于电/光信号转发，根据两端网络节点传输信息的需求，将信息发送至相应的路由。常见的交换机包括以太网交换机、电话语音交换机、光纤交换机等。

交换机根据工作位置不同，可分为广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要用于提供通信基础平台，而局域网交换机主要用于连接终端设备。此外，交换机还可按传输介质、速度等分为以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机等，按应用规模分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机。

数据传输基于OSI七层模型，交换机工作在第二层，即数据链路层。交换机内部有一条背板总线和内部交换矩阵。背板总线连接所有端口，内部交换矩阵用于查找数据包的目标端口。控制电路接收数据包后，通过内部交换矩阵查询目标端口，若找到则立即将数据包发送至该端口；若未找到，则广播至所有端口，接收端口响应后，将数据包发送至该端口，并将其添加至内部交换矩阵中。

交换机有全双工和半双工两种传输方式。全双工指交换机可同时发送和接收数据，类似电话通话；半双工指交换机在发送和接收数据间只能选择一种，类似对讲机通话。目前，大多数交换机使用全双工传输方式，半双工逐步被淘汰。