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路由器网络接口与内部网卡的数量关系、WAN口和LAN口如何进行通信(内网与外网)、WiFi和局域网通信的过程

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WAN口与路由器内部网卡的关系:

WAN口是路由器连接外部网络(如互联网)的接口。
路由器内部有一个专门的网卡负责处理WAN口的通信。这个网卡是路由器内部的一部分,用户通常无法直接看到或接触到。因此,从数量关系上看,WAN口对应路由器内部的一个网卡。

LAN口与路由器内部网卡的关系:

LAN口是路由器连接家庭内部网络设备的接口。
对于具有三个LAN口的路由器,它内部通常会有相应的三个网卡来处理这些LAN口的通信。但这里需要澄清的是,现代路由器可能通过单个高性能的多端口网卡来实现多个LAN口的连接,而不是为每个LAN口配备一个独立的网卡。不过,从逻辑和功能的角度来看,我们可以认为每个LAN口都对应一个独立的网络接口。因此,从逻辑数量关系上看,三个LAN口可以认为对应路由器内部的三个网络接口(尽管它们可能物理上是集成在一个网卡上的)。

家用路由器中以太网卡数量关系总结:

WAN口:1个,对应路由器内部1个网卡(或网络接口控制器)。
LAN口:3个,从逻辑上对应路由器内部的3个网络接口(尽管可能物理上是集成在一个网卡上的)。

家用路由器无线网卡数量:

一般家用路由器有 1 - 2 个无线网卡。如果是单频路由器,只有 1 个无线网卡,它工作在 2.4GHz 频段。而现在大多数家用路由器是双频路由器,包含 2 个无线网卡,分别用于 2.4GHz 频段和 5GHz 频段。这样设计的目的是为了充分利用不同频段的特性来满足不同的用户需求。

  • 2.4GHz 频段的信号传播距离较远,穿墙能力相对较强。它的频率较低,波长较长,在遇到障碍物(如墙壁)时,信号的衰减相对较小。这使得在家庭环境中,即使设备距离路由器较远或者中间隔着几堵墙,依然能够接收到较为稳定的信号。例如,在一栋多层房屋中,楼下的智能设备可能通过 2.4GHz 频段连接到楼上的路由器。
  • 5GHz 频段的优势在于带宽较大、传输速度快,但是信号传播距离较短,穿墙能力较弱。它的频率较高,波长较短,能提供更高的数据传输速率,适合用于近距离、对带宽要求高的场景,比如在同一个房间内进行高清视频播放或者大型游戏的在线对战等,使用 5GHz 频段可以获得更好的网络体验。

无线网卡中的WLAN和WLAN-VAP

  • WLAN:适用于简单的家庭网络环境,家庭成员的各种设备(如手机、平板电脑、智能电视等)通过一个统一的无线网络连接,方便共享家庭网络带宽,进行互联网访问、文件共享、智能家居设备控制等操作。
  • WLAN - VAP:在家庭网络中有一些高级应用场景。例如,当有客人来访时,可以创建一个单独的 VAP,为客人提供独立的网络接入,这样可以保证家庭主网络的安全和隐私,同时也能让客人方便地使用网络。

路由器系统中br0的作用

br0 是一个虚拟的网桥设备。在Linux系统中,br0代表一个桥接接口,它是通过Linux桥接功能创建的一个虚拟网络设备。桥接(Bridging)是一种网络技术,它允许将多个网络接口连接在一起,形成一个逻辑上的单一接口。在这个逻辑接口上,数据包可以在连接的物理接口之间转发,就像它们在同一个物理网络上一样。一旦br0网桥被创建并配置好,它就像一个物理交换机一样工作,允许连接在其上的设备(包括物理网卡和虚拟机网卡)进行通信。

WAN口和LAN口如何进行通信(内网与外网)

  • 当数据到达路由器的 LAN 口时,它是以数据帧的形式存在的。路由器的 LAN 口会先接收这个数据帧。路由器会检查数据帧的目的 MAC 地址,这个 MAC 地址通常是路由器 LAN 口的 MAC 地址。如果匹配,路由器就会接收该数据帧,并开始进行解封装操作。它会去除数据帧的头部(包含源 MAC 和目的 MAC 等信息),露出 IP 数据包
  • 路由器会查看 IP 数据包中的目的 IP 地址。然后,它会在自己的路由表中查找与这个目的 IP 地址匹配的路由条目。路由表是路由器的 “导航地图”,它包含了网络地址、子网掩码、下一跳地址等信息。如果路由器在路由表中找到了匹配的条目,它就知道应该将数据包转发到哪个接口(这里是 WAN 口)以及下一跳的 IP 地址。例如,如果目的 IP 地址属于一个通过 WAN 口连接的外部网络,路由表会指示将数据包转发到 WAN 口对应的下一跳路由器或者网关。
  • 在确定了转发方向(WAN 口)和下一跳地址后,路由器会重新封装 IP 数据包。它会构建一个新的数据帧,这个数据帧的源 MAC 地址是路由器 WAN 口的 MAC 地址,目的 MAC 地址是下一跳设备(比如接入互联网的调制解调器或者下一级路由器)的 MAC 地址。同时,IP 数据包的内容基本不变,只是IP 头中的一些字段(如 TTL - 生存时间会减 1)可能会被更新。然后,这个重新封装的数据帧就会通过 WAN 口发送出去,进入外部网络,最终到达目标服务器或者其他设备,从而实现访问外网的目的。

