网络基础之关于HUBSWITCHROUTERWord下载.docx

1、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。二、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，从桥接到路由到直至电话系统，无论何种场合都可将其套用，搞不清到底什幺才是真正的交换。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

2、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它端口送出。在 实际设备中，交换矩阵的功能往往由专门的芯片（）完成。另外，以太网交换机在设计思想

3、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，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（报文）传送到正确的网络，包括：1.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，这是报文转发的基础。4.数

4、据报的差错处理及简单的拥塞控制；5.实现对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（），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

5、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。三、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，属于第二层 即数据链路层设备。它根据地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于第三层即网络层设备，它根据地址进 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地址，直接根据地址产生选择转发端口算法简单，便于 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

6、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，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：交换机只能识别地址。地址是物理地址，而且

7、采用平坦的地址结构，因此不能根据地址来划分子网。而路由器识别地址， 地址由网络管理员分配，是逻辑地址且地址具有层次结构，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地址、目的地址和其它帧中内容对帧实施过滤，但路由器根据报文的源地址、目的地址、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

8、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

9、，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。解决这个矛盾的最新技术是三层交换，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。四、第三层交换机和

10、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

11、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

12、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。五、结论 综上所述，交换机一般用于的连接，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。*关于交换机和HUB各个端口都有专用的带宽，只在各个网段内共享带宽，网段之间采用交

13、换技术，从而减 少冲突，提高通信效率，因此又称为端口交换机。这句何解，是不是八台机器共享1M带宽就变成了每台机器分八分之一带宽即256K带宽，还有它把每个 端口所连接的网站分割为独立的LAN，每个LAN成为一个独立的冲突域。这句是不是说在网络内链路层形成互不干扰的几个子网，可是带宽不变啊，每个还是 八分之一啊区别1、从OSI体系结构来看，集线器属于OSI的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。也就意味 着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、碎片等无法进行有效的处理，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、

14、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，其它所有端口都能够收听到信息，容易产生广播风暴，当网络较大时网络性能会受到很大的影响，那幺用什幺方法去避免这种现象呢？交换机就能够起到这 种作用!当交换机工作的时候，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它端口，因此交换机就能够隔离冲突域和有效的抑制广播风暴的产生。3、 从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都是共享一条带宽，在同一时刻只能有二个端口传送数据，其它端口只能等待，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，当二个端口工作时并不影响其它端口的工作，同时交换机不但可以