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集線器、交換機、路由器、中繼器及閘道器、網橋之間的區別

一、集線器

集線器也稱HUB,工作在OSI七層結構的第一層物理層,屬於共享型裝置,接收資料廣播發出,在區域網內一般都是星型連線拓撲結構,每臺工作站都連線到集線器上。由於集線器的頻寬共享特性導致網路利用效率極低,一般在大中型的網路中不會使用到集線器。現在的集線器基本都是全雙工模式,市面上常見的集線器傳輸速率普遍都為100Mbps。

二、交換機

交換機顧名思義以交換為主要功能,工作在OSI第二層(資料鏈路層),根據MAC地址進行資料轉發。交換機的每一個埠都屬於一個衝突域,而集線器所有埠屬於一個衝突域。交換機通過分析Ethernet包的包頭資訊(其中包含了源MAC地址、目標MAC地址、資訊長度等),取得目標MAC地址後,查詢交換機中儲存的地址對照表(MAC地址對應的埠),確認具有此MAC地址的網絡卡連線在哪個埠上,然後將信包送到對應埠,有效的抑制IP廣播風暴。並且資訊包處於並行狀態,效率較高。

交換機的轉發延遲非常小,主要的得益於其硬體設計機理非常高效,為了支援各埠的最大資料傳輸速率,交換機內部轉發信包的背板頻寬都必須遠大於埠頻寬,具有強大的整體吞吐率,才能為每臺工作站提供更高的頻寬和更高的網路利用率,可以滿足大型網路環境大量資料並行處理 的要求。

三、路由器

路由器跟集線器和交換機不同,是工作在OSI的第三層(網路層),根據IP進行定址轉發資料包。路由器是一種可以連線多個網路或網段的網路裝置,能將不同網路或網段之間(比如區域網——大網)的資料資訊進行轉換,併為信包傳輸分配最合適的路徑,使它們之間能夠進行資料傳輸,從而構成一個更大的網路。

路由器具有最主要的兩個功能,即資料通道功能和控制功能。資料通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路排程等,一般由特定的硬體來完成;控制功能一般用軟體來實現,包括與相鄰路由器之間的資訊交換、系統配置、系統管理等。

四、中繼器

中繼器(Repeater)工作於OSI的第一層(物理層),中繼器是最簡單的網路互聯裝置,連線同一個網路的兩個或多個網段,主要完成物理層的功能,負責在兩個網路節點的物理層上按位傳遞資訊,完成訊號的複製、調整和放大功能,以此從而增加訊號傳輸的距離,延長網路的長度和覆蓋區域,支援遠距離的通訊。

一般來說,中繼器兩端的網路部分是網段,而不是子網。中繼器只將任何電纜段上的資料傳送到另一段電纜上,並不管資料中是否有錯誤資料或不適於網段的資料。大家最常接觸的是網路中繼器,在通訊上還有微波中繼器、鐳射中繼器、紅外中繼器等等,機理類似,觸類旁通。

五、閘道器

閘道器(Gateway)又叫協議轉換器,閘道器的概念實際上跟上面的裝置型不是一類問題,但是為了方便參考還是放到這裡一併介紹。

閘道器是一種複雜的網路連線裝置,可以支援不同協議之間的轉換,實現不同協議網路之間的互連。閘道器具有對不相容的高層協議進行轉換的能力,為了實現異構裝置之間的通訊,閘道器需要對不同的鏈路層、專用會話層、表示層和應用層協議進行翻譯和轉換。所以閘道器兼有路由器、網橋、中繼器的特性。

若要使兩個完全不同的網路(異構網)連線在一起,一般使用閘道器,在Internet中兩個網路也要通過一臺稱為閘道器的計算機實現互聯。這臺計算機能根據使用者通訊目標計算機的IP地址,決定是否將使用者發出的資訊送出本地網路,同時,它還將外界傳送給屬於本地網路計算機的資訊接收過來,它是一個網路與另一個網路相聯的通道。為了使TCP/IP協議能夠定址,該通道被賦予一個IP地址,這個IP地址稱為閘道器地址。

所以,閘道器的作用就是將兩個使用不同協議的網路段連線在一起的裝置,對兩 個網路段中的使用不同傳輸協議的資料進行互相的翻譯轉換。在互連裝置中,由於協議轉換的複雜性,一般只能進行一對一的轉換,或是少數幾種特定應用協議的轉換。

六、網橋

網橋和交換機一樣都是工作在OSI模型的第二層(資料鏈路層),可以看成是一個二層路由器(真正的路由器是工作在網路層,根據IP地址進行信包轉發)。網橋可有效的將兩個區域網(LAN)連起來,根據MAC地址(實體地址)來轉發幀,使本地通訊限制在本網段內,並轉發相應的訊號至另一網段,網橋通常用於聯接數量不多的、同一型別的網段。