路由器，交换机和集线器之间的关系_IT /计算机_数据

路由器和交换集线器做什么？它们之间是什么关系。集线器，交换机和路由器被称为网络硬件的三剑客，一直是网络行业的活跃成员，但是许多新手对NetGate的菜鸟感到恼火的是，它们三个不仅在外观上相似，而且在外观上也很相似。经常在一起。很难分辨谁是谁！让我们看看它们之间的区别和联系！三剑客的工作原理一、集线器1.什么是集线器？在知道集线器之前，您必须首先了解转发器。在我们接触过的网络中，最简单的是两台计算机通过两个网卡形成“双机互连”，并且这两个网卡通常是信号线的非屏蔽双绞线。由于双绞线的信号功率在信号传输过程中会逐渐衰减，并且当信号衰减到一定水平时，信号会失真，因此，在不产生信号的前提下，双绞线的最大传输距离为100米。确保信号质量。当两台计算机之间的距离超过100米时，为了实现两台计算机的互连，人们在两台计算机之间安装了“中继器”。它的功能是在继续发送之前使衰减的信号通过组织并重新生成完整的信号。转发器是普通集线器的前身，而集线器实际上是多端口转发器。集线器通常具有RJ45端口，例如4、8、16、2 4、32。通过这些端口，集线器可以为相应数量的计算机完成“中继”功能。

由于集线器在网络中处于“中心”位置，因此也称为“集线器”。2.轮毂的工作原理轮毂的工作原理非常简单。以图2为例。该图显示了具有8个端口的集线器，这些端口连接到8台计算机。集线器位于网络的“中心”，信号通过集线器转发，并且可以互连8台计算机。具体的通信过程如下：如果计算机1要向计算机8发送一条信息，则计算机1的网卡通过双绞线电缆将信息发送到集线器时，集线器将不会直接将信息发送到计算机8，它将“广播”信息，同时将信息发送到8个端口。当8个端口上的计算机收到广播信息时，它将检查该信息。如果发现该信息已发送给自己，它将收到它。 ，否则请忽略它。由于信息是由计算机1发送到计算机8的，因此最终计算机8将接收该信息，而其他7台计算机将不会接收该信息，因为在读取信息后它们不是自己的。3.集线器的特征1）共享带宽集线器的带宽是指通信时可以达到的最大速度。当前，在中小型局域网中使用的集线器主要有三种：10Mbps，100Mbps和10 / 100Mbps自适应。 10Mb带宽集线器的最大传输速度为10Mbps。即使连接的计算机使用100Mbps网卡，数据传输速度仍然仅为10Mbps。

10 / 100Mbps自适应集线器可以根据连接到端口的网卡的速度自动调整带宽。当它连接到10Mbps网卡时，其带宽为10Mb。当它连接到100Mbps网卡时，其带宽为100Mb，因此这种集线器也称为“两速集线器”。集线器是“共享”设备。集线器本身无法识别目标地址。当同一局域网中的主机A向主机B发送数据时，数据包将通过基于集线器的网络上的广播进行发送。站终端通过验证分组头中的地址信息来确定是否接收它。由于集线器只能在一个时钟周期内传输一组信息，因此，如果集线器连接到大量机器，并且经常需要同时进行多台机器通信，那么集线器的工作效率将非常低，例如信息阻塞和冲突。等待。为什么是这样？例如，以图2为例。当计算机1通过集线器向计算机8发送信息时，如果计算机2也要通过集线器向计算机7发送信息，则当计算机2尝试向计算机2发送信息时，我与集线器联系但发现集线器正忙对于计算机1，数据站在集线器前面等待，并要求集线器停止计算机1的工作以自助。如果计算机2成功“捕获”了集线器（因为集线器是“共享的”，则很容易抓住它），处于传输状态的计算机1的数据将停止，因此计算机1也将转到“抓取”集线器...可以看出，集线器上每个端口的实际速度不仅与集线器的带宽有关，而且与同时工作的设备数有关。

