使用TCP/IP传输电信号:以太网基本架构的忠实体现-集线器(网卡->集线器->交换机或路由器或服务器等)

当信号到达集线器后,会被广播到整个网络中。以太网的基本架构就是将包发到所有的设备,然后由设备根据接收方MAC地址来判断应该接收哪些包,而集线器就是这一架构的忠实体现,它就是负责按照以太网的基本架构将信号广播出去。

首先,在集线器每个接口的后面装有和网卡中PHY(MAU)功能相同的模块,但如果它们像网卡端一样采用直连式接线,是无法正常接收信号的。要正常接收信号,必须将“发送线路”和“接收线路”连接起来才行。集线器中的PHY (MAU)模块与接口之间采用交叉接线的原因正是在于此。

集线器的接口中有一个MDI/MDI-X切换开关,现在你应该知道它是干什么用的了吧?MDI就是对RJ-45接口和信号收发模块进行直连接线,而MDI-X则是交叉接线。由于集线器的接口一般都是MDI-X模式,要将两台集线器相连时,需要将其中一台改成MDI模式。如果集线器上没有MDI切换开关,而且所有的接口又都是MDI-X时,可以用交叉网线连接两台集线器交叉网线,是一种将发送和接收信号线反过来接的网线。

MDI是Media Dependent Interface(媒体相关接口),MDI-X是MDI-Crossover媒体相关接口交叉。

交叉网线的使用

信号到达集线器的PHY(MAU)模块后,会进入中继电路中继电路的基本功能是将输入的信号广播到集线器的所有端口上。

接下来,信号从所有接口流出,到达连接在集线器上的所有设备。然后,这些设备在收到信号之后会通过MAC头部中的接收方MAC地址判断是不是发给自己的,如果是发给自己的就接受,否则就忽略。这样,网络包就能够到达指定MAC地址的接收方了。

判断MAC是否是自己的,这个过程适用于客户端、服务器、路由器等所有具有收发以太网网络包功能的设备。交换机是无视接收方MAC地址的,会将所有的包都接收下来。

由于集线器只是原封不动地将信号广播出去,所以即便信号受到噪声的干扰发生了失真,也会原样发送到目的地。这时,接收信号的设备,也就是交换机、路由器、服务器等,会在将信号转换成数字信息后通过FCS校验发现错误,并将出错的包丢弃。当然,丢弃包并不会影响数据的传输,因为丢弃的包不会触发确认响应。因此协议栈的TCP模块会检测到丢包,并对该包进行重传。


本文摘取自周自恒翻译的户根勤编写的《网络是怎样连接的》

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