Cable de red Linux/tarjeta de red/interfaz/hub/conmutador/enrutador y otras funciones y estructura subyacente, diagrama de arquitectura, principio de funcionamiento

  1. Cable de red y tarjeta de red

Los cables de red y las tarjetas de red son los dispositivos físicos y de hardware más básicos en las redes informáticas, que se utilizan para conectar computadoras y redes. La estructura subyacente de la tarjeta de red incluye la capa física, la capa de enlace de datos y la capa de red. La capa física es responsable de convertir los datos en señales eléctricas y enviarlas al cable de red. La capa de enlace de datos es responsable de dividir los datos en marcos y agregar direcciones MAC. La capa de red es responsable de agregar direcciones IP y otros protocolos de red a los datos. Tienen una amplia gama de escenarios de uso y se pueden aplicar a varios escenarios, como hogares, oficinas y centros de datos. Por ejemplo, en una red doméstica, se pueden conectar varias computadoras en la misma red de área local conectando cables de red y tarjetas de red para realizar las funciones de compartir archivos e impresoras.

  1. Interfaz de red

Una interfaz de red es una interfaz de software utilizada para conectarse a una red en una red informática, generalmente proporcionada por un sistema operativo. En el sistema Linux, la estructura subyacente de la interfaz de red incluye el controlador de la tarjeta de red, la pila de protocolos de red y la interfaz de socket. El controlador de la tarjeta de red es responsable de controlar el hardware de la tarjeta de red, la pila de protocolos de red es responsable de procesar los protocolos de red y la interfaz de socket es responsable de proporcionar servicios de red. Sus escenarios de uso incluyen configuración de red, gestión de red, diagnóstico de red, etc. Por ejemplo, en un sistema Linux, puede usar el comando ifconfig para configurar parámetros como la dirección IP, la máscara de subred y la puerta de enlace de la interfaz de red.

  1. Centro

Hub es un dispositivo de red que se utiliza para conectar varios dispositivos en una red informática, también conocido como hub. La estructura subyacente de Hub incluye la capa física y la capa de enlace de datos. La capa física es responsable de conectar varios cables de red para formar una red lógica, y la capa de enlace de datos es responsable de transmitir datos a todos los dispositivos conectados. Sus escenarios de uso son relativamente simples y se suelen aplicar en redes pequeñas. Por ejemplo, en una red doméstica, puede usar el Hub para conectar varias computadoras en la misma LAN para compartir archivos e impresoras.

  1. cambiar

Un conmutador es un dispositivo de red que se utiliza para conectar varios dispositivos en una red informática y puede reenviar un paquete de datos a un dispositivo específico según la dirección de destino del paquete de datos. La estructura subyacente del conmutador incluye la capa física, la capa de enlace de datos y la capa de red. La capa física es responsable de convertir los datos en señales eléctricas y enviarlas al cable de red. La capa de enlace de datos es responsable de dividir los datos en marcos y agregar direcciones MAC. La capa de red es responsable de agregar direcciones IP y otros protocolos de red a los datos. Un conmutador aumenta la eficiencia y la seguridad de una red porque evita que dispositivos no relacionados reciban y procesen paquetes. Se utilizan en una gama más amplia de escenarios y generalmente se utilizan en redes pequeñas y medianas. Por ejemplo, en la red interna de una empresa, los conmutadores se pueden usar para conectar computadoras en diferentes departamentos a diferentes VLAN para mejorar la capacidad de administración y la seguridad de la red.

  1. enrutador

Un enrutador es un dispositivo de red que se utiliza para conectar varias redes en una red informática y puede reenviar paquetes de datos a una red específica según la dirección de destino. La estructura subyacente de un enrutador incluye la capa física, la capa de enlace de datos, la capa de red y la capa de transporte. La capa física es responsable de convertir los datos en señales eléctricas y enviarlas al cable de red. La capa de enlace de datos es responsable de dividir los datos en marcos y agregar direcciones MAC. La capa de red es responsable de agregar direcciones IP y otros protocolos de red a La capa de transporte es responsable de proporcionar una transmisión confiable de extremo a extremo. Un enrutador puede realizar la interconexión entre diferentes redes, como conectar una red de área local a Internet. Sus escenarios de uso generalmente se aplican en redes a gran escala, como Internet y redes de centros de datos. Por ejemplo, en una red empresarial, los enrutadores se pueden usar para conectar LAN en diferentes regiones para realizar funciones de oficina remota y uso compartido de datos.

