路由器HUB集线器交换机这三者用途和区别Word文件下载.docx
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5.在网络层以上的中继系统，即网关（gateway）.
当中继系统是转发器时，一般不称之为网络互联，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。
高层网关由于比较复杂，目前使用得较少。
因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。
本文主要阐述交换机和路由器及其区别。
2交换机和路由器
“交换”是今天网络里出现频率最高的一个词，从桥接到路由到ATM直至电话系统，无论何种场合都可将其套用，搞不清到底什么才是真正的交换。
其实交换一词最早出现于电话系统，特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换，完成该工作的设备就是电话交换机。
所以从本意上来讲，交换只是一种技术概念，即完成信号由设备入口到出口的转发。
因此，只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。
由此可见，“交换”是一个涵义广泛的词语，当它被用来描述数据网络第二层的设备时，实际指的是一个桥接设备；
而当它被用来描述数据网络第三层的设备时，又指的是一个路由设备。
我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备，它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。
由此可见，交换机内部核心处应该有一个交换矩阵，为任意两端口间的通信提供通路，或是一个快速交换总线，以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。
在实际设备中，交换矩阵的功能往往由专门的芯片（ASIC）完成。
另外，以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设，即交换核心的速度非常之快，以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞，换句话说，交换的能力相对于所传信息量而无穷大（与此相反，ATM交换机在设计上的思路是，认为交换的能力相对所传信息量而言有限）。
虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来，但毕竟交换有其更丰富的特性，使之不但是获得更多带宽的最好途径，而且还使网络更易管理。
而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备（或网络层中继设备），路由器的基本功能是把数据（IP报文）传送到正确的网络，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，并与其他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。
对于不同地规模的网络，路由器的作用的侧重点有所不同。
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。
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。
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，处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。
3第二层交换机和路由器的区别
传统交换机从网桥发展而来，属于OSI第二层即数据链路层设备。
它根据MAC地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。
路由器属于OSI第三层即网络层设备，它根据IP地址进行寻址，通过路由表路由协议产生。
交换机最大的好处是快速，由于交换机只须识别帧中MAC地址，直接根据MAC地址产生选择转发端口算法简单，便于ASIC实现，因此转发速度极高。
但交换机的工作机制也带来一些问题。
1.回路：
根据交换机地址学习和站表建立算法，交换机之间不允许存在回路。
一旦存在回路，必须启动生成树算法，阻塞掉产生回路的端口。
而路由器的路由协议没有这个问题，路由器之间可以有多条通路来平衡负载，提高可靠性。
2.负载集中：
交换机之间只能有一条通路，使得信息集中在一条通信链路上，不能进行动态分配，以平衡负载。
而路由器的路由协议算法可以避免这一点，OSPF路由协议算法不但能产生多条路由，而且能为不同的网络应用选择各自不同的最佳路由。
3.广播控制：
交换机只能缩小冲突域，而不能缩小广播域。
整个交换式网络就是一个大的广播域，广播报文散到整个交换式网络。
而路由器可以隔离广播域，广播报文不能通过路由器继续进行广播。
4.子网划分：
交换机只能识别MAC地址。
MAC地址是物理地址，而且采用平坦的地址结构，因此不能根据MAC地址来划分子网。
而路由器识别IP地址，IP地址由网络管理员分配，是逻辑地址且IP地址具有层次结构，被划分成网络号和主机号，可以非常方便地用于划分子网，路由器的主要功能就是用于连接不同的网络。
5.保密问题：
虽说交换机也可以根据帧的源MAC地址、目的MAC地址和其他帧中内容对帧实施过滤，但路由器根据报文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等内容对报文实施过滤，更加直观方便。
6.介质相关：
交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间的转换，但这种转换过程比较复杂，不适合ASIC实现，势必降低交换机的转发速度。
因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议的网络互连，而不会用来在物理介质和链路层协议相差甚元的网络之间进行互连。
而路由器则不同，它主要用于不同网络之间互连，因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。
路由器在功能上虽然占据了优势，但价格昂贵，报文转发速度低。
近几年，交换机为提高性能做了许多改进，其中最突出的改进是虚拟网络和三层交换。
划分子网可以缩小广播域，减少广播风暴对网络的影响。
路由器每一接口连接一个子网，广播报文不能经过路由器广播出去，连接在路由器不同接口的子网属于不同子网，子网范围由路由器物理划分。
对交换机而言，每一个端口对应一个网段，由于子网由若干网段构成，通过对交换机端口的组合，可以逻辑划分子网。
广播报文只能在子网内广播，不能扩散到别的子网内，通过合理划分逻辑子网，达到控制广播的目的。
