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  • 1 集线器 2 网桥 3 交换机 4 网桥交换机的工作原理及区别? 4.1 网桥的连接模式:(红点处为HUB) 4.2 交换机连接模式 4.3 网桥的工作原理 4.4 交换机有些许不同 4.5 值得注意的一些问题 4.5.1 网桥需要...

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    1 集线器

    2 网桥

    3 交换机

    4 网桥和交换机的工作原理及区别?

    4.1 网桥的连接模式:(红点处为HUB)

    4.2 交换机连接模式

    4.3 网桥的工作原理

    4.4 交换机有些许不同

    4.5 值得注意的一些问题

    4.5.1 网桥需要软件辅助?

    4.5.2 网桥用于连接不同的网段?(搜索百度时查到一个答案)

    4.6 这里再次总结一下网桥和交换机


    最近一直在看网络方面的东东,先把基础的东西总结一下,注意:以下的概念现在已经不一定准确了,因为硬件发展相当迅速,集成电路的集成度越来越多高,拿交换机为例,现在俗称交换机的东西已经具有一定的路由器的功能了,有些时候很多概念已经混在了一起。而下面讲到的内容是最基本的概念,和你现在实际上能看到的可能不一样了,但是思想是一样的。咳咳,下面是我自己最近看资料总结的,如有错漏之处,也请大家指出:>

    1 集线器

    集线器(HUB),它是工作在物理层的设备, 由于它只是工作在物理层的设备,所以它并不关心也不可能关心OSI上面几层所涉及的,它的工作机制流程是:从一个端口接收到数据包时,会在其他端口把这个 包转发一次,因为它不知道也不可能知道这个包是发给谁的(物理层设备只关心电压这些物理概念),它也只能对所有人广播(这里和下文提到的 广播该词的意思和ARP请求时的广播有些不同,这里的广播意思是:使用物理层转发设备,如HUB,导致的广播,可以说这个广播是被逼的,因为设备的问题! 是设备转发包引起的广播!而ARP请求的广播是自己要求的,主动的,因为ARP请求包的目标地址IP是255.255.255.255,但ARP请求的广 播涉及IP层的知识,不在这篇文章讨论的范围,所以这里提到的广播,除非特别说明,否则都是第一个意思,也就说是"因设备转发数据包引起的广播" ),让他们自己处理了。

    这样一来会有不少问题,你发的数据其他人都收到了,私隐这总东西是不存在的!别入可以随便监听你信息!所以会话劫持在那个年代相当容易(记得俺第一次接触会话劫持这个概念的时候还是高2,那是2001~2002,呵,那时候集线器还是比较普遍的)。

    另外一个比较严重的问题是,如果一个大型的局域网,比如有500台机器,全部用HUB连接的,后果会怎么样呢??相当慢,网络的效率极差!为什么?如果500台机器都发一个包,那就是说每台机器,都需要接收差不多499个无用包...并且如果是需要回应的话......无用的数据包会充斥着整个的局域网,这就是传说中的广播风暴!

    为了减少广播风暴,网桥产生了(注意这里用的时候“减少”,不是“杜绝”,仅仅是减少!如果仅仅用网桥说能杜绝广播风暴,个人觉得还是不太准确,后来交换机的出现才可以说是完全杜绝了广播风暴的发生)!

    在介绍网桥之前,还想简单介绍另一个物理层的设备:“中继器”,这种设备的作用是把物理层传输的信号放大,由于长距离的传输,信号会有一定的损耗的,这种设备主要解决的就是这个问题。它和HUB的区别是:HUB主要是为了在物理层上转发数据的,所以它不关心电压值的大小,也不会放大物理信号;而中继器它的作用就是为了放大信号用的,SO.....

    2 网桥

    网桥又称桥接器,英文名Network Bridge,数据链路层设备。它也是转发数据包的设备,但和HUB不一样的是,它工作在数据链路层,HUB只能看懂物理层上的东西(比如一段物理信号),网桥却能看懂一些帧的信息(在链路层上,把上面传下来的数据封装后,封装好了的数据就是帧,但这里我用“数据包”这样的泛指去代替“帧”这个专业术语)。在以太网构造的局域网上,最终的寻址是以数据链路层的MAC地址作为标识的(就是用MAC地址可以在局域网上找到一台唯一的机器),网桥能从发来的数据包中提取MAC信息,并且根据MAC信息对数据包进行有目的的转发,而不采用广播的方式,这样就能减少广播风暴的出现,提升整个网络的效率,在详细说网桥这东西之前,我想先介绍一下交换机。

    3 交换机

      交换机Switch,数据链路层设备,作用是转发数据包。和网桥一样它也是通过识别帧中的MAC地址,然后对特定的端口进行转发的。

    4 网桥和交换机的工作原理及区别?

