Page 33 - 高中 信息技术 选择性必修2 网络基础
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1.3 网络的传输介质和基本设备
网卡的作用：一是将计算机的数据封装为帧（Frame），并通过传输介质（如网线或
无线电磁波）将数据发送到网络上；二是接收网络上其他设备传过来的帧，并将帧重新组
合成数据，通过主板上的总线传输给本地计算机。
网卡的工作原理：第一，充当计算机和网络线缆之间的物理接口或连线，负责将计算
机中的数字信号转换成电信号或光信号；第二，承担串行数据和并行数据间的转换，数据
在计算机总线中并行传输，而在物理线缆中则以串行的比特流传输。
2．交换机
交换机（Switch）是计算机网络中最主要的硬件设备，常用的交换机包括广域网交换
机和局域网交换机。广域网交换机主要在电信领域用于提供数据通信的基础平台；局域网
交换机用于将个人计算机、共享设备和服务器等网络应用设备连接成用户计算机局域网。
交换机的作用是实现数据交换。在交换机内部存有一条很高带宽的背部总线和内部交
换矩阵，交换机的所有端口都挂接在背部总线上。控制电路在收到数据帧后，会查找内存
中的MAC地址表，并通过内部交换矩阵迅速将数据帧传送到目的端口。交换机的工作原理
具体如下：
（1）当交换机从某个端口收到一个数据帧，将先读取报头中的源MAC地址，这样就
可知道源MAC地址的机器连在哪个端口上。
（2）交换机读取数据帧头中的目的MAC地址，并在MAC地址表中查找该MAC地址相
应的端口。 广东教育出版社
（3）若MAC地址表中有对应的端口，则交换机将把数据帧直转发到该端口。
（4）若MAC地址表中找不到相应的端口，则交换机把数据帧广播到所有端口，当目
的机器对源机器回应时，交换机就可以知道其对应的端口，在下次传送数据时就不需要对
所有的端口进行广播了。
通过不断地循环上述过程，交换机就可以建立和维护自己的MAC地址表，并将其作为
数据交换的依据，如图1-28所示。
图1-28 交换机的工作原理
目前，交换机还具备了一些新的功能，如对虚拟局域网（Virtual Local Area Network，
缩写为VLAN）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。
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