由于逻辑子网由交换机端口任意组合，没有物理上的相关性，因此称为虚拟子网，或叫虚拟网。
虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文的隔离问题，且虚拟网内网段与其物理位置无关，即相邻网段可以属于不同虚拟网，而相隔甚远的两个网段可能属于不同虚拟网，而相隔甚远的两个网段可能属于同一个虚拟网。
不同虚拟网内的终端之间不能相互通信，增强了对网络内数据的访问控制。
交换机和路由器是性能和功能的矛盾体，交换机交换速度快，但控制功能弱，路由器控制性能强，但报文转发速度慢。
解决这个矛盾的技术是三层交换，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。
4第三层交换机和路由器的区别
在第三层交换技术出现之前，几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来，他们完全是相同的：
提供路由功能正在路由器的工作，然而，现在第三层交换机完全能够执行传统路由器的大多数功能。
作为网络互连的设备，第三层交换机具有以下特征：
1.转发基于第三层地址的业务流；
2.完全交换功能；
3.可以完成特殊服务，如报文过滤或认证；
4.执行或不执行路由处理。
第三层交换机与传统路由器相比有如下优点：
1.子网间传输带宽可任意分配：
传统路由器每个接口连接一个子网，子网通过路由器进行传输的速率被接口的带宽所限制。
而三层交换机则不同，它可以把多个端口定义成一个虚拟网，把多个端口组成的虚拟网作为虚拟网接口，该虚拟网内信息可通过组成虚拟网的端口送给三层交换机，由于端口数可任意指定，子网间传输带宽没有限制。
2.合理配置信息资源：
由于访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别，子网设置单独服务器的意义不大，通过在全局网中设置服务器群不仅节省费用，更可以合理配置信息资源。
3.降低成本：
通常的网络设计用交换机构成子网，用路由器进行子网间互连。
目前采用三层交换机进行网络设计，既可以进行任意虚拟子网划分，又可以通过交换机三层路由功能完成子网间通信，为此节省了价格昂贵的路由器。
4.交换机之间连接灵活：
作为交换机，它们之间不允许存在回路，作为路由器，又可有多条通路来提高可靠性、平衡负载。
三层交换机用生成树算法阻塞造成回路的端口，但进行路由选择时，依然把阻塞掉的通路作为可选路径参与路由选择。
5结论
综上所述，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，因此得以广播应用。
回答者：
cowind-魔法师四级3-2810:
31
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当然是不一样的了!
wo爱彤-助理二级3-2810:
28
集线器是早期的产品，现在已经不用了，和交换机的用途差不多，交换机比较高端而已，路由器是具有路由功能的交换机（简单解释）
ysb_faw-助理二级3-2810:
29
路由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。
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。
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MAC地址（网卡的硬件地址）对照表以确定目的MAC的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵直接将数据迅速包传送到目的节点，而不是所有节点，目的MAC若不存在才广播到所有的端口。
这种方式我们可以明显地看出一方面效率高，不会浪费网络资源，只是对目的地址发送数据，一般来说不易产生网络堵塞；
另一个方面数据传输安全，因为它不是对所有节点都同时发送，发送数据时其它节点很难侦听到所发送的信息。
这也是交换机为什么会很快取代集线器的重要原因之一。
交换机还有一个重要特点就是它不是像集线器一样每个端口共享带宽，它的每一端口都是独享交换机的一部分总带宽，这样在速率上对于每个端口来说有了根本的保障。
另外，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，这就是后面将要介绍的VLAN（虚拟局域网）。
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。
这样交换机就可以在同一时刻可进行多个节点对之间的数据传输，每一节点都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有固定的一部分带宽，无须同其他设备竞争使用。
如当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有带宽，都有着自己的虚拟连接。
打个比方就是，如果现在使用的是10Mbps8端口以太网交换机，因每个端口都可以同时工作，所以在数据流量较大时，那它的总流量可达到8＊10Mbps＝80Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，因为它是属于共享带宽式的，所以同一时刻只能允许一个端口进行通信，那数据流量再忙HUB的总流通量也不会超出10Mbps。
如果是16端口、24端口的更是明显了！
交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。
目前一些高档交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有路由和防火墙的功能。
集线器，英文名又称Hub，在OSI模型中属于数据链路层。
价格便宜是它最大的优势，但由于集线器属于共享型设备，导致了在繁重的网络中，效率变得十分低下，所以我们在中、大型的网络中看不到集线器的身影。
如今的集线器普遍采用全双工模式，市场上常见的集线器传输速率普遍都为100Mbps。
集线器最大的特点就是采用共享型模式，就是指在有一个端口在向另一个端口发送数据时，其他端口就处于“等待”状态。
为什么会“等待”呢？
举个例子来说，其实在单位时间内A向B发送数据包时，A是发送给B、C、D三个端口的（该现象即紧接下文介绍的IP广播），但是只有B接收，其他的端口在第一单位时间判断不是自己需要的数据后将不会再去接收A发送来的数据。
直到A再次发送IP广播，在A再次发送IP广播之前的单位时间内，C，D是闲置的，或者CD之间可以传输数据。
如图1，我们可以理解为集线器内部只有一条通道（即公共通道），然后在公共通道下方就连接着所有端口。
独孤鼠-试用期一级3-2810:
38
路由器跟交换机或者集线器有着根本的差别.以前用的集线器是把一个数据流分成好几个数据流的工具,达到数据共享.并不处理数据,就是比较弱智的工具..--
想比之下交换机是比较高智商了,对数据进行处理排错什么的.现在一般都用交换机了.