    回答网桥和交换机区别之前,我们先一起看两幅图(这是从《计算机网络(第四版)》第四章截下来的:>):

    4.1 网桥的连接模式:(红点处为HUB)

                

    4.2 交换机连接模式

                

    从图中可以看到,网桥只有2个输入/出端口,而交换机有8个。嗯,是的,一开始的时候(那时候只有HUB这种设备),由于硬件水平不是很发达,人们为了提高局域网效率,减少广播风暴的出现,他们生产了网桥(一个只有两个输入/出端口的链路层设备,这时的网桥已经是个比较先进的设备),然后他们把一个局域网一分为2,中间用网桥连接,这样A发给BCD的数据就不会再广播到EFGH了(网桥发现如果数据包不是转发给下面这个子网的,它会自动丢弃此包),只有从A发到EFGH的数据包才能通过网桥,到达另外一个子网(网桥发现如果数据包是转发给下面这个子网的,它才会把包转发给这个子网)。这样一来,非必要的传输减少了,整个网络的效率也随之提高可不少!人们发现网桥真是个好东西呀,随着硬件发展,出现了4个,8个端口的链路层设备,这就是交换机,由于交换机可以使得网络更安全(数据不容易被监听,因为数据不再广播了,注意:只是不容易而已,要搞你其实还是可以的),网络效率更高(还是因为数据不再广播!),交换机渐渐替代了HUB,成为组建局域网的重要设备。

    所以说,网桥和交换机,基本上是一样的,嗯,只是基本上而已,细看还是有些不一样的,但在说明他们之间有什么不一样之前,我想先简单介绍一下网桥和交换机的工作原理。

    4.3 网桥的工作原理

    上图是用一个网桥连接的两个网络,网桥的A端口连接A子网,B端口连接B子网,为什么网桥知道哪些数据包该转发,哪些包不该转发呢?那是因为它有两个表A和B,当有数据包进入端口A时,网桥从数据包中提取出源MAC地址和目的MAC地址,一开始的时候,表A和表B都是空的,没有一条记录,这时,网桥会把数据包转发给B网络,并且在表A中增加一条MAC地址(把源MAC地址记录表中),说明这个MAC地址的机器是A子网的,同理,当B子网发送数据包到B端口时,网桥也会记录源MAC地址到B表;当网桥工作一段时候后,表A基本上记录了A子网所有的机器的MAC地址,表B同理,当再有一个数据包从A子网发送给网桥时,网桥会先看看数据包的目的MAC地址是属于A子网还是B子网的,如果从A表中找到对应则,抛弃该包,如果不是,则转发给B子网,然后检查源MAC地址,是否在表中已经存在,如果不存在,在表A中增加一条记录。

    噢,或许你现在会问了,为什么需要两张表呢,一张表不行么??嗯~刚才把表一分为二是为了便于理解,实际上,真正的网桥里面存的应该是一张表(当然有可能为了提速,或者其他原因,它也可能把信息存为多张表,这个得看它怎么实现了~),如果是一张信息表,表里记录的应该是:MAC-PortNum。

    4.4 交换机有些许不同

    如图所示:

    交换机也有一张MAC-PORT对应表(这张表的学名为:CAM),和网桥不一样的是,网桥的表是一对多的(一个端口号对多个MAC地址),但交换机的CAM表却是一对一的,如果一个端口有新的MAC地址,它不会新增MAC-PORT记录,而是修改原有的记录,比如:现在交换机记录表里已经有一项:MAC1-Port1,如果此刻端口1又来了一个数据包,里面的源MAC地址是MAC2,此时,交换机会刷新交换机记录表:MAC1-Port1记录被修改为MAC2-Port1,因为交换机认为是端口1的计算机MAC地址变了,如果端口1连接的一台物理机器,MAC一般是不会变的,如果连接的是另外一个交换机,那这个端口的记录会变化得比较频繁(如上图的Port12,它是对外的接口,与一个局域网连接),另外,如果CAM表中没有找到和数据包的目的MAC地址对应的记录,交换机会对此数据包进行广播,发给本交换机的每一个端口。