例如，将8台计算机连接到带宽为10Mb的集线器。当这8台计算机同时工作时，每台计算机的实际带宽为10/8 = 1. 25Mb！ 2？半双工首先让我谈谈全双工：当两个设备正在发送和接收数据时，通信双方可以同时发送或接收。这种传输方法是全双工的。对于处于半双工传输模式的设备，当一个设备发送数据时，另一设备只能接收，但不能同时发送自己的数据。由于集线器采用“广播”方式传输信息，因此集线器只能在传输数据时以半双工模式工作。例如，计算机1和计算机8需要彼此发送一些数据。当计算机1正在发送数据时，计算机8只能接收计算机1发送的数据。仅当计算机1停止发送并准备接收时，它才能将自己的信息发送到计算机1或其他计算机。二、开关1.什么是开关？交换机也称为交换集线器。内部处理后，它将重新生成信息并将其转发到指定的端口。它具有自动寻址和交换功能，因为交换基于传输的信息。数据包的目标地址将每个信息数据包从源端口独立发送到目标端口，从而避免了与其他端口的冲突。从广义上讲，交换机是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

2.交换机的工作原理在计算机网络系统中，由于共享工作模式的缺点而引入了交换机。该中心是共享工作模型的代表。如果将集线器与邮递员进行比较，则邮递员是一个“傻瓜”，他不知道单词-他不知道根据信件上的地址直接将信件发送给收件人。 ，只取信并分发给每个人，然后让收件人根据地址信息判断它是否是他自己的！该交换机是一个“智能”邮递员-该交换机具有高带宽的后总线和内部交换矩阵。交换机的所有端口都连接到该反向总线。当控制电路接收到数据包时，处理端口将在内存中查找地址比较表，以确定目标MAC的NIC（网卡）（网卡的硬件地址）。将数据包通过内部交换矩阵快速连接到哪个端口上，并将其传输到目标端口。如果目标MAC不存在，则交换机将广播到所有端口。收到端口响应后，交换机将“学习”新地址并将其添加到内部地址表中。可以看出，当交易所从某个网卡接收到“信件”时，它将根据上述地址信息和所拥有的“居民户口簿”迅速将信件发送给接收者。如果收件人的地址不在“家庭登记簿”中，则交换机会将信件分发给所有人，就像集线器一样，然后从中找到收件人。找到收款人后，交易所将立即在“户口簿”中记录此人的信息，以便将来在为客户提供服务时可以迅速发送信件。

3.交换机的性能特征1）专用带宽。由于交换机可以根据地址信息快速智能地将数据发送到目的地，因此在像集线器一样传输数据时，它不会“干扰”未接收的数据。信徒。这样，交换机可以同时在多个端口组之间传输数据。而且，每个端口都可以看作是一个独立的网段，彼此通信的双方可以独立享受所有带宽，而不必与其他设备竞争使用。例如，当主机A将数据发送到主机D时，主机B可以同时将数据发送到主机C，并且两种传输都享受网络的全部带宽-假设此时他们使用的是10Mb交换机，则开关此时的总循环等于2×10Mb = 20Mb。2）全双工当交换机上的两个端口通信时，由于它们之间的通道相对独立，因此它们可以实现全双工通信。三、集线器和交换机之间的区别从两者的工作原理来看，交换机和集线器之间存在很大差异。首先，从OSI系统结构的角度来看，集线器属于OSI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。其次，从工作模式的角度来看，集线器采用“广播”模式，因此容易产生“广播风暴”。当网络规模较大时，性能会受到很大影响。当交换机工作时，只有请求端口和目标端口会相互响应，而不会影响其他端口。因此，该交换机可以在一定程度上隔离冲突域，并有效地抑制“广播风暴”的发生。

此外，从带宽的角度来看，无论集线器有多少个端口，所有端口都共享相同的带宽。只有两个端口可以同时传输数据，而其他端口只能等待。同时，集线器只能工作一半。在双工模式下；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。如果使用最简单的语言来描述交换机和集线器之间的区别，那么它应该是智能和非智能之间的区别。坦率地说，集线器只是连接到多台计算机的网络设备。它只能在信号放大和传输中起作用。它无法处理信号中的碎片，因此很容易在传输过程中出错。该交换机可以视为智能集线器。除了具有集线器的所有特性外，它还具有自动寻址，切换和处理的功能。并且在数据传输过程中，发送方和接收方独立工作，与其他端口没有任何关系，以达到防止数据丢失，提高吞吐量的目的。四、路由器1.路由器的作用通过集线器或交换机，我们可以将许多计算机组成一个相对较大的局域网（图3），但是当计算机数量达到一定数量时，问题还会出现：对于由集线器组成的局域网，由于采用“广播”工作方式，当网络规模较大时，传输过程中信息的冲突和阻塞变得越来越严重，甚至对于交换机也存在这种情况。

