[轉載]集線器，交換機，路由器和全雙工，半雙工

本文來自：。本文對“網絡硬件三劍客”作了很好的總結，在此引用摘錄：

什么是集線器？

在了解集線器之前，您必須首先了解轉發器。在網絡中，我們感動了。最簡單的是，兩臺計算機通過兩個網卡形成“雙機互連”，并且這兩個網卡通常為信號線的非屏蔽雙絞線。

因為雙絞線的信號功率在傳輸信號時會逐漸衰減，而在信號衰減到一定程度時會失真。因此，在保證信號質量的前提下，雙絞線的最大傳輸距離為100米。

當兩臺計算機之間的距離超過100米時，以實現兩臺計算機的互連。人們在兩臺計算機之間安裝一個“中繼器”。它的功能是對不完全衰減的信號進行分類。再一次，在繼續發送之前會生成一個完整的信號。

轉發器是普通集線器的前身，而集線器實際上是多端口轉發器。集線器通常具有RJ45接口，例如4、 8、 1 6、 2 4、 32。通過這些接口，集線器可以為相應數量的計算機完成“中繼”功能。因為它在網絡中處于一種“中心”位置。因此，集線器也稱為“集線器”。

集線器如何工作

集線器的工作原理非常簡單，以圖2為例。圖為具有8個端口的集線器�？偣策B接了8臺計算機。集線器位于網絡的“中心”。信號通過集線器轉發。 8臺計算機可以互連。

詳細的通信過程如下：假設計算機1要向計算機8發送消息。當計算機1的網卡通過雙絞線電纜將信息發送到集線器時，集線器不會直接將信息發送到計算機8。它將“廣播”信息-同時將信息發送到8個端口。當8個端口上的計算機收到此廣播信息時，它們將檢查該信息，如果發現該信息已發送給自己，則將接收它，否則將忽略它。

由于信息是從計算機1發送到計算機8的，所以最終計算機8將接收該信息，而其他7臺計算機將不會接收該信息，因為在讀取信息后這些信息不是他們自己的。

集線器共享寬帶的特征

集線器是“共享”設備。集線器本身無法識別目標地址。當同一局域網中的主機A向主機B發送數據時，數據包將通過基于集線器的網絡上的廣播進行發送。每個終端都通過驗證數據包標題中的地址信息來確定是否接收它。

因為集線器只能在一個時鐘周期內發送一組信息。假設一個集線器連接到大量計算機，并且當經常需要同時進行多臺計算機通信時，集線器的工作效率將非常低，例如信息阻塞，沖突等。

為什么會這樣？舉個例子。當計算機1正通過集線器向計算機8發送信息時，假定計算機2在試圖與集線器聯系時也希望通過集線器向計算機7發送信息。但是發現集線器正忙于計算機1。然后，計算機2將“帶”數據站在集線器前面等待，并要求集線器不時停止計算機1的工作。假設計算機2成功“捕獲”了集線器（因為集線器是“共享的”，因此很容易抓住它），這時處于傳輸狀態的計算機1的數據將停止，因此計算機1將還要去“抓住樞紐...

可以看出，集線器上每個端口的實際速度不僅與集線器的帶寬有關，而且與同時工作的設備數量有關。例如，一個帶寬為10Mb的集線器連接到8臺計算機。當這8臺計算機同時工作時，每臺計算機的實際帶寬為10/8 = 1. 25Mb！

半雙工

因為集線器使用“廣播”方法傳輸信息。因此，集線器在傳輸數據時只能工作在半雙工狀態。例如，當計算機1正在發送數據時，計算機1和計算機8需要彼此發送一些數據。計算機8只能接收計算機1發送的數據，而只需要等待計算機1停止發送并準備接收它即可。它可以將自己的信息發送到計算機1或其他計算機。

什么是開關？

該交換機也稱為交換集線器。內部處理后，它將再次生成信息并將其轉發到指定的端口。它具有自己的主動尋址功能和交換功能，因為交換基于傳輸信息包的目標地址。將每個信息包獨立地從源端口發送到目標端口。避免與其他端口沖突。從廣義上講，交換機是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。

