了解下硬件：路由器交换机集线器的区别

Posted 2021-01-12 brt3

转自：《路由器、交换机、集线器的区别》

另，外行人看热闹——推荐《交换机与路由器区别》

术语解释

  路由器：（Router）是连接因特网中各局域网、广域网的设备。在路由器中记录着路由表，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。发生在网络层。 

  交换机：（Switch）是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路，把传输的信息送到符合要求的相应路由上。发生在数据链路层。 

  集线器：（Hub）是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。发生在物理层。

区别与联系

路由器和交换机的区别

	路由器	交换机
工作层次	网络层	数据链路层
转发依据	IP地址	Mac地址
功能	连接不同的网络	连接局域网中的电脑
宽带影响	共享宽带	独享宽带

  路由器是连接不同的网段的，负责将局域网连接到广域网和互联网中，并找到网络中数据传输最合适的路径。大家如果通过同一个路由器上网（共用一个宽带），上网要相互影响。 

  简单的说路由器专管入网，交换机只管配送，路由就是给你找路让你上网的，交换机只负责开门，交换机上面要没有路由你是上不了网的。 

集线器和交换机的区别

交换机又称交换式集线器，它们俩很相似，都是基于MAC识别的，但是又有本质上的区别。

从工作方式来看，集线器是一种广播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其他所有端口都能够收听到信息，容易产生广播风暴，当网络较大时网络性能会受到很大的影响。而交换机就能够避免这种现象，当交换机工作的事后，只有发出请求的端口和目的端口之间相互相应而不影响其它端口，因此交换机就能够隔离冲突与病有效的抑制广播风暴的产生。 

数据传输：集线器工作的时候，如果局域网中的一台电脑要发送消息，则局域网内的所有电脑都可以接收到这个消息，安全性较差，而且每一次只能有一个发送，只有这个发送完毕其他电脑才能再发送，这称为半双工模式。而交换机有“记忆功能”，它能根据相应的MAC地址直接有目的的发送到目标电脑。但是如果向一台新的电脑发送消息，那么传输方式也将是广播，只有找到这台电脑， 并记住它的MAC地址后，以后才能直接发送给它。通过交换机连接的电脑可以同时发送消息互不影响，就像我们平时打电话一样，这称为全双工模式，传输速率比集线器大大提高。 

宽带占用上：通过集线器，所有的电脑都共享一个宽带，如果宽带是100M，有5台电脑，则每台电脑只有20M；如果通过交换机，则所有的电脑都是100M。 为什么呢？

集线器（共享式以太网）存在的主要问题是所有用户共享带宽，每个用户的实际可用带宽随网络用户数的增加而递减。这是因为当信息繁忙时，多个用户都可能同进“争用”一个信道，而一个通道在某一时刻只充许一个用户占用，所以大量的经常处于监测等待状态，致使信号在传送时产生抖动、停滞或失真，严重影响了网络的性能。 

交换式以太网中，交换机供给每个用户专用的信息通道，除非两个源端口企图将信息同时发往同一目的端口，否则各个源端口与各自的目的端口之间可同时进行通信而不发生冲突。 

通过比较可以发现，交换机与集线器相比有很大优势，所以现在基本上都用交换机，集线器已经渐渐被淘汰了。

产品概述

集线器

集线器本质上是一个中继器，而中继器的主要功能是对接收到的信号进行整形再生放大，使被衰减的信号再生（恢复）到发送时的状态，以扩大网络的传输距离，而不具备信号的定向传送能力。 

集线器工作在第一层（即物理层），它没有智能处理能力，对它来说，数据只是电流而已，当一个端口的电流传到集线器中时，它只是简单地将电流传送到其他端口，至于其他端口连接的计算机接收不接收这些数据，它就不管了。

交换机

交换机可以分为两层交换机（又被称为以太网交换机）和三层交换机（又被成为结点交换机），通常所说的交换指的是前者。

交换机工作在第二层（即数据链路层），它要比集线器智能一些，对它来说，网络上的数据就是MAC地址的集合，它能分辨出帧中的源MAC地址和目的MAC地址，因此可以在任意两个端口间建立联系，但是交换机并不懂得IP地址，只知道MAC地址。

