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集線器(HUB)
　　集線器就是將網線集中到一起的機器，也就是多臺主機和設備的連接器。集線器的主要功能以擴大網絡的傳輸距離，是中繼器的一種形式，區別在於集線器能夠提供多端口服務，也稱為多口中繼器。集線器在OSI/RM中的物理層。集線器的基本功能是信息分發，它把一個端口接收的所有信號向所有端口分發出去。一些集線器在分發之前將弱信號重新生成，一些集線器整理信號的時序以提供所有端口間的同步數據通信。
　　集線器實際就是一種多端口的中繼器。集線器一般有4、8、16、24、32等數量的RJ45接口，通過這些接口，集線器便能為相應數量的電腦完成“中繼”功能（將已經衰減得不完整的信號經過整理，重新產生出完整的信號再繼續傳送）。由於它在網絡中處於一種“中心”位置，因此集線器也叫做“HUB”。
　　集線器的工作原理很簡單，比如有一個具備8個端口的集線器，共連接了8臺電腦。集線器處於網絡的“中心”，通過集線器對信號進行轉發，8臺電腦之間可以互連互通。具體通信過程是這樣的：假如計算機1要將一條信息發送給計算機8，當計算機1的網卡將信息通過雙絞線送到集線器上時，集線器並不會直接將信息送給計算機8，它會將信息進行“廣播”——將信息同時發送給8個端口，當8個端口上的計算機接收到這條廣播信息時，會對信息進行檢查，如果發現該信息是發給自己的，則接收，否則不予理睬。由於該信息是計算機1發給計算機8的，因此最終計算機8會接收該信息，而其它7臺電腦看完信息後，會因為信息不是自己的而不接收該信息。

交換機(Switch)
　　交換機是集線器的升級換代產品，外形上和集線器沒什麽分別，是一種在通信系統中自動完成信息交換功能的設備，用途和HUB一樣也是連接組網之用，但是它具有比集線器更強大的功能。
　　交換機也叫交換式集線器，它通過對信息進行重新生成，並經過內部處理後轉發至指定端口，具備自動尋址能力和交換作用，由於交換機根據所傳遞信息包的目的地址，將每一信息包獨立地從源端口送至目的端口，避免了和其他端口發生碰撞。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。
　　在計算機網絡系統中，交換機是針對共享工作模式的弱點而推出的。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郵遞員，那麽這個郵遞員是個不認識字的“傻瓜”——要他去送信，他不知道直接根據信件上的地址將信件送給收信人，只會拿著信分發給所有的人，然後讓接收的人根據地址信息來判斷是不是自己的!而交換機則是一個“聰明”的郵遞員——交換機擁有一條高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，當控制電路收到數據包以後，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網卡的硬件地址）的NIC（網卡）掛接在哪個端口上，通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口。目的MAC若不存在，交換機才廣播到所有的端口，接收端口回應後交換機會“學習”新的地址，並把它添加入內部地址表中。
　　可見，交換機在收到某個網卡發過來的“信件”時，會根據上面的地址信息，以及自己掌握的“常住居民戶口簿”快速將信件送到收信人的手中。萬一收信人的地址不在“戶口簿”上，交換機才會像集線器一樣將信分發給所有的人，然後從中找到收信人。而找到收信人之後，交換機會立刻將這個人的信息登記到“戶口簿”上，這樣以後再為該客戶服務時，就可以迅速將信件送達了。

路由器(Router)
　　路由器是網絡中進行網間連接的關鍵設備。作為不同網絡之間互相連接的樞紐，路由器系統構成了基於 TCP/IP 的國際互連網絡 Internet 的主體脈絡。
　　路由器之所以在互連網絡中處於關鍵地位，是因為它處於網絡層，一方面能夠跨越不同的物理網絡類型（DDN、FDDI、以太網等等），另一方面在邏輯上將整個互連網絡分割成邏輯上獨立的網絡單位，使網絡具有一定的邏輯結構。路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數據幀尋找一條最佳傳輸路徑，並將該數據有效地傳送到目的站點。 路由器的基本功能是，把數據（IP 報文）傳送到正確的網絡，細分則包括：1、IP 數據報的轉發，包括數據報的尋徑和傳送；2、子網隔離，抑制廣播風暴；3、維護路由表，並與其它路由器交換路由信息，這是 IP 報文轉發的基礎；4、IP 數據報的差錯處理及簡單的擁塞控制；5、實現對 IP 數據報的過濾和記帳。
　　路由器構成了 Internet 的骨架。它的處理速度是網絡通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網絡互連的質量。因此Internet 研究領域中，路由器技術始終處於核心地位。

