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集线器、交换器及路由器的区别 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 0 发表于: 2008-07-17
认识一下集线器、交换器及路由器的区别
集线器、交换器、及路由器
大部分以太网络设备厂商的主要产品为集线器、交换器或路由器。那是因为这些产品是架构网络时所需要的产品。但相信有不少的人幷不清楚它们的差异在哪。


集线器
集线器基本上是一个讯号扩大器,当数据从一个端口进来时它幷不作任何分析及导向,只是把讯号扩大传给所有其它的埠。所以使用集线器的局域网络是处在共享的模式,一旦网络传输量大时就会出现塞车的现象。因此只适用于流量小的网络。
交换器
交换器(Switch)是属于OSI第二层的装置,当数据从一个端口进入交换器时。交换器会分析数据的去向,而把数据只传给目标的计算机。因此交换器能有效的控制局域网络的流量、幷能确保每个埠的独立性。例如在一个10/100Mbps的以太网络交换器中,一个10Mbps的埠幷不会影响到另一个100Mbps端口的速度。交换器是运用网络卡的MAC位元址来分辨数据传输的目地.当交换器开始运作时,它会先搜寻局域网络中的网卡的MAC地址,将此数据存放在交换器的MAC地址记忆表中,在运用此数据来转送数据。
路由器
路由器是OSI第三层的装置,相对于L2交换器运用网络卡的MAC地址,路由器是利用IPAppleTalk、及IPX等网络层的通讯协议网址来分辨数据传输的目地。因此路由器可以将网络分成不同的subnet,使得大型局域网络内的计算机可享以用IP网址来作管理。不过由于路由器是透过软件的方法来管理流量,因此其速度比交换器慢许多。对于大部分的企业而言,路由器的主要用途在于广域网络的连结。
集线器(Hub)的运作原理


以太网络集线器的基本工作原理是广播(broadcast)技术,也就是HUB从任何一个端口收到一个Ethernet包时,它都将此Ethernet包广播到所有其它端口,HUB中不记忆哪一个MAC地址挂在哪一个端口。接在HUB端口上的NIC(网卡)根据信息包所要求的功能执行相应动作,这是由网络层(layer 3)之上控制的,Ethernet HUB不处理这些内容,Ethernet HUB只负责从一个端口上收到的Ethernet包广播到所有其它端口(所谓广播,是指HUB将该Ethernet包发送到所有其它端口),仅此而已。

  Ethernet
包中带有源MAC地址和目的MAC地址。MAC位元址与Ethernet包中的目的MAC位元址相同的计算机执行该包中所要求的动作,这个动作由layer 3之上定义,与Ethernet HUB无关,Ethernet HUB只处理Ethernet包,即只与MAC地址打交道。如果该目的MAC位元址不存在,或该目的MAC位元址不响应(即上层软件不处理),Ethernet HUB幷不知道,也不处理。这就好象邮递员,他是根据信封上的地址传递信件,只管传递,不管信中是什么内容以及收信人是否回信,或收信人由于某种原因没有回信,而导致发信人着急,与邮递员无关。只是邮递员在找不到该地址时还会将信退回,Ethernet HUB不管退信,只负责转发。
Windows 中,当用户A双击网上邻居时,相当于生成了一个Ethernet广播包,该包要求执行的命令是:请告诉我你们的名字!。请注意,Ethernet HUB不处理此命令,也不知道此命令是什么,Ethernet HUB只知道此包为广播包,幷负责将此包广播到所有其它埠(源埠除外),仅此而已。与HUB相连的计算机中的NIC收到此包(因为是广播包,故收下),将包中的数据域内容传送给上层软件(即Windows ),上层软件返回网络中的计算机名给广播包的发送者(广播包中含有发出者的源MAC地址),用户A收到各个计算机回送的响应包,从而得知网络上有什么用户,幷由Windows显示在网上邻居中。如果找不到网络上的用户,则可能有下列原因:

1
.该用户没有连到网上或接触不好(如电缆两端RJ-45),或该计算机没有加电。如果是接触不好,可能会有时看到,有时看不到。

2
HUB内部信息包传送不正确,芯片设计有问题(这几乎是不可能的)。

3
.互连的计算机高层协议配置不正确,导致双方无法互相理解。如绑定的协定不一致,有的用TCP/IP,有的用IPX等等,或者超时时间太短(此时间与Ethernet无关),以致于响应包还在路上,就宣布网络寻找结束,没有发现××用户。这个时间不是由Ethernet控制的,是由计算机操作系统控制的,如果某些计算机正在执行某些操作而不响应NIC的中断,它自然无法处理该广播包,从而使用户A看不到某些计算机。

4
.此外,与HUB相连的计算机的工作模式(即Half-duplex,或Full-duplex)必须与HUB一致。HUB只能工作于半双工,计算机网卡也必须设为半双工(或自动方式),当然速率也必须一致,否则计算机发出的响应包也可能到达不了用户A,从而导致看不到用户。
由于集线器会将来所有的数据传到每一个端口,虽然集线器已渐渐地被交换机取代,但在侦错或收集网络数据时集线器还是被广泛的使用。
以太网络交换机的运作原理

  Ethernet Switch
的工作基础是Ethernet信息包结构。Ethernet信息包为固定格式,但长度可变,在信息包头中带有目的MAC地址、源MAC地址、信息长度等若干内容。目前使用较多的Ethernet交换机都是Layer 2OSI的第二层)交换机,即基于Ethernet MAC地址进行交换。


交换机与集线器的最大差别是Ethernet Switch记忆什么用户(即哪些MAC地址)挂在哪一个端口上,也就是说Switch中有一个地址表,表中的每一项内容主要是MAC地址与端口号。当Switch从某一端口收到一个包时(我们暂不讨论广播包),它要对地址表执行两个动作:一是检查该包的源MAC地址是否已在地址表中,如果没有,则将该MAC地址加到地址表中,这样以后就知道该MAC地址在哪一个端口;二是检查该包的目的MAC地址是否已在地址表中,如果该MAC地址已在地址表中,则将该包发送到对应的端口即可,如果该MAC地址不在地址表中,则将该包发送到所有其它埠(源端口除外),相当于该包是一个广播包。对于广播包,Ethernet SwitchEthernet HUB的工作原理是一样的,没有什么差别。
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