农门弃妇之绝艳天下:比较集线器、路由器、交换机的区别?

来源:百度文库 编辑:高校问答 时间:2024/05/05 11:56:55
比较集线器、路由器、交换机的区别?
大家不要去复制,请用自己的话来概括

最近看到很多人在询问交换机、集线器、路由器是什么,功能如何,有何区别,笔者就这些问题简单的做些解答。

首先说HUB,也就是集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机(又名交换式集线器)作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别:集线器采用的式共享带宽的工作方式,而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时,两者将会有比较明显的。而路由器与以上两者有明显区别,它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径 ,可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后,就像交换机产生于集线器之后,所以路由器与交换机也有一定联系,并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。

总的来说,路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面:

(1)工作层次不同

最初的的交换机是工作在OSI/RM开放体系结构的数据链路层,也就是第二层,而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层(数据链路层),所以它的工作原理比较简单,而路由器工作在OSI的第三层(网络层),可以得到更多的协议信息,路由器可以做出更加智能的转发决策。

(2)数据转发所依据的对象不同

交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号(即IP地址)来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的,描述的是设备所在的网络,有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的,由网卡生产商来分配的,而且已经固化到了网卡中去,一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。

(3)传统的交换机只能分割冲突域,不能分割广播域;而路由器可以分割广播域

由交换机连接的网段仍属于同一个广播域,广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播,在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域,广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能,也可以分割广播域,但是各子广播域之间是不能通信交流的,它们之间的交流仍然需要路由器。

(4)路由器提供了防火墙的服务

路由器仅仅转发特定地址的数据包,不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送,从而可以防止广播风暴。

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,因此得以广泛应用。

目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL,因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能(很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了,因为电信安装时大多是不启用路由功能的,启用DHCP。打开ADSL的路由功能),如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了,如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。考虑到如今集线器与交换机的 价格相差十分小,不是特殊的原因,请购买一个交换机。不必去追求高价,因为如今产品同质化十分严重,我最便宜的交换机现在没有任 何问题。给你一个参考报价,建议你购买一个8口的,以满足扩充需求,一般的价格100元左右。接上交换机,所有电脑再接到交换机上就行了。余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口,将猫的网线插入uplink接口。然后设置路由功能,DHCP等, 就可以共享上网了。

看完以上的解说读者应该对交换机、集线器、路由器有了一些了解,目前的使用主要还是以交换机、路由器的组合使用为主,具体的组合方式可根据具体的网络情况和需求来确定。
交换机与路由器的区别

计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起,它们之间并不能进行通信,那么这种“互连”并没有什么实际意义。因此通常在谈到“互连”时,就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的,也就是说,从功能上和逻辑上看,这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络,或称为互联网络,也可简称为互联网、互连网。
将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统),ISO的术语称之为中继(relay)系统。根据中继系统所在的层次,可以有以下五种中继系统:
1.物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统,即转发器(repeater)。
2.数据链路层(即第二层,层L2),即网桥或桥接器(bridge)。
3.网络层(第三层,层L3)中继系统,即路由器(router)。
4.网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)兼有网桥和路由器的功能。
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。
参考资料:http://www.boofee.net/flyingbamboo/index.php?job=art&articleid=a_20050827_150403

集线器-------集线器也叫Hub,工作在物理层(最底层),没有相匹配的软件系统,是纯硬件设备。集线器主要用来连接计算机等网络终端。

集线器为共享式带宽,连接在集线器上的任何一个设备发送数据时,其他所有设备必须等待,此设备享有全部带宽,通讯完毕,再由其他设备使用带宽。正因此,集线器连接了一个冲突域的网络。所有设备相互交替使用,就好象大家一起过一根独木桥一样。

