交换机也叫交换式集线器, 它通过对信息进行重新生成, 并经过内部处理后转发至指定 端口,具
备自动寻址能力和交换作用,由于交换机根据所传递信息包的目的地址,将每一信 息包独立地从源端口
送至目的端口, 避免了和其他端口发生碰撞。
广义的交换机就是一种在 通信系统中完成信息交换功能
的设备。
在计算机网络系统中, 交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。
集线器是采用共享 工作模式
的代表,如果把集线器比作一个邮递员,那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜” ——要他去送信, 他
不知道直接根据信件上的地址将信件送给收信人, 只会拿着信分发给所 有的人,然后让接收的人根据地
址信息来判断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的 邮递员——交换机拥有一条高带宽的背部总线
和内部交换矩阵。
交换机的所有的端口都挂接 在这条背部总线上, 当控制电路收到数据包以后, 处理
端口会查找内存中的地址对照表以确 定目的 MAC(网卡的硬件地址)的 NIC(网卡)挂接在哪个端口上
,通过内部交换矩阵迅速 将数据包传送到目的端口。
目的 MAC 若不存在,交换机才广播到所有的端口,
接收端口回应 后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部地址表中。
可见,交换机在收到某个网卡发过来的“信件”时,会根据上面的地址信息,以及自己 掌握的 “常
住居民户口簿” 快速将信件送到收信人的手中。
万一收信人的地址不在 “户口簿” 上,交换机才会像
集线器一样将信分发给所有的人,然后从中找到收信人。
而找到收信人之 后,交换机会立刻将这个人的
信息登记到“户口簿”上,这样以后再为该客户服务时,就可 以迅速将信件送达了。
路由器
路由器是网络中进行网间连接的关键设备。
作为不同网络之间互相连接的枢纽, 路由器系统 构成了基
于 TCP/IP 的国际互连网络 的主体脉络。
路由器之所以在互连网络中处于关键地位, 是因为它处于网络层, 一方面能够跨越不同 的物理网
络类型(DDN、FDDI、以太网等等) ,另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑 上独立的网络单位
, 使网络具有一定的逻辑结构。
路由器的主要工作就是为经过路由器的每 个数据帧寻找一条最佳传输
路径,并将该数据有效地传送到目的站点。
路由器的基本功能是,把数据(IP 报文)传送到正确的网络
,细分则包括: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,并与其它 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。
路由器构成了 的骨架。
它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一, 它的可靠性则 直接影响
着网络互连的质量。
因此 研究领域中,路由器技术始终处于核心地位。
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。
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