集线器、交换机、路由器的区别与联系

集线器（Hub）、交换机（Switch）与路由器（Router）

之间的区别和联系

集线器——集线器也叫Hub，工作在物理层（最底层），没有匹配的软件系统，是纯硬件设备。集线器主要用来连接计算机等网络终端。

集线器为共享带宽，连接在集线器上的任何一个设备发送数据时，其他所有设备必须等待，此设备享有全部带宽，通讯完毕，再由其他设备使用带宽。正因此，集线器连接了一个冲突的网络。所有设备相互交替使用，就好像大家一起过一根独木桥一样。

集线器不能判断数据包的目的和类型，所以如果是广播数据包也依然转发，而且所有设备发出数据以广播方式发送到每个接口，这样集线器也连接了一个广播域的网络。

交换机——交换机Switch，工作在数据链路层（第二层），稍微高端一点的交换机都有一个操作系统来支持。和集线器一样主要用于连接计算机等网络终端设备。

交换机比集线器更加先进，允许连接在交换机上的设备并行通讯，好比高速公路上的汽车并行行驶一般，设备间通讯不会发生冲突，因此交换机打破了冲突域，交换机每个接口是一个冲突域，不会与其他接口发生通讯冲突。

并且有系统的交换机可以记录MAC地址表，发送数据不会以广播的方式发送到每个接口，而是直接到目的接口，节省了接口带宽。但是交换机和集线器一样不能判断广播数据包，会把广播发送到全部接口，所以交换机和集线器一样连接了一个广播域网络。

高端一点的交换机不进可以记录MAC地址表，还可以划分VLAN（虚拟局域网）来隔离广播，但是VLAN间也同样不能通讯。要使VLAN间能够通讯，必须有三层设备介入。

路由器——路由器Router，工作在网络层（第三层），所有路由器都有自己的操作系统来维持，并且需要人员调试，否则不能工作。路由器没有那么多接口，主要用来进行网络与网络的连接。

简单的说路由器把数据从一个网络发送到另一个网络，这个过程就叫路由。路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域，而且还能检测广播数据包，并丢弃广播包来隔离广播域，有效的扩大了网络的规模。

在路由器中记录着路由表，路由器以此来转发数据，以实现网络间的通讯。路由器的介入可以交换机划分的VLAN实现互相通讯。

集线器（Hub）是一种特殊的中继器，可作为多个网段的转接设备，因为几个集线器可以级联起来。智能集线器，还可将网络管理、路径选择等网络功能集成于其中。集线器是管理网络的最小单元，是局域网的星型连接点。它对工作站进行集中管理，不让出问题的区段影响整个网络的正常运行。Hub是局域网中应用最广的连接设备，目前若按配置形式可分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器三种，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。

中继器的作用就是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。中继器就是普通集线器的前身，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。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“Hub”。

集线器按结构分类

按结构和功能分类，集线器可分为未管理的集线器、堆叠式集线器和底盘集线器三类。从局域网角度来区分，集线器可分为五种不同类型。

单中继网段集线器、多网段集线器、端口交换式集线器、网络互联集线器、交换式集线器

集线器配置示意图

交换机的工作原理：

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。

现在的主流交换机有：

Cisco 的交换机产品以“Catalyst ”为商标，包含1900 、2800 、2900 、3500 、4000 、5000 、5500 、6000 、8500 等十多个系列。总的来说，这些交换机可以分为两类：一类是固定配置交换机，包括3500 及以下的大部分型号，比如1924 是24 口10M 以太交换机，带两个100M 上行端口。除了有限的软件升级之外，这些交换机不能扩展；

另一类是模块化交换机，主要指4000 及以上的机型，网络设计者可以根据网络需求，选择不同数目和型号的接口板、电源模块及相应的软件。

选择设备时，许多人对长长的产品型号十分头疼。其实，Cisco 对产品的命名有一定之规。就Catalyst 交换机来说，产品命名的格式如下:

Catalyst NN XX [-C] [-M] [-A/-EN]

其中，NN 是交换机的系列号，XX 对于固定配置的交换机来说是端口数，对于模块化交换机来说是插槽数，有-C 标志表明带光纤接口，-M 表示模块化，-A 和-EN 分别是指交换机软件是标准板或企业版。

目前，网络集成项目中常见的Cisco 交换机有以下几个系列，1900/2900 系列、3500 系列、6500 系列。他们分别使用在网络的低端、中端和高端。下面分别介绍一下这几个系列的产品：

1 、低端产品

先说一下低端的产品，1900 和2900 是低端产品的典型。其实在低端交换机市场上，Cisco 并不占特别的优势，因为3Com 、Dlink 等公司的产品具有更好的性能价格比。

1900 交换机适用于网络末端的桌面计算机接入，是一款典型的低端产品。它提供12 或24 个10M 端口及2 个100M 端口，其中100M 端口支持全双工通讯，可提供高达200Mbps 的端口带宽。机器的背板带宽是320Mbps 。

2 、中端产品

再来看中端产品，中端产品中3500 系列使用广泛，很有代表性。

C3500 系列交换机的基本特性包括背板带宽高达10Gbps ，转发速率7.5Mpps ，它支持250 个VLAN ，支持IEEE 802.1Q 和ISL Trunking, 支持CGMP 网/ 千兆以太网交