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集线器、交换机和路由器通俗点的解释

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[运维安全 所属分类 运维安全 | 发布者 店小二04 | 时间 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏
集线器(HUB)属于数据通信系统中的基础设备,它和双绞线等传输介质一样,是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。
它被广泛应用到各种场合。集线器工作在局域网(LAN)环境,像网卡一样,应用于OSI参考模型第一层,因此又被称为物理层设备。集线器内部采用了电器互联,当维护LAN的环境是逻辑总线或环型结构时,完全可以用集线器建立一个物理上的星型或树型网络结构。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。
交换机(Switch)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。
交换机也叫交换式集线器,它通过对信息进行重新生成,并经过内部处理后转发至指定端口,具备自动寻址能力和交换作用,由于交换机根据所传递信息包的目的地址,将每一信息包独立地从源端口送至目的端口,避免了和其他端口发生碰撞,因此,交换机可以同时互不影响的传送这些信息包,并防止传输碰撞,提高了网络的实际吞吐量。
现在的交换机分为:二层交换机,三层交换机或是更高层的交换机。三层交换机同样可以有路由的功能,而且比低端路由器的转发速率更快。它的主要特点是:一次路由,多次转发。
路由器(Router)亦称选径器,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是在网络层实现互连的设备。
所谓“路由”,是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作,而路由器,正是执行这种行为动作的机器,是使用一种或者更多度量因素的网络层设备,它决定网络通信能够通过的最佳路径。路由器依据网络层信息将数据包从一个网络前向转发到另一个网络。
它比网桥更加复杂,也具有更大的灵活性。路由器有更强的异种网互连能力,连接对象包括局域网和广域网。
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。
打个比方,变压器就像路由器,插座就像交换机。
从发电厂出来的电,是不能直接使用的,要经过变压器调整一次才能使用,同理互联网的IP地址是有限的,你要用路由器接入,将自己内网中的电脑使用的私有的IP地址转换成互联网上公有的IP地址来与互联网进行访问。私有IP地址是不能访问互联网的,必须使用路由器。
如果墙面上有一个电源插孔,你有两个用电器,怎么办,使用多孔的插座,交换机就充当的这个角色。增加接口的数量。
路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。
交换机和集线器的区别:
1. 从OSI体系结构来看,集线器属于OSI的第一层物理层设备,交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。
集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用,对数据传输中的短帧、碎片等无法有效处理,不能保证数据传输的完整性和正确性;而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形,而且可以过滤短帧、碎片等。
2. 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有收听到信息,容易产生广播风暴。交换机工作的时候只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口,那么交换机就能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生。
3. 从带宽来看,集线器共享带宽,交换机独享带宽。
集线器不管有多少个端口,所有端口都共享一条带宽,在同一时刻只能有两个端口传送数据,其他端口只能等待;同时集线器只能工作在半双工模式下。而对于交换机而言,每个端口都有一条独占的带宽,当两个端口工作时并不影响其他端口的工作,同时交换机不但可以工作在半双工模式下也可以工作在全双工模式下。
路由器与交换机主要区别:
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(第二层),工作原理比较简单。而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层(第三层),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。路由器是利用不同网络的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,通常由网络管理员或系统自动分配。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。
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
交换机连接的网段属于同一个广播域,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(虚拟局域网)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。(LAN 是局域网,WAN 是广域网)
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。
VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名为"虚拟局域网"。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段,从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。
PS:比较HUB和SWITCH的区别,在数据的传输过程中。因为阻塞,延时等原因。将会出现短帧,碎片等。从ISO物理体系上看出,HUB属于物理层的设备。物理层提供基本的机制,该机制对二进制数据(位)进行编码(发送到物理介质)和解码(从物理介质接收),物理层也定义与介质的物理连接机制,但不是介质本身。所以HUB只对数据进行单一的同步,放大,整形作用,而对数据过程中的短帧,碎片无法进行处理。
SWITCH工作在数据链路层。该层提供了一个由信息位组成的帧(Frame),帧由一个包含起始标志的报头或报头位,寻址信息和(对于LAN)一个32位的循环冗余码(CRC)组成。CRC的作用是在信息位穿过物理介质时保证帧的完整性。数据链路层还提供链路的管理。对于以太网,在通道空闲时传送帧,在检测到冲突时停止。在令牌环网中。当接收到一个自由的令牌时进行帧的传送。所以交换机不但可以对数据进行同步,放大,整形,还能有效的过滤短帧、碎片。

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