WAN口与路由器内部网卡的关系:

WAN口是路由器连接外部网络(如互联网)的接口。
路由器内部有一个专门的网卡负责处理WAN口的通信。这个网卡是路由器内部的一部分,用户通常无法直接看到或接触到。因此,从数量关系上看,WAN口对应路由器内部的一个网卡。

LAN口与路由器内部网卡的关系:

LAN口是路由器连接家庭内部网络设备的接口。
对于具有三个LAN口的路由器,它内部通常会有相应的三个网卡来处理这些LAN口的通信。但这里需要澄清的是,现代路由器可能通过单个高性能的多端口网卡来实现多个LAN口的连接,而不是为每个LAN口配备一个独立的网卡。不过,从逻辑和功能的角度来看,我们可以认为每个LAN口都对应一个独立的网络接口。因此,从逻辑数量关系上看,三个LAN口可以认为对应路由器内部的三个网络接口(尽管它们可能物理上是集成在一个网卡上的)。

家用路由器中以太网卡数量关系总结:

WAN口:1个,对应路由器内部1个网卡(或网络接口控制器)。
LAN口:3个,从逻辑上对应路由器内部的3个网络接口(尽管可能物理上是集成在一个网卡上的)。

家用路由器无线网卡数量:

一般家用路由器有 1 - 2 个无线网卡。如果是单频路由器,只有 1 个无线网卡,它工作在 2.4GHz 频段。而现在大多数家用路由器是双频路由器,包含 2 个无线网卡,分别用于 2.4GHz 频段和 5GHz 频段。这样设计的目的是为了充分利用不同频段的特性来满足不同的用户需求。

  • 2.4GHz 频段的信号传播距离较远,穿墙能力相对较强。它的频率较低,波长较长,在遇到障碍物(如墙壁)时,信号的衰减相对较小。这使得在家庭环境中,即使设备距离路由器较远或者中间隔着几堵墙,依然能够接收到较为稳定的信号。例如,在一栋多层房屋中,楼下的智能设备可能通过 2.4GHz 频段连接到楼上的路由器。
  • 5GHz 频段的优势在于带宽较大、传输速度快,但是信号传播距离较短,穿墙能力较弱。它的频率较高,波长较短,能提供更高的数据传输速率,适合用于近距离、对带宽要求高的场景,比如在同一个房间内进行高清视频播放或者大型游戏的在线对战等,使用 5GHz 频段可以获得更好的网络体验。

无线网卡中的WLAN和WLAN-VAP

  • WLAN:适用于简单的家庭网络环境,家庭成员的各种设备(如手机、平板电脑、智能电视等)通过一个统一的无线网络连接,方便共享家庭网络带宽,进行互联网访问、文件共享、智能家居设备控制等操作。
  • WLAN - VAP:在家庭网络中有一些高级应用场景。例如,当有客人来访时,可以创建一个单独的 VAP,为客人提供独立的网络接入,这样可以保证家庭主网络的安全和隐私,同时也能让客人方便地使用网络。

路由器系统中br0的作用

br0 是一个虚拟的网桥设备。在Linux系统中,br0代表一个桥接接口,它是通过Linux桥接功能创建的一个虚拟网络设备。桥接(Bridging)是一种网络技术,它允许将多个网络接口连接在一起,形成一个逻辑上的单一接口。在这个逻辑接口上,数据包可以在连接的物理接口之间转发,就像它们在同一个物理网络上一样。一旦br0网桥被创建并配置好,它就像一个物理交换机一样工作,允许连接在其上的设备(包括物理网卡和虚拟机网卡)进行通信。

WAN口和LAN口如何进行通信(内网与外网)

  • 当数据到达路由器的 LAN 口时,它是以数据帧的形式存在的。路由器的 LAN 口会先接收这个数据帧。路由器会检查数据帧的目的 MAC 地址,这个 MAC 地址通常是路由器 LAN 口的 MAC 地址。如果匹配,路由器就会接收该数据帧,并开始进行解封装操作。它会去除数据帧的头部(包含源 MAC 和目的 MAC 等信息),露出 IP 数据包
  • 路由器会查看 IP 数据包中的目的 IP 地址。然后,它会在自己的路由表中查找与这个目的 IP 地址匹配的路由条目。路由表是路由器的 “导航地图”,它包含了网络地址、子网掩码、下一跳地址等信息。如果路由器在路由表中找到了匹配的条目,它就知道应该将数据包转发到哪个接口(这里是 WAN 口)以及下一跳的 IP 地址。例如,如果目的 IP 地址属于一个通过 WAN 口连接的外部网络,路由表会指示将数据包转发到 WAN 口对应的下一跳路由器或者网关。
  • 在确定了转发方向(WAN 口)和下一跳地址后,路由器会重新封装 IP 数据包。它会构建一个新的数据帧,这个数据帧的源 MAC 地址是路由器 WAN 口的 MAC 地址,目的 MAC 地址是下一跳设备(比如接入互联网的调制解调器或者下一级路由器)的 MAC 地址。同时,IP 数据包的内容基本不变,只是IP 头中的一些字段(如 TTL - 生存时间会减 1)可能会被更新。然后,这个重新封装的数据帧就会通过 WAN 口发送出去,进入外部网络,最终到达目标服务器或者其他设备,从而实现访问外网的目的。
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