    网桥和交换机除了用CAM表指导数据包转发这点和HUB不一样外,网桥和交换机还有一个特点:缓存!对,网桥和交换机都有一定量的缓存,因为网桥和交换机转发数据包需要一些额外的操作,所以可能会占用一些时间,为了避免出现因来不及转发数据,导致大量数据丢失的情况,网桥和交换机就出现了缓存。当然,缓存不是万能的,当网桥或交换机处理不及并且缓存用完了,以后再来的数据还是会丢失的。还一个网桥需要缓存的原因是:桥接两个传输速率不同的局域网,比如:802.3的传输速率说10mb/s,但实际上并不是真的10Mb/s,而 802.4(几乎)确实为10Mb/s,但两个局域网桥接时候必须是速率一样的,否则会有包丢失,而缓存也正好可以为不同速率网络连接时所使用。这里需要对比一下网桥和交换机的缓存,一般来说,网桥的缓存量是大于交换机的缓存量,因为网桥天生是为了连接两个网络的,两个网络桥接时所要处理的数据量会比一般的交换机需要处理的数据量要多,所以网桥的缓存也一般要比交换机大一点。

    4.5 值得注意的一些问题

    4.5.1 网桥需要软件辅助?

    回答这个问题,首先要看看原始的网桥,《计算机网络(第四版)》里有一段话是这样的:传统上,网桥往往包含一个CPU,"转发-存储"由软件来实现。噢,以前的网桥是这样的,但现在由于硬件水平的提升,网桥,交换机都包含了特殊的,用于转发的集成电路部分,现在的网桥和交换机都可以不需要软件辅助了!顺带说一句,模拟网桥功能的软件现在也是有的。

    4.5.2 网桥用于连接不同的网段?(搜索百度时查到一个答案)

    首先这里要理解什么是网段,唉,这个概念说起来又是一篇文章!它涉及到子网掩码的等等一系列的东西....

    这里我觉得要明确的是,网桥不是用来连接不同网段的!!!我当初被这个问题害惨了,K了N多资料,不过还好,有点收获:>,不同网段之间通信,需要网关的帮助,它一般是路由器这类网络层的设备。网桥或交换机是链路层设备,网段这个是和IP相关的概念,属于网络层。网桥和交换机跟本无能力去处理网络层的东西!如果非要说用网桥和交换机去连接两个不同网段的网络不是不行,只是没有作用而已,因为不同网段机器的始终是不能互访问,网桥不能做网关!上面我已经说了网桥的由来,它是为了减少HUB的广播,提高局域网网络性能出现的,网桥连接的仅仅是两个子局域网,并且这里说的子局域网必须是同构的(同构的意思是:如果是以太网,那么网桥连接的两个子网都必须是以太网,不能一个是以太网一个是令牌网),我一直认为:以太网的特性导致了网桥的出现,因为广播是以太网的重要特性,其他构造的网络不一定有(呀~这里我猜的,我对其他的结构的网络是一巧不通的说-_-!),为了优化以太网的性能,网桥出现了~所以其他构造网络似乎也不需要使用网桥这个东东!其实后来带着这个想法继续看无线网络的东西,发现这个想法应该是错误的,网桥的天性应该是:连接两个同构网络而在以太网上,刚好HUB可以作为连接两个网络的设备,但是由于HUB的各种弊端,人们研发了工作在链路层上的网桥(本文所介绍的),它除了连接两个网络的功能外,还有优化网络性能的功能。而在其他构造的网络也有网桥这个设备,但它的功能可能是仅仅连接两个网络,而没有了优化网络性能的功能(或者根据网络特性,它又有了新的功能)。

    4.6 这里再次总结一下网桥和交换机

    网桥和交换机用户分割冲突域,就是网桥和交换机可以较少被逼的广播(hub导致的),但不能分割广播域。不严格地说,交换机可以看作网桥的高度集成。

    冲突域:总的来说,冲突域就是连接在同一导线上的所有工作站的集合,或者说是同一物理网段上所有节点的集合,或以太网上竞争同一带宽的节点集合。HUB这种设备不能分割冲突域。

