调制解调器，集线器，交换机和路由器之间的区别

最近，小螃蟹考虑了有关计算机网络设备的一些问题，并发现Internet上没有相对完整的文档。隧道总结了调制解调器，集线器，交换机和路由器的概念和区别，如下所示。内容不是原创内容，但我希望它可以为您节省时间去检查一下

[计算机猫]

计算机调制解调器（调制解调器）是一种计算机硬件，可以将计算机的数字信号转换为可以沿着普通电话线传输的模拟信号，并且这些模拟信号可以由另一端的另一台调制解调器接收行，并翻译成计算机可理解的语言。所谓调制就是将数字信号转换成电话线上传输的模拟信号。解调是将模拟信号转换为数字信号。统称为调制解调器。

调制解调器是英语的MODEM，它充当模拟和数字信号的“转换器”。电子信号有两种，一种是“模拟信号”，另一种是“数字信号”。我们使用的电话线传输模拟信号，而数字信号则在PC之间传输。因此，当您想通过电话线将计算机连接到Internet时，必须使用调制解调器来“转换”两个不同的信号。连接到Internet后，当PC将信息发送到Internet时，由于电话线传输模拟信号，因此必须先使用调制解调器将数字信号“转换”为模拟信号，然后才能将其传输到Internet。当PC从Internet获得信息时，由于通过电话线从Internet传输的信息都是模拟信号，因此PC要想理解它们就必须使用调制解调器进行“翻译”。这个过程称为“解调”。通常，它称为“调制和解调”。

[hub]

中心的英文名称是“ Hub”。 “中心”的意思是“中心”。集线器的主要功能是再生，整形和放大接收的信号，以扩展网络的传输距离，同时将所有节点集中在以它为中心的节点上。它适用于OSI（开放系统互连参考模型）参考模型的第一层，即“物理层”，可以被视为多端口转发器。集线器（如网卡，网络电缆和其他传输介质）属于局域网中的基本设备，并使用CSMA / CD（即具有冲突检测功能的载波侦听多路访问技术）媒体访问控制机制。集线器的每个接口仅发送和接收位，接收到1时转发1，接收0时转发0，而没有冲突检测。集线器是纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的“智能内存”和“学习”功能。它没有交换机具有的MAC地址表，因此在发送数据时不以它为目标，而是通过广播发送。也就是说，当它想要将数据发送到节点时，它不会直接将数据发送到目标节点，而是将数据包发送到连接到集线器的所有节点。

HUB是多端口应答器。当集线器为中心设备时，网络中的某条线路有故障，不影响其他线路的工作。因此，HUB已被广泛用于局域网中。大多数情况下，它用于星形和树形网络拓扑。它通过RJ45接口（也具有BNC接口）连接到每个主机。由于集线器将重新生成或放大接收到的任何数字信号，然后从集线器的所有端口提交它，这将导致信号之间发生冲突的可能性很大，并且信号也可能被，这意味着所有连接到集线器这些设备属于相同的冲突域名和广播域名，因此大多数集线器已被交换机取代。

因此，集线器的工作过程非常简单。可以简单地描述如下：首先，节点向线路发送信号，而集线器接收信号。由于信号在电缆传输期间会衰减，因此集线器在接收到信号后会衰减信号。信号整形和放大，最后集线器将放大的信号广播到所有其他端口

[切换]

开关（Switch）是指“开关”是用于转发电（光）信号的网络设备。它可以为连接到交换机的任何两个网络节点提供专用的电信号路径。最常见的交换机是以太网交换机，其他常见的交换机是电话语音交换机和光纤交换机。

交换是一种技术的通用术语，该技术根据在通信两端传输信息的需要，通过手动或自动设备将要传输的信息发送到满足要求的相应路由。根据工作位置的不同，交换机可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域交换机（switch）是在通信系统中完成信息交换功能的设备，并应用于数据链路层。交换机具有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接到局域网或高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时也称为多端口网桥。

在计算机网络系统中，交换的概念改善了共享工作模式。 HUB集线器是物理层共享设备。 HUB本身无法识别MAC地址和IP地址。当同一局域网中的主机A向主机B发送数据时，数据包在基于HUB的网络上以广播模式发送。是，每个终端都通过验证数据头的MAC地址来确定是否接收它。也就是说，在这种工作模式下，只能同时在网络上传输一组数据帧，如果发生冲突，则必须重试。这种方式是共享网络带宽。用外行的话来说，普通的交换机没有管理功能。只需连接一根电缆，然后将其他端口连接到计算机即可。

该开关在OSI参考模型的第二层（数据链路层）上工作。当每个端口成功连接后，交换机内部的CPU将通过匹配MAC地址和端口来形成MAC表。在将来的通信中，发送到此MAC地址的数据包将仅发送到其相应的端口，而不是所有端口。因此，该开关可用于划分广播的数据链路层，即冲突域；但是它不能划分网络层广播，即广播域。

该开关具有高带宽的反向总线和内部开关矩阵。交换机的所有端口都连接到该反向总线。控制电路收到数据包后，处理端口将在内存中查找地址比较表，以确定目标MAC（网卡的硬件地址）和NIC（网卡）的连接。通过内部交换矩阵将其快速传输到目标端口。如果目标MAC不存在，它将被广播到所有端口。收到端口响应后，交换机将“学习”新的MAC地址并将其添加到内部MAC地址表中。交换机也可以用于“分段”网络。通过比较IP地址表，交换机仅允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效减少冲突域，但不能划分网络层广播，即广播域。

