计算机网络是指将多台设备通过传输介质连接起来，使它们能够进行数据通信和资源共享的系统。
常见的网络组成如下：
- 终端设备：计算机、手机、服务器等
- 网络设备：交换机、路由器、无线 AP、无线 AC 等
- 传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤等
其中：
- 双绞线传输电信号
- 光纤传输光信号
常见网络设备
交换机
交换机主要用于连接同一网络中的多个设备，实现局域网内部的数据转发。
局域网中 同一网段 通信 靠的是 交换机
工作特点
- 主要工作在二层
- 依靠
MAC地址表进行数据转发 - 初始状态下，交换机的
MAC地址表为空
工作原理
- 当交换机收到数据帧后，先查看源 MAC 地址。
- 如果 MAC表中没有该源 MAC，就将“源 MAC ”和“接收该数据的物理口”建立映射关系。
- 然后查看目标 MAC 地址是否存在于 MAC 地址表中。
- 如果目标 MAC 不存在，交换机会进行广播转发，除接收端口外，向其他所有端口发送该数据。
- 如果目标 MAC 存在，交换机会通过对应端口进行单播转发。
流程图
可以把交换机的转发过程理解为“先学习自己从哪里来，再判断你要到哪里去”。
A["交换机收到数据帧"] --> B["第一步：查看源 MAC 地址"]B --> C{"源 MAC 是否<br/>已经存在于 MAC 地址表中？"}C -- "否" --> D["学习并记录<br/>源 MAC 与接收端口的映射关系"]C -- "是" --> E["第二步：查看目标 MAC 地址"]D --> EE --> F{"目标 MAC 是否<br/>存在于 MAC 地址表中？"}F -- "否" --> G["执行广播<br/>除接收端口外，向其他所有端口发送"]F -- "是" --> H["执行单播<br/>从目标 MAC 对应端口转发"]G --> I["数据转发完成"]H --> I["数据转发完成"]
关键点
- 交换机通过“
学习源 MAC”来维护 MAC 地址表 - 未知目标 MAC 时会广播
- 已知目标 MAC 时会单播
没有 交换机 只能 电脑 只能 单个 相连
存在 交换机 可以 使 更多 电脑 相连
路由器
路由器主要用于连接不同网络或不同网段的设备，实现跨网段通信。
工作特点
- 主要工作在三层
- 依据路由表转发数据
- 转发过程中会重新封装二层 MAC 地址
工作原理
- 当路由器收到数据包后，先检查目标 IP 地址。
- 路由器会根据路由表查找目标 IP 对应的转发路径。
- 如果路由表中没有目标IP的记录，则丢弃该数据包，并向发送方返回不可达信息。
- 如果存在对应路由，路由器会将数据从相应接口转发出去。
- 在转发时，会把源 MAC 改为本接口的 MAC 地址，把目标 MAC 改为下一跳设备的 MAC 地址。
流程图
可以把路由器的转发过程理解为“先看你要去哪里，再决定该从哪里转发出去”。
A["路由器收到数据包"] --> B["第一步：检查目标 IP 地址"]B --> C["第二步：查询路由表"]C --> D{"路由表中是否存在<br/>目标网络的记录？"}D -- "否" --> E["丢弃数据包<br/>并返回目标不可达信息"]D -- "是" --> F["确定出接口和下一跳"]F --> G["从相应接口转发数据"]G --> H["重新封装 MAC 地址"]H --> I["源 MAC 改为本接口 MAC"]I --> J["目标 MAC 改为下一跳设备 MAC"]E --> K["转发结束"]J --> K["转发结束"]