    广播域:网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。

    HUB 所有端口都在同一个广播域,冲突域内。
    Switch所有端口都在同一个广播域内,而每一个端口就是一个冲突域。
    Router的每个端口属于不同的广播域。

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  • 集线器交换机、路由器、网桥、网关之间的区别

    万次阅读 多人点赞 2016-12-01 15:00:14
    集线器交换机、路由器、网桥、网关之间的区别

    本文转载自:

    http://www.cnblogs.com/imapla/archive/2013/03/12/2955931.html

    最近在学习计算机网络,一直对网关、网桥、路由器、集线器等概念不太熟悉,故转此博客作为笔记。


    集线器(HUB)
      集线器就是将网线集中到一起的机器,也就是多台主机和设备的连接器。集线器的主要功能以扩大网络的传输距离,是中继器的一种形式,区别在于集线器能够提供多端口服务,也称为多口中继器。集线器在OSI/RM中的物理层。集线器的基本功能是信息分发,它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成,一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。
      集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口,通过这些接口,集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能(将已经衰减得不完整的信号经过整理,重新产生出完整的信号再继续传送)。由于它在网络中处于一种“中心”位置,因此集线器也叫做“HUB”。 
      集线器的工作原理很简单,比如有一个具备8个端口的集线器,共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”,通过集线器对信号进行转发,8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的:假如计算机1要将一条信息发送给计算机8,当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时,集线器并不会直接将信息送给计算机8,它会将信息进行“广播”——将信息同时发送给8个端口,当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时,会对信息进行检查,如果发现该信息是发给自己的,则接收,否则不予理睬。由于该信息是计算机1发给计算机8的,因此最终计算机8会接收该信息,而其它7台电脑看完信息后,会因为信息不是自己的而不接收该信息。

    交换机(Switch)
      交换机是集线器的升级换代产品,外形上和集线器没什么分别,是一种在通信系统中自动完成信息交换功能的设备,用途和HUB一样也是连接组网之用,但是它具有比集线器更强大的功能。
      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。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。 
      在计算机网络系统中,交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。集线器是采用共享工作模式的代表,如果把集线器比作一个邮递员,那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜”——要他去送信,他不知道直接根据信件上的地址将信件送给收信人,只会拿着信分发给所有的人,然后让接收的人根据地址信息来判断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员——交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,当控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在,交换机才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部地址表中。 
      可见,交换机在收到某个网卡发过来的“信件”时,会根据上面的地址信息,以及自己掌握的“常住居民户口簿”快速将信件送到收信人的手中。万一收信人的地址不在“户口簿”上,交换机才会像集线器一样将信分发给所有的人,然后从中找到收信人。而找到收信人之后,交换机会立刻将这个人的信息登记到“户口簿”上,这样以后再为该客户服务时,就可以迅速将信件送达了。

    路由器(Router)
      路由器是网络中进行网间连接的关键设备。作为不同网络之间互相连接的枢纽,路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互连网络 Internet 的主体脉络。 
      路由器之所以在互连网络中处于关键地位,是因为它处于网络层,一方面能够跨越不同的物理网络类型(DDN、FDDI、以太网等等),另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位,使网络具有一定的逻辑结构。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点。 路由器的基本功能是,把数据(IP 报文)传送到正确的网络,细分则包括:1、IP 数据报的转发,包括数据报的寻径和传送;2、子网隔离,抑制广播风暴;3、维护路由表,并与其它路由器交换路由信息,这是 IP 报文转发的基础;4、IP 数据报的差错处理及简单的拥塞控制;5、实现对 IP 数据报的过滤和记帐。 
      路由器构成了 Internet 的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一,它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此Internet 研究领域中,路由器技术始终处于核心地位。

