集線器、交換機(jī)、路由器的區(qū)別與聯(lián)系

1、集線器（Hub）、交換機(jī)（Switch ）與路由器（Router） 之間的區(qū)別和聯(lián)系集線器集線器也叫Hub，工作在物理層（最底層），沒有匹配的軟件系統(tǒng)，是純硬 件設(shè)備。集線器主要用來連接計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)終端。集線器為共享帶寬，連接在集線器上的任何一個(gè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其他所有設(shè)備必須等待， 此設(shè)備享有全部帶寬，通訊完畢，再由其他設(shè)備使用帶寬。正因此，集線器連接了一個(gè)沖突 的網(wǎng)絡(luò)。所有設(shè)備相互交替使用，就好像大家一起過一根獨(dú)木橋一樣。集線器不能判斷數(shù)據(jù)包的目的和類型，所以如果是廣播數(shù)據(jù)包也依然轉(zhuǎn)發(fā)，而且所有設(shè)備發(fā) 出數(shù)據(jù)以廣播方式發(fā)送到每個(gè)接口，這樣集線器也連接了一個(gè)廣播域的網(wǎng)絡(luò)。交換機(jī)交換機(jī)Swit

2、ch，工作在數(shù)據(jù)鏈路層（第二層），稍微高端一點(diǎn)的交換機(jī)都有 一個(gè)操作系統(tǒng)來支持。和集線器一樣主要用于連接計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。交換機(jī)比集線器更加先進(jìn)，允許連接在交換機(jī)上的設(shè)備并行通訊，好比高速公路上的汽車并 行行駛一般，設(shè)備間通訊不會(huì)發(fā)生沖突，因此交換機(jī)打破了沖突域，交換機(jī)每個(gè)接口是一個(gè) 沖突域，不會(huì)與其他接口發(fā)生通訊沖突。并且有系統(tǒng)的交換機(jī)可以記錄MAC地址表，發(fā)送數(shù)據(jù)不會(huì)以廣播的方式發(fā)送到每個(gè)接口， 而是直接到目的接口，節(jié)省了接口帶寬。但是交換機(jī)和集線器一樣不能判斷廣播數(shù)據(jù)包，會(huì) 把廣播發(fā)送到全部接口，所以交換機(jī)和集線器一樣連接了一個(gè)廣播域網(wǎng)絡(luò)。高端一點(diǎn)的交換機(jī)不進(jìn)可以記錄MAC地址表，還

3、可以劃分VLAN （虛擬局域網(wǎng)）來隔離廣 播，但是VLAN間也同樣不能通訊。要使VLAN間能夠通訊，必須有三層設(shè)備介入。路由器路由器Router，工作在網(wǎng)絡(luò)層（第三層），所有路由器都有自己的操作系統(tǒng) 來維持，并且需要人員調(diào)試，否則不能工作。路由器沒有那么多接口，主要用來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)與 網(wǎng)絡(luò)的連接。 簡單的說路由器把數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)過程就叫路由。路由器不僅能像 交換機(jī)一樣隔離沖突域，而且還能檢測廣播數(shù)據(jù)包，并丟棄廣播包來隔離廣播域，有效的擴(kuò) 大了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。在路由器中記錄著路由表，路由器以此來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的通訊。路由器的介入可 以交換機(jī)劃分的VLAN實(shí)現(xiàn)互相通訊。集線器

4、（Hub）是一種特殊的中繼器，可作為多個(gè)網(wǎng)段的轉(zhuǎn)接設(shè)備，因?yàn)閹讉€(gè)集線器可以級(jí) 聯(lián)起來。智能集線器，還可將網(wǎng)絡(luò)管理、路徑選擇等網(wǎng)絡(luò)功能集成于其中。集線器是管理 網(wǎng)絡(luò)的最小單元，是局域網(wǎng)的星型連接點(diǎn)。它對工作站進(jìn)行集中管理，不讓出問題的區(qū)段影 響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。Hub是局域網(wǎng)中應(yīng)用最廣的連接設(shè)備，目前若按配置形式可分為 獨(dú)立型集線器、模塊化集線器和堆疊式集線器三種，它的作用可以簡單的理解為將一些機(jī)器 連接起來組成一個(gè)局域網(wǎng)。中繼器的作用就是將已經(jīng)衰減得不完整的信號(hào)經(jīng)過整理，重新產(chǎn)生出完整的信號(hào)再繼續(xù)傳 送。中繼器就是普通集線器的前身，集線器實(shí)際就是一種多端口的中繼器。集線器一般有4、 8、16