網橋(Bridge)
　　簡單的說網橋就是個硬件網絡協議翻譯器，假設你有2臺電腦，一臺兼容機安裝windows，一臺是Apple安裝OS2，那麽兩臺電腦之間是默認網絡協議是不同的，兼容機可能只會說TCP/IP，蘋果機只會說Apple talk，就好象兩個外國人都不會說對方的語言，怎麽辦？找個翻譯，網橋就是翻譯。
　　在386、486時代網橋可能是一臺安裝了協議轉換程序的電腦，如今交換機也包含這個功能。今天的操作系統之間為了互相交流，支持更多的協議，操作系統自己就可以是網橋，現在網橋這個概念已經淡出了。更多是所謂的橋接、轉發、協議二次封裝。
　　網橋也可以說相當一個端口少的二層交換機，再者網橋主要由軟件實現，交換機主要由硬件實現！

網關(Gateway)
　　網關（協議轉換器）是互連網絡中操作在OSI網絡層之上的具有協議轉換功能設施，所以稱為設施，是因為網關不一定是一臺設備，有可能在一臺主機中實現網關功能。
　　網關用於以下幾種場合的異構網絡互連：
　　1).異構型局域網，如互聯專用交換網PBX與遵循IEEE802標準的局域網。
　　2).局域網與廣域網的互聯。
　　3).廣域網與廣域網的互聯。
　　4).局域網與主機的互聯（當主機的操作系統與網絡操作系統不兼容時，可以通過網關連接）。
　　網關的分類
　　1)協議網關：協議網關通常在使用不同協議的網絡區域間做協議轉換。
　　2)應用網關：應用網關是在使用不同數據格式間翻譯數據的系統。
　　3)安全網關：安全網關是各種技術的融合，具有重要且獨特的保護作用，其範圍從協議級過濾到十分復雜的應用級過濾。

　　首先說HUB,也就是集線器。它的作用可以簡單的理解為將一些機器連接起來組成一個局域網。而交換機（又名交換式集線器）作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區別：集線器采用的式共享帶寬的工作方式，而交換機是獨享帶寬。這樣在機器很多或數據量很大時，兩者將會有比較明顯的。而路由器與以上兩者有明顯區別，它的作用在於連接不同的網段並且找到網絡中數據傳輸最合適的路徑 ，可以說一般情況下個人用戶需求不大。路由器是產生於交換機之後，就像交換機產生於集線器之後，所以路由器與交換機也有一定聯系，並不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能路由轉發數據包的不足。

集線器與交換機的區別：
　　1) 在OSI/RM（OSI參考模型）中的工作層次不同
　　交換機和集線器在OSI／RM開放體系模型中對應的層次就不一樣，集線器是同時工作在第一層（物理層）和第二層（數據鏈路層），而交換機至少是工作在第二層，更高級的交換機可以工作在第三層（網絡層）和第四層（傳輸層）。
　　2) 交換機的數據傳輸方式不同
　　集線器的數據傳輸方式是廣播（broadcast）方式，而交換機的數據傳輸是有目的的，數據只對目的節點發送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情況下第一次使用廣播方式發送，然後因為交換機具有MAC地址學習功能，第二次以後就不再是廣播發送了，又是有目的的發送。這樣的好處是數據傳輸效率提高，不會出現廣播風暴，在安全性方面也不會出現其它節點偵聽的現象。
　　3) 帶寬占用方式不同
　　在帶寬占用方面，集線器所有端口是共享集線器的總帶寬，而交換機的每個端口都具有自己的帶寬，這樣就交換機實際上每個端口的帶寬比集線器端口可用帶寬要高許多，也就決定了交換機的傳輸速度比集線器要快許多。
　　4) 傳輸模式不同
　　集線器只能采用半雙工方式進行傳輸的，因為集線器是共享傳輸介質的，這樣在上行通道上集線器一次只能傳輸一個任務，要麽是接收數據，要麽是發送數據。

