1. 物理层用到的设备是集线器和中继器

• 中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大以扩大网络的传输距离。
• 集线器在此基础上将所有的节点集中在以它为中心的节点中，可组成星型拓扑结构。

• 交换机是一种基于MAC识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。它可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口。

          交换机将局域网分为多个冲突域，每个冲突域都是有独立的宽带，因此大大提高了局域网的带宽。

• 网桥是数据链路层互联的设备，在网络互联中可起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，可用来实现多个不同网络系统之间的数据交换。

• 路由器用于连接多个逻辑上分开的网络，具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。

• 网关在网络层以上实现网络互连，用于两个高层协议不同的网络互连。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。

组播＝多播

单播、组播、广播是网络中结点的3种通讯方式。

1、单播

1）定义：

主机之间一对一的通讯模式。网络中的交换机和路由器对数据只转发，不复制。网络中的路由器和交换机根据目标地址选择传输路径。如果10个客户机需要相同的数据，则服务器需要逐一传送，重复10次相同的工作。

2）优点：

服务器针对每个客户不同的请求发送不同的数据，容易实现个性化服务；服务器及时响应客户机的请求。

3）缺点：

• 服务器针对每个客户机发送数据流，服务器流量＝客户机数量×客户机流量；在客户数量大、每个客户机流量大的流媒体应用中服务器不堪重负。
• 现有的网络带宽是金字塔结构，城际省际主干带宽仅仅相当于其所有用户带宽之和的5％。如果全部使用单播协议，将造成网络主干不堪重负。现在的P2P应用就已经使主干经常阻塞。而将主干扩展20倍几乎是不可能。

4）举例：

收发电子邮件、浏览网页时，必须与邮件服务器、Web服务器建立连接，采用的都是单播模式

2、组播

1）定义：

主机之间一对一组的通讯模式，也就是加入了同一个组的主机可以接受到此组内的所有数据，网络中的交换机和路由器只向有需求者复制并转发其所需数据。主机可以向路由器请求加入或退出某个组，网络中的路由器和交换机有选择的复制并传输数据，即只将组内数据传输给那些加入组的主机。这样既能一次将数据传输给多个有需要（加入组）的主机，又能保证不影响其他不需要（未加入组）的主机的其他通讯。

2）优点：

• 需要相同数据流的客户端加入相同的组共享一条数据流，节省了服务器的负载。具备广播所具备的优点。
• 由于组播协议是根据接受者的需要对数据流进行复制转发，所以服务端的服务总带宽不受客户接入端带宽的限制。IP协议允许有2亿6千多万个组播，所以其提供的服务可以非常丰富。  
• 此协议和单播协议一样允许在Internet宽带网上传输。

3）缺点

• 与单播协议相比没有纠错机制，发生丢包错包后难以弥补，但可以通过一定的容错机制和QOS加以弥补。
• 现行网络虽然都支持组播的传输，但在客户认证、QOS等方面还需要完善，这些缺点在理论上都有成熟的解决方案，只是需要逐步推广应用到现存网络当中。

4）举例：

网上视频会议

3、广播

1）定义：

主机之间一对所有的通讯模式，网络对其中每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发，所有主机都可以接收到所有信息（不管你是否需要），由于其不用路径选择，所以其网络成本可以很低廉。有线电视网就是典型的广播型网络，我们的电视机实际上是接受到所有频道的信号，但只将一个频道的信号还原成画面。在数据网络中也允许广播的存在，但其被限制在二层交换机的局域网范围内，禁止广播数据穿过路由器，防止广播数据影响大面积的主机。

2）优点：

• 网络设备简单，维护简单，布网成本低廉
• 由于服务器不用向每个客户机单独发送数据，所以服务器流量负载极低。

3）缺点：

• 无法针对每个客户的要求和时间及时提供个性化服务。
• 网络允许服务器提供数据的带宽有限，客户端的最大带宽＝服务总带宽。例如有线电视的客户端的线路支持100个频道（如果采用数字压缩技术，理论上可以提供500个频道），即使服务商有更大的财力配置更多的发送设备、改成光纤主干，也无法超过此极限。也就是说无法向众多客户提供更多样化、更加个性化的服务。
• 广播禁止允许在Internet宽带网上传输。

4）举例：

有线电视

1、组播和广播的概念

1) 组播

主机之间的通讯模式，也就是加入了同一个组的主机可以接收到此组内的所有数据，网络中的交换机和路由器只向有需求者复制并转发其所需数据。

主机可以向路由器请求加入或退出某个组，网络中的路由器和交换机有选择的复制并传输数据，即只将组内数据传输给那些加入组的主机。

这样既能一次将数据传输给多个有需要（加入组）的主机，又能保证不影响其他不需要（未加入组）的主机的其他通讯。

2) 广播

 是指在IP子网内广播数据包，所有在子网内部的主机都将收到这些数据包。广播意味着网络向子网每一个主机都投递一份数据包，不论这些主机是否乐于接收该数据包。

所以广播的使用范围非常小，只在本地子网内有效，通过路由器和网络设备控制广播传输。

组播协议与现在广泛使用的单播协议的不同之处在于，一个主机用单播协议向n个主机发送相同的数据时，发送主机需要分别向n个主机发送，共发送n次。

一个主机用组播协议向n个主机发送相同的数据时，只要发送1次，其数据由网络中的路由器和交换机逐级进行复制并发送给各个接收方，这样既节省服务器资源也节省网络主干的带宽资源。

2、IGMP（Internet Group Management Protocol）的用途

它用来在ip主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。

组播路由器不需要保存所有主机的成员关系，它只是通过IGMP协议了解每个接口连接的网段上是否存在某个组播组的组成员，而主机只需要保存自己加入了哪些组播组。

简而言之，IGMP协议是让连接在本地局域网上的组播路由器知道本局域网上是否有主机上的某个进程参加或退出了某个组播组。

3、环回地址/广播地址

1) 环回地址：127.0.0.1，通常被称为本地回环地址(Loop back address)，不属于任何一个有类别地址类。它代表设备的本地虚拟接口，所以默认被看作是永远不会宕掉的接口。

主要作用有两个：一是测试本机的网络配置，能PING通127.0.0.1说明本机的网卡和IP协议安装都没有问题；

                             另一个作用是某些SERVER/CLIENT的应用程序在运行时需调用服务器上的资源，一般要指定SERVER的IP地址，

                             但当该程序要在同一台机器上运行而没有别的SERVER时就可以把SERVER的资源装在本机，SERVER的IP地址设为127.0.0.1同样也可以运行。

2) 广播地址：是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。在使用TCP/IP 协议的网络中，主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址，广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。

  例如，对于10.1.1.0 （255.255.255.0 ）网段，其广播地址为10.1.1.255 （255 即为2 进制的11111111 ），当发出一个目的地址为10.1.1.255 的分组（封包）时，它将被分发给该网段上的所有计算机。

0.0.0.0  是全零网络代表默认网络，帮助路由器发送路由表中无法查询的包。如果设置了全零网络路由，路由器中无法查询的包都会被送到全零网络的路由中去；

127.0.0.1  称作回送地址，属于环回地址，IP从127.0.0.0到127.255.255.255都将环回到本地主机中；

255.255.255.255  限制广播地址，对本机来说，这个地址指本网段内（同一广播域）所有主机；