    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。

      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。

    集线器与交换机的区别: 
      1) 在OSI/RM(OSI参考模型)中的工作层次不同 
      交换机和集线器在OSI/RM开放体系模型中对应的层次就不一样,集线器是同时工作在第一层(物理层)和第二层(数据链路层),而交换机至少是工作在第二层,更高级的交换机可以工作在第三层(网络层)和第四层(传输层)。 
      2) 交换机的数据传输方式不同 
      集线器的数据传输方式是广播(broadcast)方式,而交换机的数据传输是有目的的,数据只对目的节点发送,只是在自己的MAC地址表中找不到的情况下第一次使用广播方式发送,然后因为交换机具有MAC地址学习功能,第二次以后就不再是广播发送了,又是有目的的发送。这样的好处是数据传输效率提高,不会出现广播风暴,在安全性方面也不会出现其它节点侦听的现象。 
      3) 带宽占用方式不同 
      在带宽占用方面,集线器所有端口是共享集线器的总带宽,而交换机的每个端口都具有自己的带宽,这样就交换机实际上每个端口的带宽比集线器端口可用带宽要高许多,也就决定了交换机的传输速度比集线器要快许多。 
      4) 传输模式不同 
      集线器只能采用半双工方式进行传输的,因为集线器是共享传输介质的,这样在上行通道上集线器一次只能传输一个任务,要么是接收数据,要么是发送数据。

    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。

      如果用最简单的语言叙述交换机与集线器的区别,那就应该是智能与非智能的差别。集线器说白了只是连接多个计算机的设备,它只能起到信号放大、传输的作用,但不能对信号中的碎片进行处理,所以在传输过程中非常容易出错。而交换机则可以看作是一种智能型的集线器,它除了包括集线器的所有特性外,还具有自动寻址、交换、处理的功能。并且在传递过程中,只有发送源与接受源独立工作,其间不与其它端口发生关系,从而达到防止数据丢失和提高吞吐量的目的。
      从它们的工作状态看,集线器属于共享型。也就是说,在一个端口向另外一个端口发送信息的时候,其它的端口就不能再有信息传输,只能处于等待状态。另外集线器是工作在半双工下,即在传输过程中只能是单向的,必须是在一个发送源发送完信息后,接受方才能发送信号。交换机的工作原理却与集线器有很大区别,由于它的每个端口都可视为一条独立的通道,所以在一个端口工作时不会影响到其它端口的传输。而且交换机是工作在全双工状态下的,因此它的数据处理能力在无形中又提高了一倍。
      也许您对上面多多所说的有些不明白,那么咱们举个简单的例子您就清楚了。比如说让两组人同时给对方互相传输一个文件,从一个人传到另一个的时间为1分钟。如果是用集线器的话,需要的时间是4分钟。数据先从一个人传到对方那里,然后对方再传回来。接着才能是另一组做相同的工作,这样算下来就是4分钟。但是用交换机的话速度就快多了,在相同情况下只需要1分钟就足够了。由于每个端口都是独立的,所以这两组人可以同时传输数据,再因为交换机可以工作在全双工下,所以每两个人也可以同时传输,换句话说这4个人是在同一个时间内完成的工作。所以我们也可以把集线器和交换机的处理能力看做串行处理与并行处理。
      刚才咱们说的是一种理论数值,实际上在传输中还有许多工作要做,比如除错、整理等等,因此交换机的速度不可能达到集线器的4倍,但有一点可以肯定,交换机绝对比集线器快!
      其实在挑选集线器与交换机的过程当中,还有其它的因素在里面,这样才能避免浪费。首先我们要考虑组建局域网是干什么用的?如果说只是进行简单的文件传输和共享,那么买个集线器就能够满足您的要求。但如果您要在局域网中需要进行大量的数据交换、运算处理的话,交换机当然是您的首选。

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  • 集线器是属于物理层的设备,可以...交换机网桥都是数据链路层的设备,网桥的出现就是为了解决集线器多个接口共处于一个冲突域的问题,网桥具有2个接口,且每个接口设备发送接收数据都是独立的互不影响(每个接口是一
    集线器是属于物理层的设备,可以理解为一根网线中间串接出了多个接口,这么多接口共享这一根网线的带宽,因此这些接口上的设备在使得网络时就会出现冲突,或者‘道路’挤占的情况。(所有的设备在一个广播域,冲突域中),集线器现在很少使用了。
    交换机、网桥都是数据链路层的设备,网桥的出现就是为了解决集线器多个接口共处于一个冲突域的问题,网桥具有2个接口,且每个接口设备发送接收数据都是独立的互不影响(每个接口是一个冲突域)。现在这种设备不再使用。交换机可以理解为是一个多接口的网桥,当然具备了网桥分割冲突的功能(每个接口是一个冲突域)。但是交换机(2层交换机)所有接口都在一个广播域中。
    路由器属于网络层设备,路由器不但可以隔离冲突域,同时也可以隔离广播。每个接口是一个冲突域,一个广播域。路由器对于广播数据包不做转发。路由器根据3层地址(现用的IP地址)进行转发数据包到相应的接口。实现不同的IP网段互相通讯。
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  • 不同层次的网络连接设备1、物理层:中继器(Repeater)和集线器(Hub)。用于连接物理特性相同的网段,这些网段,只是位置不同而已。Hub 的端口没有物理和逻辑地址。2、逻辑链路层:网桥(Bridge)和交换机(Swi