總的來說，路由器與交換機的主要區別體現在以下幾個方面：
　　(1) 工作層次不同
　　最初的的交換機是工作在OSI／RM開放體系結構的數據鏈路層，也就是第二層，而路由器一開始就設計工作在OSI模型的網絡層。由於交換機工作在OSI的第二層（數據鏈路層），所以它的工作原理比較簡單，而路由器工作在OSI的第三層（網絡層），可以得到更多的協議信息，路由器可以做出更加智能的轉發決策。
　　(2) 數據轉發所依據的對象不同
　　交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉發數據的目的地址。而路由器則是利用不同網絡的ID號（即IP地址）來確定數據轉發的地址。IP地址是在軟件中實現的，描述的是設備所在的網絡，有時這些第三層的地址也稱為協議地址或者網絡地址。MAC地址通常是硬件自帶的，由網卡生產商來分配的，而且已經固化到了網卡中去，一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網絡管理員或系統自動分配。
　　(3) 傳統的交換機只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域
　　由交換機連接的網段仍屬於同一個廣播域，廣播數據包會在交換機連接的所有網段上傳播，在某些情況下會導致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網段會被分配成不同的廣播域，廣播數據不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。
　　(4) 路由器提供了防火墻的服務
　　路由器僅僅轉發特定地址的數據包，不傳送不支持路由協議的數據包傳送和未知目標網絡數據包的傳送，從而可以防止廣播風暴。交換機一般用於LAN-WAN的連接，交換機歸於網橋，是數據鏈路層的設備，有些交換機也可實現第三層的交換。 路由器用於WAN-WAN之間的連接，可以解決異性網絡之間轉發分組，作用於網絡層。他們只是從一條線路上接受輸入分組，然後向另一條線路轉發。這兩條線路可能分屬於不同的網絡，並采用不同協議。相比較而言，路由器的功能較交換機要強大，但速度相對也慢，價格昂貴，第三層交換機既有交換機線速轉發報文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以廣泛應用。

　　如果用最簡單的語言敘述交換機與集線器的區別，那就應該是智能與非智能的差別。集線器說白了只是連接多個計算機的設備，它只能起到信號放大、傳輸的作用，但不能對信號中的碎片進行處理，所以在傳輸過程中非常容易出錯。而交換機則可以看作是一種智能型的集線器，它除了包括集線器的所有特性外，還具有自動尋址、交換、處理的功能。並且在傳遞過程中，只有發送源與接受源獨立工作，其間不與其它端口發生關系，從而達到防止數據丟失和提高吞吐量的目的。
　　從它們的工作狀態看，集線器屬於共享型。也就是說，在一個端口向另外一個端口發送信息的時候，其它的端口就不能再有信息傳輸，只能處於等待狀態。另外集線器是工作在半雙工下，即在傳輸過程中只能是單向的，必須是在一個發送源發送完信息後，接受方才能發送信號。交換機的工作原理卻與集線器有很大區別，由於它的每個端口都可視為一條獨立的通道，所以在一個端口工作時不會影響到其它端口的傳輸。而且交換機是工作在全雙工狀態下的，因此它的數據處理能力在無形中又提高了一倍。
　　也許您對上面多多所說的有些不明白，那麽咱們舉個簡單的例子您就清楚了。比如說讓兩組人同時給對方互相傳輸一個文件，從一個人傳到另一個的時間為1分鐘。如果是用集線器的話，需要的時間是4分鐘。數據先從一個人傳到對方那裏，然後對方再傳回來。接著才能是另一組做相同的工作，這樣算下來就是4分鐘。但是用交換機的話速度就快多了，在相同情況下只需要1分鐘就足夠了。由於每個端口都是獨立的，所以這兩組人可以同時傳輸數據，再因為交換機可以工作在全雙工下，所以每兩個人也可以同時傳輸，換句話說這4個人是在同一個時間內完成的工作。所以我們也可以把集線器和交換機的處理能力看做串行處理與並行處理。
　　剛才咱們說的是一種理論數值，實際上在傳輸中還有許多工作要做，比如除錯、整理等等，因此交換機的速度不可能達到集線器的4倍，但有一點可以肯定，交換機絕對比集線器快！
　　其實在挑選集線器與交換機的過程當中，還有其它的因素在裏面，這樣才能避免浪費。首先我們要考慮組建局域網是幹什麽用的？如果說只是進行簡單的文件傳輸和共享，那麽買個集線器就能夠滿足您的要求。但如果您要在局域網中需要進行大量的數據交換、運算處理的話，交換機當然是您的首選。

網關、網橋、路由器、集線器