集线器不能判断数据包的目的地和类型,所以如果是广播数据包也依然转发,而且所有设备发出数据以广播方式发送到每个接口,这样集线器也连接了一个广播域的网络。

交换机-------交换机Switch,工作在数据链路层(第二层),稍微高端一点的交换机都有一个操作系统来支持。和集线器一样主要用于连接计算机等网络终端设备。

交换机比集线器更加先进,允许连接在交换机上的设备并行通讯,好比高速公路上的汽车并行行使一般,设备间通讯不会再发生冲突,因此交换机打破了冲突域,交换机每个接口是一个冲突域,不会与其他接口发生通讯冲突。

并且有系统的交换机可以记录MAC地址表,发送的数据不会再以广播方式发送到每个接口,而是直接到达目的接口,节省了接口带宽。但是交换机和集线器一样不能判断广播数据包,会把广播发送到全部接口,所以交换机和集线器一样连接了一个广播域网络。

高端一点的交换机不仅可以记录MAC地址表,还可以划分VLAN(虚拟局域网)来隔离广播,但是VLAN间也同样不能通讯。要使VLAN间能够通讯,必须有三层设备介入。

路由器-------路由器Router,工作在网络层(第三层),所有的路由器都有自己的操作系统来维持,并且需要人员调试,否则不能工作。路由器没有那么多接口,主要用来进行网络与网络的连接。

简单的说路由器把数据从一个网络发送到另一个网络,这个过程就叫路由。路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域,而且还能检测广播数据包,并丢弃广播包来隔离广播域,有效的扩大了网络的规模。

在路由器中记录着路由表,路由器以此来转发数据,以实现网络间的通讯。路由器的介入可以使交换机划分的VLAN实现互相通讯。

总结:

集线器:纯硬件、用于连接网络终端、不能打破冲突域和广播域。

交换机:拥有软件系统、用于连接网络终端、能够打破冲突域,但是不能分割广播域。

路由器:拥有软件系统、用于连接网络、可以打破冲突域也可以分割广播域,是连接大型网络的比备设备

集线器-------集线器也叫Hub,工作在物理层(最底层),没有相匹配的软件系统,是纯硬件设备。集线器主要用来连接计算机等网络终端。

集线器为共享式带宽,连接在集线器上的任何一个设备发送数据时,其他所有设备必须等待,此设备享有全部带宽,通讯完毕,再由其他设备使用带宽。正因此,集线器连接了一个冲突域的网络。所有设备相互交替使用,就好象大家一起过一根独木桥一样。

集线器不能判断数据包的目的地和类型,所以如果是广播数据包也依然转发,而且所有设备发出数据以广播方式发送到每个接口,这样集线器也连接了一个广播域的网络。

交换机-------交换机Switch,工作在数据链路层(第二层),稍微高端一点的交换机都有一个操作系统来支持。和集线器一样主要用于连接计算机等网络终端设备。

交换机比集线器更加先进,允许连接在交换机上的设备并行通讯,好比高速公路上的汽车并行行使一般,设备间通讯不会再发生冲突,因此交换机打破了冲突域,交换机每个接口是一个冲突域,不会与其他接口发生通讯冲突。

并且有系统的交换机可以记录MAC地址表,发送的数据不会再以广播方式发送到每个接口,而是直接到达目的接口,节省了接口带宽。但是交换机和集线器一样不能判断广播数据包,会把广播发送到全部接口,所以交换机和集线器一样连接了一个广播域网络。

高端一点的交换机不仅可以记录MAC地址表,还可以划分VLAN(虚拟局域网)来隔离广播,但是VLAN间也同样不能通讯。要使VLAN间能够通讯,必须有三层设备介入。

路由器-------路由器Router,工作在网络层(第三层),所有的路由器都有自己的操作系统来维持,并且需要人员调试,否则不能工作。路由器没有那么多接口,主要用来进行网络与网络的连接。

简单的说路由器把数据从一个网络发送到另一个网络,这个过程就叫路由。路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域,而且还能检测广播数据包,并丢弃广播包来隔离广播域,有效的扩大了网络的规模。