    网关,路由器

                                                                     不同层次的网络连接设备


    1、物理层 :中继器(Repeater)和集线器(Hub)。用于连接物理特性相同的网段,这些网段,只是位置不同而已。Hub 的端口没有物理和逻辑地址。

    2、逻辑链路层 :网桥(Bridge)和交换机(Switch)。用于连接同一逻辑网络中、物理层规范不同的网段,这些网段的拓扑结构和其上的数据帧格式,都可以不同。 Bridge和Switch的端口具有物理地址,但没有逻辑地址。

    3、网络层 :路由器(Router)。用于连接不同的逻辑网络。Router的每一个端口都有唯一的物理地址和逻辑地址。

    4、应用层 :网关(Gateway)。用于互连网络上,使用不同协议的应用程序之间的数据通信,目前尚无硬件产品。


    前两者属于OSI和TCP/IP模型的最低层,即物理层,起到数字信号放大和中转的作用。

    中 继器(REPEATER) ,中继器是位于第1层(OSI参考模型的物理层)的网络设备。当数据离开源在网络上传送时,它是转换为能够沿着网络介质传输的电脉冲或光脉冲的——这些脉冲 称为信号(signal)。当信号离开发送工作站时,信号是规划的,而且很容易辨认出来。但是,当信号沿着网络介质进行传送时, 随着经过的线缆越来越长,信号就会变得越来越弱,越来越差。中继器的目的是在比特级别对网络信号进行再生和重定时,从而使得它们能够在网络上传输更长的距 离。它用来延长网络距离的互连设备。(局域网络互连长度是有限制,不是无限,例如在10M以太网中,任何两个数据终端设备允许的传输 通路最多为5个中继器、4个中继器组成)。REPEATER可以增强线路上衰减的信号,它两端即可以连接相同的传输媒体,也可以连接不同的媒体,如一头是 同轴电缆另一头是双绞线。

    集线器(HUB) 实际上就是一个多端口的中继器,它有一个端口与主干网相连,并有多个端口连接一组工作站。它应用 于使用星型拓扑结构的网络中,连接多个计算机或网络设备。集线器又分成:1 能动式,2 被动式,3 混合式。1 动能式:对所连接的网络介质上的信号有再生和放大的作用,可使所连接的介质长度达到最大有效长度,需要有电源才能工作,目前多数HUB为此类型。2 被动式只充当连接器,其不需要电源就可以工作,市场上已经不多见。3 混合式:可以连接多种类型线缆,如同轴和双绞线。

    集线器就是一种共享 设备,HUB本身不能识别目的地址,当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时,数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验 证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说,在这种工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯,如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网 络带宽。

    以下是集线器最为重要的特性:

    ·放大信号
    ·在整个网络传播信号
    ·无需过滤
    ·无需路径判定或交换
    ·用作网络会集点

     

    中继器与集线器的区别在于连接设备的线缆的数量。一个中继器通常只有两个端口,而一个集线器通常有4至20个或更多的端口。


    网桥和交换机属于OSI和TCP/IP的第二层,即数据链路层。数据链路层的作用包括数据链路的建立、维护和拆除、帧包装、帧传输、帧同步、帧差错控制以 及流量控制等。

    网 桥(BRIDGE) 工作在数据链路层,将两个局域网(LAN)连起来,根据MAC地址(物理地址)来转发帧,可以看作一个“低层的路由器”(路由器工作在 网络层,根据网络地址如IP地址进行转发)。它可以有效地联接两个LAN,使本地通信限制在本网段内,并转发相应的信号至另一网段,网桥通常用于联接数量 不多的、同一类型的网段。

    网桥通常有透明网桥和源路由选择网桥两大类。
    1、透明网桥
    简单的讲,使用这种网桥,不需要改动硬件和软件,无需设置地址开关,无需装入路由表或参数。只须插入电缆就可以,现有LAN的运行完全不受网桥的任何影 响。
    2、源路由选择网桥
    源路由选择的核心思想是假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一局域网(LAN)上。当发送一帧到另外的网段时,源机器将目的地址的高位设置成1作为标 记。另外,它还在帧头加进此帧应走的实际路径。