第二，这种局域网是不安全的，不利于管理。为了解决这些问题，人们将较大的网络划分为较小的子网和网段，或者将它们直接划分为多个VLAN（即虚拟局域网）。在VLAN内，主机发出的信息只能发送到具有相同VLAN号的其他主机，其他VLAN的成员不能接收这些信息或广播帧。使用VLAN划分网络后，它可以有效地抑制网络上的广播风暴，提高网络安全性并集中管理控制（图4）。由于它是局域网，如果不同VLAN中的主机需要与之通信，该怎么办？彼此之间该怎么办？这时，您必须使用路由器（转发器）来提供帮助，该路由器可以连接位于不同子网，网段和VLAN中的计算机，以便它们自由通信。当前网络的结构类型很多，不同网络使用的协议和速度也不一样，当两个结构不同的网络需要互连时，也可以通过路由器来实现，路由器可以组成两个局域网具有相似或不同体系结构的网段连接在一起形成一个较大的局域网或一个广域网，可以看出路由器是连接多个网络或网络段的网络设备ents。它可以在不同的网络，网段或VLAN之间执行数据信息。通过“转换”，他们可以“读取”彼此的数据以形成更大的网络。

2.路由器如何工作所谓的路由是指通过互连网络将信息从源位置移动到目的地位置的活动。那么路由器如何执行“翻译”工作？通常我们在学习和翻译英语时，一定会准备一本英汉词典，以实现英汉之间的相互转换。至于路由器，它也有用于转换的字典（路径表）。路由表存储各种与传输路径相关的数据，例如子网标识信息，Internet上的路由器数量以及下一个路由器的名称。路径表可以由系统管理员固定设置，或由系统动态修改，由路由器自动调整，或由主机控制。不同的子网和网段可以通过路由器互连。因此，路由器不同于集线器和交换机。它们通常安装在网络的“骨干”部分，而不是在集线器和交换机等基础层上工作。例如，对于大型企业LAN，基于管理，安全性和性能方面的考虑，通常将整个网络划分为多个VLAN。这样，在VLAN和VLAN之间进行通信时必须使用路由器。对于企业网络，它还必须连接到Internet。对于企业来说，通常是通过使用电信DDN租用线路或使用ADSL，电缆，ISDN等方法将企业网络连接到Internet，这时由于网络系统与所使用的协议不同，路由器还需要完成企业网络和Internet之间的互连。

单击放大。一般而言，在路由过程中，信息将通过至少一个或多个中间节点。通常，人们会比较路由和交换，这主要是因为在普通用户看来，两者实现的功能是完全相同的。实际上，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在移动信息过程中需要使用不同的控制信息，因此实现其各自功能的两种方式是不同的。路由器确定通过路由转发数据。转发策略称为路由，这也是路由器名称的来源。三个火手的外观比较我们已经解释了集线器，交换机和路由器的工作原理，但是对于许多初学者来说，有时他们希望从外观上将它们区分开。当然，集线器，交换机和路由器在外观上肯定有所不同，但是这些只能用作参考信息。毕竟，许多集线器，交换机和路由器的外观非常相似。这里最难区分的是普通的桌面集线器和交换机，而路由器则相对容易识别。 1.集线器和交换机的外观1）集线器的外观集线器的结构相对简单，因此集线器通常很小：通常有8、16、24、32等。RJ45界面面板。界面。

由于单个集线器的最大端口数通常为32，所以如果要连接50甚至100台主机该怎么办？集线器上的“上行链路”级联端口旨在解决此问题-通过级联端口，可以将多个集线器连接在一起以扩展集线器的数量和连接距离，但是只能级联4个集线器。与该接口相对应的是在面板上标有数字的一行或两行指示灯，以指示集线器的工作状态。其中，“电源”是电源指示灯，标有数字的数字是“链接”（连接）和“动作”（活动）指示灯。当正确的信号连接到某个RJ45接口时，该接口的“链接”指示灯始终亮起。传输信号时，“动作”指示灯闪烁。集线器通常将“链接”和“动作”指示器组合为一个，并使用一个指示器来完成“链接”和“动作”任务。点击放大2）开关的外观根据不同的应用领域，开关的外观也各不相同。例如，一些用于骨干线的交换机通常采用“模块化”集成方法。用户可以购买和添加模块来增强交换机的功能。这种类型的交换机通常在大型企业中使用并且体积较大。对于在小型局域网中使用的那些台式交换机，它们的外观与普通集线器非常相似。为了在外观上加以区别，除了铭牌上的“ HUB”和“ Switch”标志之间的区别外，关键是指示灯：现在大多数交换机是10 / 100Mbps自适应交换机，因此通常在面板指示端口是在10Mbps还是100Mbps下工作。

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