集线器,交换机,路由器,工作原理是什么(集线器,交换机,路由器,工作原理)
发布时间：2024-06-18 点击：39
本文为大家介绍集线器,交换机,路由器,工作原理是什么(集线器,交换机,路由器,工作原理)，下面和小编一起看看详细内容吧。
集线器、交换机、路由器，它们是如何工作的
1.什么是开关
交换机也称为交换式集线器。它重新生成信息，并在内部处理后转发到指定的端口。它具有自动寻址能力和切换功能。因为交换机发送的每一个信息包都是独立的从源端口发送到目的端口，避免了与其他端口的冲突。广义的交换机是通信系统中完成信息交换功能的设备。
二、开关的工作原理
在计算机网络系统中，针对共享工作模式的弱点展开了转换。集线器是共享工作模式的代表。如果把集线器比作邮递员，那么邮递员就是一个不识字的“傻瓜”——如果让他去投递一封信，他并不会根据信上的地址直接把信寄给收件人。只会把信分发给大家，然后让收件人根据地址信息判断是不是他的！交换机是一个“聪明”的邮递员——交换机有一个高带宽的后台总线和一个内部交换矩阵。交换机的所有端口都连接到这条后台总线。当控制电路接收到数据包时，处理端口会在内存中查找地址对照表，以确定目的mac（网卡的硬件地址）的nic（网卡）。连接到哪个端口，数据包通过内部交换矩阵快速传送到目的端口。如果目标mac 地址不存在，则交换机向所有端口广播。收到端口响应后，交换机会“学习”一个新的地址，并将其添加到内部地址表中。
可见，当交换机收到某网卡发来的“信件”时，会根据上述地址信息和自身拥有的“户口本”，快速将信件投递给收件人。如果收件人的地址不在“户口簿”上，交换机就会像集线器一样把信件分发给所有人，然后找到收件人。找到收件人后，交易所会立即将此人的信息登记在“户口簿”中，以便日后在为客户服务时，能够快速将信件送达。
三、开关的性能特点
1）独享带宽
因为交换机可以智能地根据地址信息将数据快速发送到目的地，所以它不会像集线器一样在传输数据时“打扰”那些非接收者。这样交换机就可以同时在多个端口组之间传输数据。并且每个端口都可以看作是一个独立的网段，相互通信的双方可以独立享受所有的带宽，不与其他设备竞争使用。例如，当主机a向主机d发送数据时，主机b可以同时向主机c发送数据，并且两次传输都享有网络的全部带宽——假设此时他们使用10mb的交换机，那么交换机的此时总吞吐量等于210mb=20mb。
2) 全双工
当交换机上的两个端口进行通信时，由于它们之间的通道相对独立，因此可以实现全双工通信。
一、路由器的作用
通过集线器或者交换机，我们可以用很多台计算机组成一个比较大的局域网，但是当机器数量达到一定数量时，问题就出现了：对于集线器组成的局域网，由于“广播”工作模式，当网络规模较大时，信息在传输过程中的碰撞和拥塞越来越严重，即使对于交换机，这种情况也存在。其次，这种局域网不安全，不利于管理。
为了解决这些问题，人们将一个大的网络划分成小的子网和网段，或者直接划分成多个vlan（虚拟局域网）。信息只能发送给具有相同vlan号的其他主机，其他vlan的成员不能接收这些信息或广播帧。网络划分vlan后，可以有效抑制网络中的广播风暴，增加网络的安全性，集中管理和控制。
既然是局域网，那么不同vlan的主机之间需要互相通信怎么办？这时候就必须要借助路由器（router，forwarder）来帮忙了。一台路由器可以连接不同子网、不同网段、不同vlan的计算机，使它们可以自由通信。另外，我们都知道现在的网络有很多种结构，不同的网络使用的协议和速度也是不一样的。当两个结构不同的网络需要互连时，也可以通过路由器来实现。路由器可以将两个架构相似或不同的局域网段连接起来，形成一个更大的局域网或广域网。
可见，路由器是连接多个网络或网段的网络设备。它可以在不同网络、网段或vlan之间“翻译”数据信息，使它们可以“读取”彼此的数据。从而形成一个更大的网络。