    以下是网桥的一些重要特性:

    ·网桥比集线器更为智能。它只运行在第2层,就是说,它能分析传入的帧,并且能基于寻址信息进行转发或丢弃它们。
    ·网桥在两个或多个LAN分段之间收集和转发分组。
    ·网桥创建更多的冲突域,使得多台设备能同时无冲突地发送。
    ·网桥维持MAC地址表,称为网桥表。

     

    交换机(SWITCH) 是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交 换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

    在计算机网络系统中,交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。

    交 换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表 以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在才广播到所有的 端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部地址表中。

    使用交换机也可以把网络“分段”,通过对照地址表,交换机只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,可以有效的隔离广播风暴,减少 误包和错包的出现,避免共享冲突。

    总之,交换机是一种基于MAC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。

    其 实SWITCH的前身就是网桥。交换机是使用硬件来完成以往网桥使用软件来完成过滤、学习和转发过程的任务。SWITCH速度比HUB快,这是由于HUB 不知道目标地址在何处,发送数据到所有的端口。而SWITCH中有一张路由表,如果知道目标地址在何处,就把数据发送到指定地点,如果它不知道就发送到所 有的端口。这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量,提高效率。但是交换机的功能还不止如此,它可以把网络拆解成网络分支、分割网络数据流,隔离分支中 发生的故障,这样就可以减少每个网络分支的数据信息流量而使每个网络更有效,提高整个网络效率。目前有使用SWITCH代替HUB的趋势。


    路由器(ROUTER) 位于网络层,用于连接多个逻辑上分开的网络,几个使用不同协议和体系结构的网络。当一个子网传输到另外一个子网时,可以用路由器完 成。它具有判断网络地址和选择路径的功能,过滤和分隔网络信息流。一方面能够跨越不同的物理网络类型(DDN、FDDI、以太网等等),另一方面在逻辑上 将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位,使网络具有一定的逻辑结构。

    对于不同规模的网络,路由器作用的侧重点有所不同:

    1、在主干网上,路由器的主要作用是路由选择。主干网上的路由器,必须知道到达所有下层网络的路径。这需要维护庞大的路由表,并对连接状态的变化作 出尽可能迅速的反应。路由器的故障将会导致严重的信息传输问题。

    2、在地区网中,路由器的主要作用是网络连接和路由选择,即连接下层各个基层网络单位——园区网,同时,负责下层网络之间的数据转发。

    3、 在园区网内部,路由器的主要作用是分隔子网。早期的互连网基层单位是局域网(LAN),其中所有主机处于同一个逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大,局域 网演变成以高速主干和路由器连接的多个子网所组成的园区网。在其中,各个子网在逻辑上独立,而路由器就是唯一能够分隔它们的设备,它负责子网间的报文转发 和广播隔离,在边界上的路由器则负责与上层网络的连接。

     

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  • 集线器 路由器 交换机 网关 网桥区别和功能原理
  • 路由器:连接不同IP 子网的设备,负责寻径和转发,工作在OSI 的网络层。网桥: 连接不同子网,使其透明通信,工作在数据链路层...=====================================================================集线器: ...
  • 先插一个本人画的图,来说明集线器交换机区别,虽然这俩长得很像,但是有本质区别,一个是共享介质,一个是非共享介质。 注意,交换机内部线路我用红色线条表示的,实际上这部分应该是集成电路完成的,...
  • 1、物理层:中继器(Repeater)和集线器(Hub)。用于连接物理特性相同的网段,这些网段,只是位置不同而已。Hub的端口没有物理和逻辑地址。 2、逻辑链路层:网桥(Bridge)和交换机(Switch)。用于连接同一逻辑...
  • 集线器:工作在物理层,用于构成冲突域(广播域)。集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI参考模型第一层,即“物理层”...
  • 集线器的主要功能是对接收到的信号进行同步整形放大,以扩大网络的传输距离,是中继器的一种形式,区别在于集线器能够提供多端口服务,也称为多口中继器。集线器在OSI/RM中的物理层。集线器的基本功能是信息分发,它...
  • 集线器交换机网桥区别

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