在路由器中记录着路由表,路由器以此来转发数据,以实现网络间的通讯。路由器的介入可以使交换机划分的VLAN实现互相通讯。

总结:

集线器:纯硬件、用于连接网络终端、不能打破冲突域和广播域。

交换机:拥有软件系统、用于连接网络终端、能够打破冲突域,但是不能分割广播域。

路由器:拥有软件系统、用于连接网络、可以打破冲突域也可以分割广播域,是连接大型网络的比备设备

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。接下来我们了解一下集线器的几个概念:

共享型

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C、D之间可以传输数据。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。

IP广播

所谓IP广播(也称:群发),是指集线器在发送数据给下层设备时,不分原数据来自何处,将所得数据发给每一个端口,如果其中有端口需要来源的数据,就会处于接收状态,而不需要的端口就处于拒绝状态。举个例子来说:在网内时,当客户端A发送数据包给客户端B时,集线器便将来自A的数据包群发给每一个端口,此时B就处于接收状态,其它端口则处于拒绝状态;在网外也如此,当客户端A发送域名“http://www.PC-CaiNiao.com/”时,通过集线器,然后经过DNS域名解析把IP地址(202.108.36.172)发回给集线器。此时,集线器便群发给所有接入的端口,需要此地址的机器便处于接收状态(客户端A处于接收状态),不需要则处于拒绝状态。

单位时间

这应该是最简单的一个名词了,也可以理解为Hub的工作频率,比如工作频率为33MHz的Hub,那么在单位时间内Hub能做什么事呢?上面在解释共享型的时候已经举了个例子,但是有一点在这需要解释的是,比如我们有的时候会看到A在向B发送数据的“同时”,C也在向D传送数据,这看起来似乎有点矛盾,也确实是这样,那为什么会看起来2者同时在进行呢?因为A在第一个单位时间内发送数据给B的时候,由于广播的原因,B、C、D在第一个单位时间内会同时接受广播,但是C,D会从第2个单位时间开始拒绝接收A发来的数据,因为C和D已经判断出这些数据不是他们需要的数据。而且在第2个单位时间的时候C也发送一个数据广播,A,B,D都接受,但是只有D会接收这些数据。这些操作只用2到3个单位时间,但是我们却很难察觉到,感觉上就是在同时“进行”一样。

什么是交换机?

交换机是一种基于MAC(网卡的硬件地址)识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。

局域网交换机的定义

以太网、快速以太网、FDDI和令牌环网常被称为传统局域网,它们都是共享介质、共享带宽的共享式局域网。为了提高带宽,往往采用路由器进行网络分割,将一个网络分为多个网段,每个网段有不同的子网地址,不同的广播域,以减少网络上的冲突,提高网络带宽。微化网段已不能适应局域网扩展和新的网络应用对高带宽的需求,有人说“传统局域网 已走到尽头”。

近几年突起的交换式局域网技术,能够解决共享式局域网所带来的网络效率低、不能提供足够的网络带宽和网络不易扩展等一系列问题。它从根本上改变了共享式局域网的结构,解决了带宽瓶颈问题。目前已有交换以太网、交换令牌环、交换FDDI和ATM等交换局域网,其中交换以太网应用最为广泛。交换局域网已成为当今局域网技术的主流。

交换机提供了桥接能力以及在现存网络上增加带宽的功能。用于L A N上的交换机与网桥相似,因为它们都运作在数据链路层(第2层)的M A C子层上,都检验着所有进入的网络流量的设备地址。与网桥还有一点相似,交换机保持一张有关地址的信息表,并用该信息来决定如何过滤并转发L A N流量。

与网桥不同,交换机采用交换技术来增加数据的输入输出总和和安装介质的带宽。一般交换机转发延迟很小,能经济地将网络分成小的冲突网域,为每个工作站提供更高的带宽。

什么是路由器?