2. 路由器的工作原理
路由是通过互连网络将信息从源位置移动到目标位置的活动。那么路由器是如何进行“翻译”工作的呢？我们平时学习和翻译英语的时候，肯定会准备一本英汉词典，用它来实现英汉之间的相互转换。至于路由器，它也有这种翻译的字典——路径表。路由表（routing table）存储了各种传输路径的相关数据，如子网标识信息、网络中路由器的数量、下一个路由器的名称等。路径表可以由系统管理员固定设置，也可以由系统动态修改，由路由器自动调整，或由主机控制。
不同的子网和网段可以通过路由器互连，所以路由器不同于集线器和交换机。它们一般安装在网络的“骨干”部分，而不是像集线器和交换机那样工作在基层。例如，大型企业局域网，基于管理、安全、性能等方面的考虑，一般会将整个网络划分为多个vlan。这样，vlan间通信就必须使用路由器。
对于企业网络，它必须连接到互联网。对于企业来说，企业网络一般通过租用中国电信的ddn专线或者使用adsl、cable、isdn等方式接入internet，此时，由于网络系统所采用的协议和协议的不同，一个还需要路由器来完成企业网与互联网的互联互通。
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一般来说，在路由过程中，信息至少会经过一个或多个中间节点。通常，人们会把路由和交换进行对比，这主要是因为在普通用户看来两者所实现的功能是完全一样的。其实，路由和交换之间的主要区别就是交换发生在osi参考模型的第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择，这也是路由器名称的由来。
三剑客的外观比较
前面我们已经讲解了集线器、交换机、路由器的工作原理，但是对于很多初学者来说，有时也希望能够从外观上去区分它们。当然，集线器、交换机、路由器在外观上肯定有所区别，但这些往往只能作为参考信息，毕竟现在很多集线器、交换机与路由器产品在外观上看非常相似。而这里面最难区分的就是普通桌面型的集线器与交换机，而路由器相对比较容易识别。
交换机和路由器 好了，集线器,交换机,路由器,工作原理是什么(集线器,交换机,路由器,工作原理)的介绍到这里就结束了，想知道更多相关资料可以收藏我们的网站。
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1.什么是开关
交换机也称为交换式集线器。它重新生成信息，并在内部处理后转发到指定的端口。它具有自动寻址能力和切换功能。因为交换机发送的每一个信息包都是独立的从源端口发送到目的端口，避免了与其他端口的冲突。广义的交换机是通信系统中完成信息交换功能的设备。
二、开关的工作原理
在计算机网络系统中，针对共享工作模式的弱点展开了转换。集线器是共享工作模式的代表。如果把集线器比作邮递员，那么邮递员就是一个不识字的“傻瓜”——如果让他去投递一封信，他并不会根据信上的地址直接把信寄给收件人。只会把信分发给大家，然后让收件人根据地址信息判断是不是他的！交换机是一个“聪明”的邮递员——交换机有一个高带宽的后台总线和一个内部交换矩阵。交换机的所有端口都连接到这条后台总线。当控制电路接收到数据包时，处理端口会在内存中查找地址对照表，以确定目的mac（网卡的硬件地址）的nic（网卡）。连接到哪个端口，数据包通过内部交换矩阵快速传送到目的端口。如果目标mac 地址不存在，则交换机向所有端口广播。收到端口响应后，交换机会“学习”一个新的地址，并将其添加到内部地址表中。
可见，当交换机收到某网卡发来的“信件”时，会根据上述地址信息和自身拥有的“户口本”，快速将信件投递给收件人。如果收件人的地址不在“户口簿”上，交换机就会像集线器一样把信件分发给所有人，然后找到收件人。找到收件人后，交易所会立即将此人的信息登记在“户口簿”中，以便日后在为客户服务时，能够快速将信件送达。
