集线器、交换机与路由器

今天药忘吃喽~ 2023-02-10 07:51 252阅读 0赞

### 一、名词解释： ###

**集线器**：（Hub）是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在**同一段物理介质下**的设备。集线器发生在**物理层**。

**交换机**：（Switch）是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供**独享**的电信号通路，把传输的信息送到符合要求的相应路由上。交换机发生在**数据链路层**。

**路由器**：（Router）是连接因特网中各局域网、广域网的设备。在路由器中记录着**路由表**，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。路由发生在**网络层**。

### 二、具体解释： ###

1. 集线器：集线器的目的是在其内部将所有网络设备连通，它是一个具有多个端口的设备，用于网络设备的互连，**集线器不具有智能，他不过滤任何数据，也不知道数据要发送到什么地方，**集线器唯一知道的一个事情就是设备连接到它其中的一个端口。当数据到达其中一个端口时，集线器会复制数据包到它所有端口，这样，连接到该集线器上的所有设备都可以收到数据包。

也就是说，当数据包进入集线器的某个端口时，它将被集线器重新广播到其他所有端口。即使这台计算机与另外某台计算机通信，内部网络中的其他计算机也会收到这些数据，即使这些数据不是要发给它们的。当发生这种情况时，不仅会产生安全问题，也会在网络上造成不必要的流量，浪费带宽。

<table style="width:500px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td colspan="2" style="text-align:center;">集线器 Hub TABLE</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">端口PORT</td> 
   <td style="text-align:center;">设备DEVICE</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">1</td> 
   <td style="text-align:center;">A</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">2</td> 
   <td style="text-align:center;">B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">3</td> 
   <td style="text-align:center;">C</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">4</td> 
   <td style="text-align:center;">D</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*如图：A通过集线器向D发送一条消息，但是在此集线器内的所有设备都会收到此条消息。*

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MDcxNTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

2. 交换机：交换机和集线器非常相似，它也是一个具有多个端口、用于网络设备互联的设备，但是它与集线器不同，**交换机是智能的**。交换机可以连接到设备主机的物理地址，它将这些称为MAC地址的物理地址存储在自己的**地址表**中。当数据包发送到交换机时，数据包会被直接发送到预期的目的端口，而不是像集线器那样，只是将数据包重新广播到每个端口。

<table style="width:500px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td colspan="3" style="text-align:center;">交换机 SWITCH TABLE</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">端口PORT</td> 
   <td style="text-align:center;">设备DEVICE</td> 
   <td style="text-align:center;">地址MAC ADDRESS</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">1</td> 
   <td style="text-align:center;">A</td> 
   <td style="text-align:center;">00:12:34:56:78:90:A1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">2</td> 
   <td style="text-align:center;">B</td> 
   <td style="text-align:center;">00:12:34:56:78:91:B2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">3</td> 
   <td style="text-align:center;">C</td> 
   <td style="text-align:center;">00:12:34:56:78:92:C3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">4</td> 
   <td style="text-align:center;">D</td> 
   <td style="text-align:center;">00:12:34:56:78:93:D4</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

举个例子，如果这台计算机想要和另外一台计算机通信，数据包到达交换机后，交换机在自己的地址表中查看与数据包携带的目的MAC地址匹配的端口，然后将数据包传送到该端口，数据包就只会发送到想要与之通信的那台计算机。这是集线器和交换机之间的主要区别。因此，交换机比集线器更受欢迎，因为它们可以减少网络上不必要的流量，同时提高安全性。

*如图：A通过交换机向D发送一条消息，在此交换机内的设备中只有D会收到消息。*

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MDcxNTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

3. 路由器：路由器的作用就和它的名字一样，它是**根据IP地址**，将一个数据包**从一个网络路由转发到另一个网络**的设备，当路由器接收到数据包时，路由器会检查数据包的IP地址，并确定该数据包是要发送给自己所在的网络，还是要发送给其他网络，如果路由器确定数据包是发送给自己所在的网络，那就接收它；如果数据包不是发送给自己所在的网络，路由器就将这些数据包转发给其他网络，通过交换机再把数据包发送给对的IP地址，所以路由器本质上是一个网络的网关。![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MDcxNTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

### 三、总结一下： ###

集线器仅检测设备与其物理连接，而交换机可以检测连接到它的特定设备，因为它记录了这些设备的MAC地址。集线器和交换机用于在本地区域内交换数据，例如在家庭网络中或在一个商业网络中，它们不能在外部网络上（例如在互联网上）交换数据。要将数据在自己网络之外交换或路由到另一个网络，例如互联网，设备需要能够读取IP地址，而集线器和交换机不能读取IP地址，这就需要用到路由器，路由器可以根据IP来传输数据。总之，**集线器和交换机构建网络，而路由器连接网络**。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MDcxNTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020052019423413.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MDcxNTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MDcxNTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200520194635599.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MDcxNTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MDcxNTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200521082924465.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5MDcxNTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70