路由器(Router)是工作在OSI第三层(网络层)上、具有连接不同类型网络的能力并能够选择数据传送路径的网络设备。路由器有三个特征:工作在网络层上、能够连接不同类型的网络、能够选择数据传的路径。

1、路由器工作在第三层上,路由器是第三层网络设备,这样说大家可能都不理解,就先说一下集线器和交换机吧。集线器工作在第一层(即物理层),它没有智能处理能力,对它来说,数据只是电流而已,当一个端口的电流传到集线器中时,它只是简单地将电流传送到其他端口,至于其他端口连接的计算机接收不接收这些数据,它就不管了。交换机工作在第二层(即数据链路层),它要比集线器智能一些,对它来说,网络上的数据就是MAC地址的集合,它能分辨出帧中的源MAC地址和目的MAC地址,因此可以在任意两个端口间建立联系,但是交换机并不懂得IP地址,它只知道MAC地址。路由器工作在第三层(即网络层),它比交换机还要“聪明”一些,它能理解数据中的IP地址,如果它接收到一个数据包,就检查其中的IP地址,如果目标地址是本地网络的就不理会,如果是其他网络的,就将数据包转发出本地网络。

2、路由器能连接不同类型的网络,我们常见的集线器和交换机一般都是用于连接以太网的,但是如果将两种网络类型连接起来,比如以太网与ATM网,集线器和交换机就派不上用场了。路由器能够连接不同类型的局域网和广域网,如以太网、ATM网、FDDI网、令牌环网等。不同类型的网络,其传送的数据单元——帧(Frame)的格式和大小是不同的,就像公路运输是汽车为单位装载货物,而铁路运输是以车皮为单位装载货物一样,从汽车运输改为铁路运输,必须把货物从汽车上放到火车车皮上,网络中的数据也是如此,数据从一种类型的网络传输至另一种类型的网络,必须进行帧格式转换。路由器就有这种能力,而交换机和集线器就没有。实际上,我们所说的“互联网”,就是由各种路由器连接起来的,因为互联网上存在各种不同类型的网络,集线器和交换机根本不能胜任这个任务,所以必须由路由器来担当这个角色。

3、路由器具有路径选择能力,在互联网中,从一个节点到另一个节点,可能有许多路径,路由器可以选择通畅快捷的近路,会大大提高通信速度,减轻网络系统通信负荷,节约网络系统资源,这是集线器和二层交换机所根本不具备的性能。

路由器的种类

1、接入路由器

接入路由器是指将局域网用户接入到广域网中的路由器设备,我们局域网用户接触最多的就是接入路由器了。只要有互联网的地方,就会有路由器。如果你通过局域网共享线路上网,就一定会使用路由器。

有的读者会心生疑问:我是通过代理服务器上网的,不用路由器不也能接入互联网吗?其实代理服务器也是一种路由器,一台计算机加上网卡,再加上ISDN(或Modem或ADSL),再安装上代理服务器软件,事实上就已经构成了路由器,只不过代理服务器是用软件实现路由功能,而路由器是用硬件实现路由功能,就像VCD软解压软件和VCD机的关系一样,结构不同,但是功能却是相同的。

2、企业级路由器

企业级的路由器是用于连接大型企业内成千上万的计算机,普通的局域网用户就接触不到了。与接入路由器相比,企业级路由器支持的网络协议多、速度快,要处理各种局域网类型,支持多种协议,包括IP、IPX和Vine,还要支持防火墙、包过滤以及大量的管理和安全策略以及VLAN(虚拟局域网)。

3、骨干级路由器

只有工作在电信等少数部门的技术人员,才能接触到骨干级路由器。互联网目前由几十个骨干网构成,每个骨干网服务几千个小网络,骨干级路由器实现企业级网络的互联。对它的要求是速度和可靠性,而价格则处于次要地位。硬件可靠性可以采用电话交换网中使用的技术,如热备份、双电源、双数据通路等来获得。这些技术对所有骨干路由器来说是必须的。骨干网上的路由器终端系统通常是不能直接访问的,它们连接长距离骨干网上的ISP和企业网络。互联网的快速发展给骨干网、企业网和接入网都带来了小的挑战。

交换机和路由器之间有什么区别?