5、、24、32等數(shù)量的RJ45接口，通過這些接口，集線器便能為相應(yīng)數(shù)量的電腦完成 中繼功能。由于它在網(wǎng)絡(luò)中處于一種中心位置，因此集線器也叫做“Hub。集線器按結(jié)構(gòu)分類按結(jié)構(gòu)和功能分類，集線器可分為未管理的集線器、堆疊式集線器和底盤集線器三類。 從局域網(wǎng)角度來區(qū)分，集線器可分為五種不同類型。單中繼網(wǎng)段集線器、多網(wǎng)段集線器、端口交換式集線器、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)集線器、交換式集線器it壯同姐十 itlfUlB集線器配置示意圖交換機(jī)的工作原理：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換機(jī)是針對共享工作模式的弱點(diǎn)而推出的。集線器是采用共享工 作模式的代表，如果把集線器比作一個(gè)郵遞員，那么這個(gè)郵遞員是個(gè)不認(rèn)識(shí)字的傻瓜”- 要他去送信，

6、他不知道直接根據(jù)信件上的地址將信件送給收信人，只會(huì)拿著信分發(fā)給所有的 人，然后讓接收的人根據(jù)地址信息來判斷是不是自己的!而交換機(jī)則是一個(gè)聰明”的郵遞 員-交換機(jī)擁有一條高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條 背部總線上，當(dāng)控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的 MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC （網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù) 據(jù)包傳送到目的端口。目的MAC若不存在，交換機(jī)才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后 交換機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)新的地址，并把它添加入內(nèi)部地址表中。現(xiàn)在的主流交換機(jī)有：Cisco 的交換機(jī)產(chǎn)品以Catalyst 為商標(biāo)

7、，包含 1900 s 2800 s 2900 s 3500、4000、 5000、5500、6000、8500等十多個(gè)系列?？偟膩碚f，這些交換機(jī)可以分為兩類：一類是固定配置交換機(jī)，包括3500及以下的大部分型號(hào)，比如1924是24 口 10M以太交換機(jī)，帶兩個(gè)100M上行端口。除了有限的軟件升級(jí)之外，這些交換機(jī)不能擴(kuò)展;另一類是模塊化交換機(jī)，主要指4000及以上的機(jī)型，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求， 選擇不同數(shù)目和型號(hào)的接口板、電源模塊及相應(yīng)的軟件。選擇設(shè)備時(shí)，許多人對長長的產(chǎn)品型號(hào)十分頭疼。其實(shí)，Cisco對產(chǎn)品的命名有一定 之規(guī)。就Catalyst交換機(jī)來說，產(chǎn)品命名的格式如下：Cataly

8、st NN XX -C -M -A/-EN其中，NN是交換機(jī)的系列號(hào)，XX對于固定配置的交換機(jī)來說是端口數(shù)，對于模塊化 交換機(jī)來說是插槽數(shù)，有-C標(biāo)志表明帶光纖接口，-M表示模塊化，-A和-EN分別是指 交換機(jī)軟件是標(biāo)準(zhǔn)板或企業(yè)版。目前，網(wǎng)絡(luò)集成項(xiàng)目中常見的Cisco交換機(jī)有以下幾個(gè)系列，1900/2900系列、3500 系列、6500系列。他們分別使用在網(wǎng)絡(luò)的低端、中端和高端。下面分別介紹一下這幾個(gè)系 列的產(chǎn)品：1、低端產(chǎn)品先說一下低端的產(chǎn)品，1900和2900是低端產(chǎn)品的典型。其實(shí)在低端交換機(jī)市場上， Cisco并不占特別的優(yōu)勢，因?yàn)?Com、Dlink等公司的產(chǎn)品具有更好的性能價(jià)格比。1