El siguiente es un diagrama esquemático de la estructura subyacente y el principio de funcionamiento de varios dispositivos de red:

  1. La estructura subyacente y el principio de funcionamiento de los cables de red y las tarjetas de red:
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|                   |              |                   |
|     Computer      |              |     Computer      |
|                   |              |                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
         |                                   |
         |                                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
|                   |              |                   |
|      Network      |<-------------|      Network      |
|                   |              |                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
         |                                   |
         |                                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
|                   |              |                   |
|     Network Card   |<-------------|     Network Card   |
|                   |              |                   |
+-------------------+              +-------------------+
  1. La estructura subyacente y el principio de funcionamiento de la interfaz de red:
+-------------------+
|                   |
|      Operating     |
|        System       |
|                   |
+------+------------+
       | 
       | 
+------+------------+
|                   |
|     Network     |
|       Stack       |
|                   |
+------+------------+
       | 
       | 
+------+------------+
|                   |
|   Network Interface |
|      Controller   |
|                   |
+-------------------+
  1. La estructura subyacente y el principio de funcionamiento del Hub:
+-------------------+              +-------------------+
|                   |              |                   |
|     Computer      |              |     Computer      |
|                   |              |                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
         |                                   |
         |                                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
|                   |              |                   |
|                   |              |                   |
|        Hub        |<-------------|        Hub        |
|                   |              |                   |
|                   |              |                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
         |                                   |
         |                                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
|                   |              |                   |
|     Network      |              |     Network      |
|                   |              |                   |
+-------------------+              +-------------------+
  1. La estructura subyacente y el principio de funcionamiento del interruptor:
+-------------------+              +-------------------+
|                   |              |                   |
|     Computer      |              |     Computer      |
|                   |              |                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
         |                                   |
         |                                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
|                   |              |                   |
|       Switch      |<-------------|       Switch      |
|                   |              |                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
         |                                   |
         |                                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
|                   |              |                   |
|     Network      |              |     Network      |
|                   |              |                   |
+-------------------+              +-------------------+
  1. La estructura subyacente y el principio de funcionamiento del enrutador:
+-------------------+              +-------------------+
|                   |              |                   |
|     Computer      |              |     Computer      |
|                   |              |                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
         |                                   |
         |                                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
|                   |              |                   |
|      Router       |<-------------|      Router       |
|                   |              |                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
         |                                   |
         |                                   |
+--------+----------+              +--------+----------+
|                   |              |                   |
|     Network      |              |     Network      |
|                   |              |                   |
+-------------------+              +-------------------+

referencias:

  1. Explicación detallada del protocolo TCP/IP Volumen 1: Protocolo (segunda edición), autor: W. Richard Stevens, editor: Machinery Industry Press, 2006.

  2. "Red informática" (séptima edición), autor: Xie Xiren, editor: Electronic Industry Press, 2015.

  3. Autor de "Un enfoque de arriba hacia abajo para las redes informáticas" (6.ª edición)

    : James F. Kurose, Keith W. Ross, Editorial: Machinery Industry Press, 2013.

  4. "Programación de redes Linux" (2.ª edición), Autores: Keir Davis, John Turner, Nathan Yocom, Editor: Machinery Industry Press, 2014.

  5. "Diseño e implementación del kernel de Linux" (3.ª edición), autor: Robert Love, editor: Machinery Industry Press, 2011.

  6. "Explicación detallada del protocolo TCP/IP Volumen 1: Protocolo" (3.ª edición), autor: W. Richard Stevens, Gary R. Wright, editor: People's Posts and Telecommunications Press, 2012.

  7. "Explicación detallada de TCP/IP Volumen 1: Protocolo" (segunda edición), autor: W. Richard Stevens, editor: Machinery Industry Press, 2006.

  8. "Cómo se conecta la red" (2.ª edición), autor: Honda Ken, editor: People's Posts and Telecommunications Press, 2016.

  9. "Network Security Technology Foundation" (segunda edición), autores: Liu Shifeng, Wang Rui, editor: Machinery Industry Press, 2016.

  10. "Curso de experimentos de redes informáticas" (3.ª edición), Autores: Li Jianxun, Chen Jianghua, Han Weiguo, Editor: Higher Education Press, 2018.

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