(1)工作层次不同

最初的的交换机是工作在OSI/RM开放体系结构的数据链路层,也就是第二层,而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层(数据链路层),所以它的工作原理比较简单,而路由器工作在OSI的第三层(网络层),可以得到更多的协议信息,路由器可以做出更加智能的转发决策。

(2)数据转发所依据的对象不同

交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号(即IP地址)来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的,描述的是设备所在的网络,有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的,由网卡生产商来分配的,而且已经固化到了网卡中去,一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。

(3)传统的交换机只能分割冲突域,不能分割广播域;而路由器可以分割广播域。由交换机连接的网段仍属于同一个广播域,广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播,在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域,广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能,也可以分割广播域,但是各子广播域之间是不能通信交流的,它们之间的交流仍然需要路由器。

(4)路由器提供了防火墙的服务,它仅仅转发特定地址的数据包,不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送,从而可以防止广播风暴。

集线器知识问答

问:什么是10M以太网的5-4-3规则?
答:在一个10M网络中,一共可以分为5个网段,其中用4个中继器连接,允许其中3个网段有设备,其他2个网段只是传输距离的延长。在10B答SE-T网络中,只允许级连4个HUB。

问:如何在10BASE-T网络中避免5-4-3规则,而增加端口数?
答:可以使用可堆叠的集线器,可堆叠集线器如DE1824,可以堆叠8个,在逻辑上这8个HUB栈可以看作一个HUB。或者可以使用交换机和HUB连接。

问:使用粗缆和细缆可连接多少个站点?
答:使用粗缆在一个网段中最多有100个节点,在整个网络中最多共有1024个节点。使用细缆在一个网
段中最多有30个节点,在整个网络中最多共有90个节点。

问:集线器上的Collision灯是什么意思?
答:以太网络采用CSMA/CD协议。在传输过程中可能发生冲突,此时,Collision要闪烁。如果Collision
闪烁过分频繁,说明您的网络负载已经很重了,您就要对您的网络进行调整或者升级。

问:如何对可网管集线器进行管理?
答:首先您所使用的集线器是可网管的,如DI-1800I、DFE2624I,然后您必须安装网管软件D-view,要求
网管工作站的IP地址和可网管设备的IP地址是互通的。

问:如何设置HUB ID?
答:当堆叠式集线器进行堆叠时,HUB ID自上而下设置为1、2、3...,有些集线器是通过DIP开关的方式设置,有些集线器是自动设置的。

问:集线器堆叠和级联有什么区别?
答:堆叠方式采用厂家的堆叠电缆,堆叠在一起的集线器在逻辑上作为一个集线器,不受5-4-3规则的限制。级联方式采用cross-over电缆(1、2和3、6反接),受5-4-3限制,只能级联4个集线器。

问:DE1824、DE1824S、DE1824I、DE1824IS有什么区别?
答:带I----Intelligent为智能的意思,说明HUB是可以网管的。带S----Security为安全的意思。说明HUB具有安全功能。

问:快速以太网络的集线器有什么特殊要求?
答:在快速以太网络中,集线器级联不是遵循5-4-3规则(堆叠除外)。快速以太网的集线器分为2类,Class I型集线器不可以级联,也就是说在一个100BASE-TX网络中只有一个Class I HUB,两个站点的最长距离为200米,Class II型集线器可以级联2个,2个集线器之间的距离最长为5米,所以说,两个站点之间的最长距离为205米。D-Link 的100M集线器都是Class II。

问:什么是双速集线器?
答:D-Link双速可堆叠10/100M自适应集线器在接线上具有易管理且灵活的特性,并能在10M和100M以太网之间轻松进行转换。