9、900交換機(jī)適用于網(wǎng)絡(luò)末端的桌面計(jì)算機(jī)接入，是一款典型的低端產(chǎn)品。它提供12 或24個(gè)10M端口及2個(gè)100M端口，其中100M端口支持全雙工通訊，可提供高達(dá) 200Mbps的端口帶寬。機(jī)器的背板帶寬是320Mbps。2 、中端產(chǎn)品再來看中端產(chǎn)品，中端產(chǎn)品中3500系列使用廣泛，很有代表性。C3500系列交換機(jī)的基本特性包括背板帶寬高達(dá)10Gbps，轉(zhuǎn)發(fā)速率7.5Mpps，它支持250個(gè)VLAN，支持IEEE 802.1Q和ISL Trunking,支持。GMP網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)交 換機(jī)，可選冗余電源等等。不過C3500的最大特性在于管理和千兆。管理特性方面，C3500實(shí)現(xiàn)了 Cisco的交換集群

10、技術(shù)，可以將16個(gè)C3500，C2900，C1900系列的交換機(jī)互聯(lián)并通過一個(gè)IP地址進(jìn)行管理。利用C3500內(nèi)的CiscoVisual Switch Manager ( CVSM軟件還可以方便地通過瀏覽器對交換機(jī)進(jìn)行設(shè)置和管理。千兆特性方面，C3500全面支持千兆接口卡(GBIC )。目前GBIC有三種 1000BaseSx，適用于多模光纖，最長距離550m ; 1000BaseLX/LH，多模/單模光纖都 適用，最長距離10km ; 1000BaseZX適用于單模光纖，最長距離100km。C3500主要有4種型號(hào):Catalyst 3508G XL : 8口GBIC 插槽Catalyst

11、3512 XL : 12口10/100M自適應(yīng)，2口GBIC插槽Catalyst 3524 XL : 24口10/100M自適應(yīng)，2口GBIC插槽Catalyst 3548 XL : 48口10/100M自適應(yīng)，2口GBIC插槽3、高端產(chǎn)品最后，介紹一下高端的產(chǎn)品。對于企業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)來說，C6000系列替代了原有的C5000 系列，是最常用的產(chǎn)品。Catalyst 6000系列交換機(jī)為園區(qū)網(wǎng)提供了高性能、多層交換的解決方案，專門為需要 千兆擴(kuò)展、可用性高、多層交換的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)，主要面向園區(qū)骨干連接等場合。Catalyst 6000系列是由Catalyst 6000和Catalyst 6500兩種

12、型號(hào)的交換機(jī)構(gòu)成， 都包含6個(gè)或9個(gè)插槽型號(hào)，分別為6006、6009 s 6506和6509，其中，尤以6509 使用最為廣泛。所有型號(hào)支持相同的超級(jí)引擎、相同的接口模塊，保護(hù)了用戶的投資。這一 系列的特性主要包括:端口密度大。支持多達(dá)384個(gè)10/100BaseTx自適應(yīng)以太網(wǎng)口，192個(gè)100BaseFX 光纖快速以太網(wǎng)口，以及130個(gè)千兆以太網(wǎng)端口( GBIC插槽)。速度快。C6500的交換背板可擴(kuò)展到256 Gbps，多層交換速度可擴(kuò)展到150 Mbps。C6000的交換背板帶寬32 Gbps，多層交換速率30 Mbps。支持多達(dá)8個(gè)快 速/千兆以太網(wǎng)口利用以太網(wǎng)通道技術(shù)(Fast

13、EtherChannel ，F(xiàn)EC或Gigabit EtherChannel，GEC )連接，在邏輯上實(shí)現(xiàn)了 16 Gbps的端口速率，還可以跨模塊進(jìn)行端 口聚合實(shí)現(xiàn)。多層交換。C6000系列的多層交換模塊可以進(jìn)行線速的IP，IPX和and IP-multicast 路由。容錯(cuò)性能好。C6000系列帶有冗余超級(jí)引擎，冗余負(fù)載均衡電源，冗余風(fēng)扇，冗余系 統(tǒng)時(shí)鐘，冗余上連，冗余的交換背板(僅對C6500系列)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高可用性。豐富的軟件特性C6000軟件支持豐富的協(xié)議包括NetFlow、VTP(VLAN Trunking Protocol) s VQP(VLAN Query Protocol)、ISL Trunking s HSRP(Hot Standby Router Protocol) s Port Security、TACACS、CGMP(Cisco Group Management Protocol) s IGMP等等。路由器的工作原理：所謂路由就是指通過相互連接的網(wǎng)絡(luò)