交换机主要用于扩展局域网，其工作原理比较简单，根据MAC地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。结点交换机和以太网交换机的区别有两点：一是结点交换机工作在广域网，以太网交换机工作在局域网。二是功能不同，结点交换机是用来存储转发数据分组的，内建转发表，实现路由选择协议，是网络拓扑中的结点；以太网交换机是用来连接局域网内部主机的，内部没有转发表，只有MAC地址和主机的映射表，逻辑上是总线结构。

近几年突起的交换式局域网技术，能够解决共享式局域网所带来的网络效率低、不能提供足够的网络带宽和网络不易扩展等一系列问题。它从根本上改变了共享式局域网的结构，解决了带宽瓶颈问题。目前已有交换以太网、交换令牌环、交换FDDI和ATM等交换局域网，其中交换以太网应用最为广泛。交换局域网已成为当今局域网技术的主流。交换机提供了桥接能力以及在现存网络上增加带宽的功能。用于L A N上的交换机与网桥相似，因为它们都运作在数据链路层(第2层)的M A C子层上，都检验着所有进入的网络流量的设备地址。与网桥还有一点相似，交换机保持一张有关地址的信息表，并用该信息来决定如何过滤并转发L A N流量与网桥不同，交换机采用交换技术来增加数据的输入输出总和和安装介质的带宽。一般交换机转发延迟很小，能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。

路由器

路由器工作在第三层（即网络层），它比交换机还要“聪明”一些，它能理解数据中的IP地址，如果它接收到一个数据包，就检查其中的IP地址，如果目标地址是本地网络的就不理会，如果是其他网络的，就将数据包转发出本地网络。

我们常见的集线器和交换机一般都是用于连接以太网的，但是如果将两种网络类型连接起来，比如以太网与ATM网，集线器和交换机就派不上用场了。

路由器能够连接不同类型的局域网和广域网，如以太网、ATM网、FDDI网、令牌环网等。不同类型的网络，其传送的数据单元——帧（Frame）的格式和大小是不同的，就像公路运输是汽车为单位装载货物，而铁路运输是以车皮为单位装载货物一样，从汽车运输改为铁路运输，必须把货物从汽车上放到火车车皮上，网络中的数据也是如此，数据从一种类型的网络传输至另一种类型的网络，必须进行帧格式转换。路由器就有这种能力，而交换机和集线器就没有。实际上，我们所说的“互联网”，就是由各种路由器连接起来的，因为互联网上存在各种不同类型的网络，集线器和交换机根本不能胜任这个任务，所以必须由路由器来担当这个角色。

在互联网中，从一个节点到另一个节点，可能有许多路径，路由器可以选择通畅快捷的近路，会大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，这是集线器和二层交换机所根本不具备的性能。

其他概念

引自：《集线器、交换机、路由器、网桥、网关之间的区别》

网桥(Bridge)

　　简单的说网桥就是个硬件网络协议翻译器，假设你有2台电脑，一台兼容机安装windows，一台是Apple安装OS2，那么两台电脑之间是默认网络协议是不同的，兼容机可能只会说TCP/IP，苹果机只会说Apple talk，就好象两个外国人都不会说对方的语言，怎么办？找个翻译，网桥就是翻译。 
　　在386、486时代网桥可能是一台安装了协议转换程序的电脑，如今交换机也包含这个功能。今天的操作系统之间为了互相交流，支持更多的协议，操作系统自己就可以是网桥，现在网桥这个概念已经淡出了。更多是所谓的桥接、转发、协议二次封装。 
　　网桥也可以说相当一个端口少的二层交换机，再者网桥主要由软件实现，交换机主要由硬件实现！

网关(Gateway)

　　网关（协议转换器）是互连网络中操作在OSI网络层之上的具有协议转换功能设施，所以称为设施，是因为网关不一定是一台设备，有可能在一台主机中实现网关功能。 

　　网关用于以下几种场合的异构网络互连： 
　　1).异构型局域网，如互联专用交换网PBX与遵循IEEE802标准的局域网。 
　　2).局域网与广域网的互联。 
　　3).广域网与广域网的互联。 
　　4).局域网与主机的互联（当主机的操作系统与网络操作系统不兼容时，可以通过网关连接）。
　　网关的分类
　　1)协议网关：协议网关通常在使用不同协议的网络区域间做协议转换。 
　　2)应用网关：应用网关是在使用不同数据格式间翻译数据的系统。 
　　3)安全网关：安全网关是各种技术的融合，具有重要且独特的保护作用，其范围从协议级过滤到十分复杂的应用级过滤。