集线器、交换机、路由器是我们常用的网络设备,而且多数情况下外观非常相似,那么这三种设备有什么区别?各自适用于什么场合?
网络中设备的公共连接点。集线器通常用于连接 LAN 的各个部分。一个集线器包含多个端口。当数据包到达一个端口时,它会被复制到其他端口,以便 LAN 的所有网段都可以看到所有数据包。即对发送的信息无差别“广播”,这样会浪费资源并留下安全隐患。集线器工作于OSI/RM中的物理层。
在网络中,在 局域网网段之间过滤和转发数据包的设备。交换机在数据链路层(第 2 层)运行,有时在 OSI 参考模型的网络层(第 3 层)运行,因此支持任何数据包协议。使用交换机连接网段的局域网称为交换式,或者在以太网网络的情况下,称为交换以太网 LAN。使用集线器的局域网称为共享式局域网(共享带宽,接入终端越多网速越慢)
路由器是沿网络转发数据包的设备。路由器至少连接到两个网络,通常是两个局域网或广域网或一个局域网及其 ISP 的网络。路由器连接各种类型的网络。路由器使用报头和转发表来确定转发数据包的最佳路径,并使用 ICMP 等协议相互通信并配置任意两台主机之间的最佳路由。
集线器,它的作用可以简单理解为连接一些机器,组成局域网。但是它只会放大和广播信号,缺乏智能,效率低下,已经基本被交换机淘汰。交换机(也称为交换集线器)的作用与集线器大致相同。但是两者在性能上是不同的:集线器使用的共享带宽类型,假设有100M带宽,那么使用集线器的用户只有1人,就获得100M带宽;2人,各获得50M带宽;3人获得33.33M带宽;而交换机通过其比较智能的转发数据方式,无论有多少用户,都是独占带宽。
这样机器多或者数据量大,两者会比较明显。路由器和上面两者有明显的不同,它的作用是连接不同的网段,找到最合适的网络数据传输路径,可以说一般情况下对个人用户的需求不大。路由器是在交换机之后生成的,就像交换机是在集线器之后生成的一样,所以路由器和交换机也有一定的联系,并不是完全独立于两个设备。路由器克服了交换机不能路由数据包的缺点。
现在即使是三层交换机,不单独配置模块的话,也不具备像NAT这样的路由器功能。
路由器和交换机的主要区别体现在以下几个方面:
最初的交换机是OSI/RM开放架构的数据链路层,也就是第二层,路由器设计工作在OSI模型的网络层。因为交换机工作在OSI的第二层(数据链路层),所以工作得比较好,而路由器工作在OSI的第三层(网络层),可以获得更多的协议信息。路由器可以做出更智能的转发决策。
交换机使用物理地址或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的网络ID号(IP地址)来确定数据转发地址。IP地址是在软件中实现的,描述了设备所在的网络,有时地址的第三层也称为协议地址或网络地址。MAC地址通常是硬件自带的,由网卡厂商分配,并且已经固化到网卡上去,一般情况下是不能更改的。IP 地址通常由网络管理员或系统自动分配。
交换机连接的网段仍然属于同一个广播域。广播数据包在连接到交换机的所有网段上传播,这在某些情况下会导致流量拥塞和安全漏洞。与路由器相连的网段被分配到不同的广播域,广播数据不经过路由器。虽然第三层交换机具有VLAN功能,也可以分割广播域,但是子广播域之间是不通信的,VLAN之间的数据通信还是需要路由器转发的。
路由器只转发特定地址的报文,不转发不支持路由协议的报文,不转发未知目标网络的报文,防止广播风暴。保障内部网络的安全。
交换机一般用于LAN-WAN连接,交换机属于网桥,是数据链路层设备,有的交换机还可以实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN连接,可以解决异种网络之间的数据包转发,作用于网络层。它们只接受来自一条线路的输入数据包,然后转发到另一条线路。这两条线路可能属于不同的网络,使用不同的协议。
相比之下,路由器的功能比交换机强大,但速度相对较慢,价格昂贵,第三层交换机既有线速转发数据包的能力,又有很好的控制路由器功能,二者配合使用可以发挥更高的网络功效。
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