交换机可以同时在多个端口对之间传输数据。每个端口都可以视为一个独立的物理网段（请注意：非IP网段），并且与其相连的网络设备可以独立享受全部带宽，而不必与其他设备竞争使用。当节点A将数据发送到节点D时，节点B可以同时将数据发送到节点C，并且两种传输都享受网络的全部带宽，并且都有自己的虚拟连接。如果此处使用10Mbps以太网交换机，则此时交换机的总流通量等于2×10Mbps = 20Mbps，并且当使用10Mbps共享HUB时，HUB的总流通量将不超过10Mbps。简而言之，交换机是一种基于MAC地址识别并能够封装和转发数据帧的网络设备。交换机可以“学习” MAC地址并将其存储在内部地址表中。通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时切换路径，数据帧可以直接从源地址到达目标地址。

像网桥一样，交换机做出相对简单的决定，根据每个数据包中的MAC地址转发信息。而且，此转发决定通常不会考虑数据包中隐藏的其他更深层信息。与网桥的区别在于，交换机的转发延迟非常小，并且操作接近单个LAN的性能，远远超过了普通桥接Internet网络之间的转发性能。与传统网桥相似，交换机提供许多网络互连功能。交换机可以经济地将网络划分为小的冲突域，并为每个工作站提供更高的带宽。协议的透明性使交换机可以通过简单的软件配置直接安装在多协议网络中。交换机使用现有的电缆，中继器，集线器和工作站网卡，而无需进行高级硬件升级；交换机对工作站是透明的是的，这样的管理开销很低，这简化了添加，移动和更改网络节点的操作。 （根据交换机的功能层数，可以分为两层交换机，三层交换机和四层交换机）

[集线器和交换机之间的比较]

1。从OSI体系结构的角度来看，集线器属于物理层设备的第一层，而交换机属于OSI数据链路层设备的第二层。换句话说，集线器仅起到同步，放大和整形数据传输的作用。它不能有效地处理数据传输中的短帧＝碎片，也不能保证数据传输的完整性和正确性。但是该交换机不仅可以同步，放大和重塑数据传输，还可以过滤短帧，片段等。

2。从工作模式的角度来看，集线器是广播模式，这意味着当集线器的某个端口正在工作时，所有其他端口都可以收听信息，这很容易引起广播风暴。当网络较大时，网络性能将受到很大影响。 交换机可以避免这种现象。当交换机工作时，只有请求端口和目标端口相互响应，而不会影响其他端口，因此，交换机可以隔离冲突域并有效地抑制广播风暴的产生。

3。从带宽的角度来看，无论集线器有多少个端口，所有端口都共享带宽。只有两个端口可以同时传输数据，其他端口只能等待，而集线器只能在半双工模式下工作；对于交换机，每个端口都有一个专用带宽。两个端口正常工作时，不会影响其他端口的工作。同时，该交换机不仅可以在半双工模式下工作，而且可以在全双工模式下工作。

[路由器]

路由器是一种连接到Internet中各种局域网和广域网的设备。它将根据信道条件自动选择和设置路由，并以最佳路径的顺序发送信号。路由器是Internet的集线器，具有路由和转发功能。路由和交换之间的主要区别在于，交换发生在OSI参考模型的第二层（数据链路层），而路由发生在第三层（网络层）。这种差异决定了路由和交换机在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息，因此两种实现各自功能的方式是不同的。

路由器，也称为网关，用于连接多个逻辑上分离的网络。所谓逻辑网络代表单个网络或子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可以通过路由器的路由功能来完成。因此，路由器具有判断网络地址并选择IP路径的功能。它可以在多网络互连环境中建立灵活的连接。它可以使用完全不同的数据包和媒体访问方法连接各个子网。路由器仅接受源站或路由器。其他路由器的信息是网络层的一种互连设备。

从过滤网络流量的角度来看，路由器的角色与交换机和网桥的角色非常相似。但是，与在网络的物理层工作并在物理上划分网段的交换机不同，路由器使用特殊的软件协议在逻辑上划分整个网络。例如，支持IP协议的路由器可以将网络划分为多个子网段，并且只有定向到特殊IP地址的网络流量才能通过该路由器。对于每个收到的数据包，路由器将重新计算其检查值并写入一个新的物理地址。因此，使用路由器转发和过滤数据通常比仅查看数据包物理地址的交换机要慢。但是，对于那些复杂的网络，使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另一个明显优势是它们可以自动过滤网络广播。一般来说，将路由器添加到网络的整个安装过程要比即插即用型交换机复杂得多。

[交换机和路由器的比较]

该交换机是一种数据链路层设备，主要实现多个主机可以通过网线访问Internet，但是每个拨号使用自己的宽带，并且所有使用同一交换机的主机都在同一局域网中。路由器是网络层设备，比交换机具有虚拟拨号功能。通过同一路由器访问Internet的主机共享一个宽带帐户，并且它们都在同一LAN中。

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