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标题: 关于集线器、交换机和路由器工作方式的通俗解释 [打印本页]

作者: faye 时间: 2008-7-27 11:09 标题: 关于集线器、交换机和路由器工作方式的通俗解释

关于集线器、交换机和路由器工作方式的通俗解释
某一天，你到你女友小芳（暂定这个名字吧）就读的学校去找她，那么你的做法是什么呢：
一、集线器的工作方式：
你站到学校中庭，大喊一声“小芳，我来你找你了！” （广播）
如果这个时候正好有别人也在大喊大叫，你就必须等他喊完了再喊。（排队）
如果你喊的时候不巧碰上另一个人跟你同时喊，那么你和他喊的内容都不能被听见。（冲突）
你喊的时候，是听不见别人说什么的，只有喊完了才开始竖起耳朵听。（半双工工作方式、监听）
果然，对面楼里传来了你女友的声音“你去死吧！” （响应）
二、交换机的工作方式：
你女友事先通知了你她的手机号码（Mac地址）。
你拨通了她的手机。（建立连接）
对她说“我来找你了，因为我想你想得要死，我的甜心，我的宝贝……”。（独享信道）
你的女友听得不耐烦，没等你说完就回了一句“肉麻死了”！（全双工方式）
三、路由器的工作方式：
你事先把你所有女友所在的XX系XX级XX班XX号座位的信息记录在你的粉红色笔记本上（建立路由表）
你找到了小芳的地址（IP地址），并且确定了如何才能找到她的途径（路由选择）。
你到学校门房问到了XX系所在的楼，又到XX系问到了XX班的教室，又到XX教室问到了XX号座位的位置……经过N次询问（N跳），你终于来到了小芳的面前。
集线器、交换机和路由器有什么区别？

集线器(Hub)的特点如下：
在星型结构中，它是连接的中间结点，它起放大信号的作用；
所有设备共享Hub的带宽，也就是说，如果hub的带宽是10M，连结了10了设备，每个设备就是1M；
Hub所有端口共享一个MAC地址。

交换机(switch) 的特点如下：
用于星型结构时，它作为中心结点起放大信号的作用；
端口不共享带宽，如果是一个10M的switch，那么每个端口的带宽就是10M；
每个端口拥有自己的MAC地址。
它是一个网络设备，拥有路由器的一部分功能，它可以决定接收到的数据向什么地方发送，它的速度比路由器要快。

路由器(Router)是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，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，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。
事实上，路由器除了上述的路由选择这一主要功能外，还具有网络流量控制功能。

首先说HUB,也就是集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。而路由器与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。

  总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面：

  （1）工作层次不同
  最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。

  （2）数据转发所依据的对象不同
  交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。
  （3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域
  由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。
  （4）路由器提供了防火墙的服务
  路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。

交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。

  目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL，因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能（很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了，因为电信安装时大多是不启用路由功能的，启用DHCP。打开ADSL的路由功能），如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了，如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。考虑到如今集线器与交换机的价格相差十分小，不是特殊的原因，请购买一个交换机。不必去追求高价，因为如今产品同质化十分严重，我最便宜的交换机现在没有任何问题。给你一个参考报价，建议你购买一个8口的，以满足扩充需求，一般的价格100元左右。接上交换机，所有电脑再接到交换机上就行了。余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口，将猫的网线插入uplink接口。然后设置路由功能，DHCP等，就可以共享上网了。

  看完以上的解说读者应该对交换机、集线器、路由器有了一些了解，目前的使用主要还是以交换机、路由器的组合使用为主，具体的组合方式可根据具体的网络情况和需求来确定。

Q: 什么是集线器？
A: 集线器，英文名又称Hub，在OSI模型中属于数据链路层。价格便宜是它最大的优势，但由于集线器属于共享型设备，导致了在繁重的网络中，效率变得十分低下，所以我们在中、大型的网络中看不到集线器的身影。如今的集线器普遍采用全双工模式，市场上常见的集线器传输速率普遍都为100Mbps。

什么是交换机？
　　交换机是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。
交换机，Switch。交换机分为第二层交换机和第三层交换机两种，现在最常用的就是第三层交换机了，它包括了路由器的全部功能，因此，现在越来越多的地方的路由器正被第三层交换机所取代。第二层交换机则是较低级的，不需要高级的协议支持，直接对硬件地址进行交换，而不需要IP地址。

Q: 什么是路由器？
A: 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。
多少年来，路由器的发展有起有伏。90年代中期，传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈。ATM交换机取而代之，成为IP骨干网的核心，路由器变成了配角。进入90年代末期，Internet规模进一步扩大，流量每半年翻一番，ATM网又成为瓶颈，路由器东山再起，Gbps路由交换机在1997年面世后，人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机，架构以路由器为核心的骨干网。

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