開關的工作原理

在計算機網絡系統中。出于共享工作模型的弱點，啟動了此切換。

中心是共享工作模型的代表。如果將集線器與郵遞員進行比較，則郵遞員是一個文盲的“愚蠢”人-如果他想發送信件，他不知道直接根據信件上的地址發送信件。給收件人。只需拿起信并將其分發給所有人，然后讓收件人根據地址信息推斷出這封信是否屬于他本人！該交換機是一個“智能”郵遞員-該交換機具有高帶寬的反向總線和內部交換矩陣。交換機的所有端口都連接到該反向總線。當控制電路接收到數據包時。處理端口將在內存中查找地址比較表，以確定目標MAC（網卡的硬件地址）的NIC（網卡）連接到哪個端口。數據包通過內部交換矩陣快速傳輸到目標端口。

如果目標MAC不存在。交換機廣播到所有端口。交換機收到端口響應后，將“學習”新地址并將其添加到內部地址表中。

交換機的特性，專用寬帶

因為交換機可以根據地址信息將數據智能地高速發送到目的地。因此，它不會像集線器一樣在數據傳輸過程中“中斷”那些非收件人。這樣，交換機可以同時在多個端口組之間傳輸數據。每個端口都可以視為一個獨立的網段。彼此通信的雙方獨立享受所有帶寬，無需與其他設備競爭使用。

例如，當主機A將數據發送到主機D時，主機B可以同時將數據發送到主機C，并且如果這兩次傳輸此時都使用10Mb交換機，則這兩種傳輸都將享受網絡的所有帶寬。那么此時交換機的總循環等于2×10Mb = 20Mb。

全雙工

當交換機上的兩個端口通信時，由于它們之間的通道相對獨立，因此可以實現全雙工通信。

集線器和交換機之間的區別

從兩者的工作原理來看。交換機和集線器之間有很大的區別。首先，從OSI體系結構的角度來看，集線器屬于OSI物理層設備的第一層，而交換機屬于OSI數據鏈路層設備的第二層。

第二，從工作方法的角度來看，集線器采用“廣播”模式。因此，很容易產生“廣播風暴”。當網絡規模較大時，性能會受到很大影響。當交換機工作時，只有請求端口和目標端口會相互響應，而不會影響其他端口。因此，該交換機可以在一定程度上隔離沖突域，并有效地抑制“廣播風暴”的發生。

此外，在帶寬方面。無論集線器有多少個端口，所有端口都共享相同的帶寬，并且只有兩個端口可以同時傳輸數據。其他端口只能等待，并且集線器只能同時在半雙工模式下工作。但是為了切換。每個端口都有一個專用帶寬。當兩個端口工作時，它不會影響其他端口的工作。同時，該交換機不僅可以在半雙工模式下工作，而且可以在全雙工模式下工作。

假定交換機和集線器之間的區別是用最簡單的語言描述的，那么它應該是智能和非智能之間的區別。

簡而言之，集線器只是連接多臺計算機的網絡設備。它只能在信號放大和傳輸中起作用，不能處理信號中的碎片，因此在傳輸過程中很容易出錯。該交換機可以視為智能集線器。除了具有集線器的所有特性外，它還具有自己的活動尋址，交換和處理功能。并在數據傳輸過程中。發送者和接收者獨立工作。與其他端口沒有關系，從而達到防止數據丟失，提高吞吐量的目的。

什么是路由器？

路由器也可以稱為[路由器]。工作在網絡的第三層（也稱為網絡層）中，其作用是連接不同的網段（例如，局域網的兩個不同地址），并找到最適合網絡中數據傳輸的路徑（一般而言，可以說個人用戶對此功能的需求不是很大）。通常，路由器的接口數量相對較少。它的主要功能是將網絡連接到網絡。路由器連接不同的局域網，并根據記錄的路由表轉發數據，從而可以實現交換機劃分的不同VLAN之間的通信。路由器不僅可以隔離諸如交換機之類的沖突域，而且可以檢測并丟棄廣播數據包。這樣可以隔離廣播域，有效擴展網絡規模。

交換機使用物理地址或MAC地址來確定轉發數據的目標地址。路由器使用不同網絡的ID號（即IP地址）來確定數據轉發地址。

傳統開關只能切割碰撞域。廣播域不能被剪切。路由器可以剪切廣播域

路由器的工作方式

路由表存儲各種傳輸路徑的相關數據。例如子網的徽標信息，Internet上的路由器數量以及下一個路由器的名稱。路徑表可以由系統管理員固定設置，也可以由系統動態更改，可以由路由器本身主動調整，或者可以由主機控制。

不同的子網和網段可以通過路由器互連，因此路由器不同于集線器和交換機。它通常安裝在網絡的“骨干”部分，而不是像集線器和交換機那樣在基層工作。

為什么家用無線路由器而不是無線交換機

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