三、开关的性能特点
1）独享带宽
因为交换机可以智能地根据地址信息将数据快速发送到目的地，所以它不会像集线器一样在传输数据时“打扰”那些非接收者。这样交换机就可以同时在多个端口组之间传输数据。并且每个端口都可以看作是一个独立的网段，相互通信的双方可以独立享受所有的带宽，不与其他设备竞争使用。例如，当主机a向主机d发送数据时，主机b可以同时向主机c发送数据，并且两次传输都享有网络的全部带宽——假设此时他们使用10mb的交换机，那么交换机的此时总吞吐量等于210mb=20mb。
2) 全双工
当交换机上的两个端口进行通信时，由于它们之间的通道相对独立，因此可以实现全双工通信。
一、路由器的作用
通过集线器或者交换机，我们可以用很多台计算机组成一个比较大的局域网，但是当机器数量达到一定数量时，问题就出现了：对于集线器组成的局域网，由于“广播”工作模式，当网络规模较大时，信息在传输过程中的碰撞和拥塞越来越严重，即使对于交换机，这种情况也存在。其次，这种局域网不安全，不利于管理。
为了解决这些问题，人们将一个大的网络划分成小的子网和网段，或者直接划分成多个vlan（虚拟局域网）。信息只能发送给具有相同vlan号的其他主机，其他vlan的成员不能接收这些信息或广播帧。网络划分vlan后，可以有效抑制网络中的广播风暴，增加网络的安全性，集中管理和控制。
既然是局域网，那么不同vlan的主机之间需要互相通信怎么办？这时候就必须要借助路由器（router，forwarder）来帮忙了。一台路由器可以连接不同子网、不同网段、不同vlan的计算机，使它们可以自由通信。另外，我们都知道现在的网络有很多种结构，不同的网络使用的协议和速度也是不一样的。当两个结构不同的网络需要互连时，也可以通过路由器来实现。路由器可以将两个架构相似或不同的局域网段连接起来，形成一个更大的局域网或广域网。
可见，路由器是连接多个网络或网段的网络设备。它可以在不同网络、网段或vlan之间“翻译”数据信息，使它们可以“读取”彼此的数据。从而形成一个更大的网络。
2. 路由器的工作原理
路由是通过互连网络将信息从源位置移动到目标位置的活动。那么路由器是如何进行“翻译”工作的呢？我们平时学习和翻译英语的时候，肯定会准备一本英汉词典，用它来实现英汉之间的相互转换。至于路由器，它也有这种翻译的字典——路径表。路由表（routing table）存储了各种传输路径的相关数据，如子网标识信息、网络中路由器的数量、下一个路由器的名称等。路径表可以由系统管理员固定设置，也可以由系统动态修改，由路由器自动调整，或由主机控制。
不同的子网和网段可以通过路由器互连，所以路由器不同于集线器和交换机。它们一般安装在网络的“骨干”部分，而不是像集线器和交换机那样工作在基层。例如，大型企业局域网，基于管理、安全、性能等方面的考虑，一般会将整个网络划分为多个vlan。这样，vlan间通信就必须使用路由器。
对于企业网络，它必须连接到互联网。对于企业来说，企业网络一般通过租用中国电信的ddn专线或者使用adsl、cable、isdn等方式接入internet，此时，由于网络系统所采用的协议和协议的不同，一个还需要路由器来完成企业网与互联网的互联互通。
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一般来说，在路由过程中，信息至少会经过一个或多个中间节点。通常，人们会把路由和交换进行对比，这主要是因为在普通用户看来两者所实现的功能是完全一样的。其实，路由和交换之间的主要区别就是交换发生在osi参考模型的第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择，这也是路由器名称的由来。
三剑客的外观比较
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