而路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，也就是说.路由器是连接internet（互联网）的工具,而交换机和集线器是连接enternet（是局域网）的工具.
onvelove-助理二级3-2810:
39
1.路由器
路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。
选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率，从而让网络系统发挥出更大的效益来。
从过滤网络流量的角度来看，路由器的作用与交换机和网桥非常相似。
但是与工作在网络物理层，从物理上划分网段的交换机不同，路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。
例如，一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段，只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。
对于每一个接收到的数据包，路由器都会重新计算其校验值，并写入新的物理地址。
因此，使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。
但是，对于那些结构复杂的网络，使用路由器可以提高网络的整体效率。
路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。
从总体上说，在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。
一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。
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。
由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。
为了完成；
这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路径表（RoutingTable），供路由选择；
时使用。
路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。
路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。
1．静态路径表
由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态（static）路径表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。
2．动态路径表
动态（Dynamic）路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。
路由器根据路由选择协议（RoutingProtocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。
2.交换机
集线器作为第一类广泛应用的网络集线设备，当时在各大局域网中应用非常广泛。
但随着网络传输媒体类型的日益丰富，图形、图像及各种流媒体等多媒体内容的出现，人们对高网络数据传输速度和传输性能的要求日益提高。
集线器由于它的共享介质传输、单工数据操作和广播数据发送方式等都先天决定了很难满足用户的上述速度和性能要求。
在用户的需求下、在全球各大网络设备开发商的努力下，一种更新、更实用的集线设备－－交换机出现了。
交换机完全克服了集线器的上述种种不足之处，所以在短时间内得到业界广泛的认可和应用。
交换机技术也得到了飞速发展，数据传输速度的发展也是一日千里。
目前最快的以太网交换机端口带宽可达到10gbps，千兆（g位）级的交换机在各企业骨干网络中早已得到广泛应用。
交换机的英文名称之为“switch”，它是集线器的升级换代产品，从外观上来看的话，它与集线器基本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方形盒状体。
交换机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。
“交换”和“交换机”最早起源于电话通讯系统（pstn）。
我们以前经常在电影或电视中看到一些老的影片时常看到有人在电话机旁狂摇几下（注意不是拨号），然后就说：
跟我接xxx，话务接线员接到要求后就会把相应端线头插在要接端子上，即可通话。
其实这就是最原始的电话交换机系统，只不过它是一种人工电话交换系统，不是自动的，也不是我们今天要谈的计算机交换机，但是我们现在要讲的计算机交换机也就是在这个电话交换机技术上发展而来。
在计算机网络系统中，交换概念的提出是相对于共享工作模式的改进。
我们知道集线器（hub）是一种共享介质的网络设备，而且hub本身不能识别目的地址，是采用广播方式向所有节点发送。
即当同一局域网内的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，对网络上所有节点同时发送同一信息，然后再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。
在这种方式下我们知道很容易造成网络堵塞，因为其实接收数据的一般来说只有一个终端节点，而现在对所有节点都发送，那么绝大部分数据流量是无效的，这样就造成整个网络数据传输效率相当低。
另一方面由于所发送的数据包每个节点都能侦听到，那显然就不会很安全了，容易出现一些不安全因素。
控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的mac地址（网卡的硬件地址）对照表以确定目的mac的nic（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵直接将数据迅速包传送到目的节点，而不是所有节点，目的mac若不存在才广播到所有的端口。
另外，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，这就是后面将要介绍的vlan（虚拟局域网）。
如当节点a向节点d发送数据时，节点b可同时向节点c发送数据，而且这两个传输都享有带宽，都有着自己的虚拟连接。
打个比方就是，如果现在使用的是10mbps8端口以太网交换机，因每个端口都可以同时工作，所以在数据流量较大时，那它的总流量可达到8＊10mbps＝80mbps，而使用10mbps的共享式hub时，因为它是属于共享带宽式的，所以同一时刻只能允许一个端口进行通信，那数据流量再忙hub的总流通量也不会超出10mbps。
目前一些高档交换机还具备了一些新的功能，如对vlan（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有路由和防火墙的功能。
交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。
如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或fddi等的高速连接端口，用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。
一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。
这样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量。
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。
交换机对于因第一次发送到目的地址不成功的数据包会再次对所有节点同时发送，企图找到这个目的mac地址，找到后就会把这个地址重新加入到自己的mac地址列表中，这样下次再发
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