中繼器、集線器(HUB)、網橋、交換機、路由器比較

中繼器或集線器既不能隔離衝突域又不能隔離廣播域，網橋或交換機只能隔離衝突域不能隔離廣播域，路由器既能隔離衝突域又能隔離廣播域，爲何？
【解析】 

首先要清楚什麼是衝突域和廣播域，當一塊網卡發送信息時有可能和另外一塊網卡衝突的全部的網卡的集合稱爲衝突域。一塊網卡發出一個廣播，能收到這個廣播的全部的網卡的集合稱爲一個廣播域。通常來講一個網段就是一個衝突域，一個局域網就是一個廣播域；先了解這麼多吧，咱們下面先介紹一箇中繼器、集線器、網橋、交換機、路由器是用來幹什麼的，在這基礎之上再來討論衝突域和廣播域會理解的更深。

 

中繼器：在咱們接觸到的網絡中，最簡單的就是兩臺電腦經過兩塊網卡構成「雙機互連」，兩塊網卡之間通常是由非屏蔽雙絞線來充當信號線的。因爲雙絞線在傳輸信號時信號功率會逐漸衰減，當信號衰減到必定程度時將形成信號失真，所以在保證信號質量的前提下，雙絞線的最大傳輸距離爲100米。當兩臺電腦之間的距離超過100米時，爲了實現雙機互 連，人們便在這兩臺電腦之間安裝一個「中繼器」，它的做用就是將已經衰減得不完整的信號通過整理，從新產生出完整的信號再繼續傳送。談到了這裏那就再提下放大器，放大器和中繼器都是起放大信號的做用，只不過放大器放大的是模擬信號，中繼器放大的是數字信號。

 

集線器：中繼器就是普通集線器的前身，集線器實際就是一種多端口的中繼器。集線器通常有四、八、1六、2四、32等數量的RJ45接口，經過這些接口，集線器便能爲相應數量的電腦完成「中繼」功能。因爲它在網絡中處於一種「中心」位置，所以集線器也叫作「Hub」。 集線器的工做原理很簡單，假設有一個8個接口的集線器，共鏈接了8臺電腦。集線器處於網絡的「中心」，經過集線器對信號進行轉發，8臺電腦之間能夠互連互通。具體通訊過程是這樣的：假如計算機1要將一條信息發送給計算機8，當計算機1的網卡將信息經過雙絞線送到集線器上時，集線器並不會直接將信息送給計算機8，它會將信息進行「廣播」——將信息同時發送給8個端口，當8個端口上的計算機接收到這條廣播信息時，會對信息進行檢查，若是發現該信息是發給本身的，則接收，不然不予理睬。因爲該信息是計算機1發給計算機8的，所以最終計算機8會接收該信息，而其它7臺電腦看完信息後，會由於信息不是本身的而不接收該信息，你們用一個現實生活的例子來聯想，假如你在出差，有一個陌生來電，接了以後你卻發現打錯了，要花費很多漫遊費，你生不生氣？固然很生氣（衝突），因此集線器全部端口都屬於一個衝突域，故集線器不能分割衝突域。集線器在一個時鐘週期中只能傳輸一組信息，若是一臺集線器鏈接的機器數目較多，而且多臺機器常常須要同時通訊時，將致使集線器的工做效率不好，如發生信息堵塞、碰撞等。爲何會這樣呢?打給比方，一個集線器鏈接8臺計算機，當計算機1正在經過集線器發信息給計算機8時，若是此時計算機2也想經過集線器將信息發給計算機7，當它試圖與集線器聯繫時，卻發現集線器正在忙計算機1的事情，因而計算機2便會「帶」着數據站在集線器的面前等待，並時時要求集線器停下計算機1的活來幫本身幹。若是計算機2成功地將集線器「搶」過來了（因爲集線器是「共享」的，所以很容易搶到手），此時正處於傳輸狀態的計算機1的數據便會中止，因而計算機1也會去 「搶」集線器，可見，集線器上每一個端口的真實速度除了與集線器的帶寬有關外，與同時工做的設備數量也有關。好比說一個帶寬爲10Mb的集線器上鍊接了8臺計算機，當這8臺計算機同時工做時，則每臺計算機真正所擁有的帶寬是10/8=1.25Mb。

 

網橋:見下面的交換機，由於交換機就是多接口網橋。

 

交換機：交換機也叫交換式集線器，它經過對信息進行從新生成，並通過內部處理後轉發至指定端口，具有自動尋址能力和交換做用，因爲交換機根據所傳遞信息包的目的地址，將每一信息包獨立地從源端口送至目的端口，避免了和其餘端口發生碰撞。簡單的說就是，交換機某端口鏈接的主機想和另外一個端口鏈接的主機通訊，交換機就會經過轉發表發送那個端口，不可能去其餘端口，不存在發錯端口（即打錯電話），因此交換機的每個端口都是一個衝突域，也就是說交換機能夠隔離衝突域。交換機的工做原理：在計算機網絡系統中，交換機是針對共享工做模式的弱點而推出的。集線器是採用共享工做模式的表明，若是把集線器比做一個郵遞員，那麼這個郵遞員是個不認識字的「傻瓜」，如要要他去送信，他不知道直接根據信件上的地址將信件送給收信人，只會拿着信分發給全部的人，而後讓接收的人根據地址信息來判斷是否是本身的，而交換機則是一個「聰明」的郵遞員——交換機擁有一條高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的全部的端口都掛接在這條背部總線上，當控制電路收到數據包之後，處理端口會查找內存中的地址對照表以肯定目的MAC地址應該從哪一個端口發出，經過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口。目的MAC地址若不存在，交換機才廣播到全部的端口，接收端口迴應後交換機會「學習」新的地址（參考課本95頁，很容易看懂，不在解釋），並把它添加入內部地址表中。可見，交換機在收到某個網卡發過來的「信件」時，會根據上面的地址信息，以及本身掌握的「常住居民戶口簿」快速將信件送到收信人的手中。萬一收信人的地址不在「戶口簿」上，交換機纔會像集線器同樣將信分發給全部的人，而後從中找到收信人。而找到收信人以後，交換機會馬上將這我的的信息登記到「戶口簿」上，這樣之後再爲該客戶服務時，就能夠迅速將信件送達了。

因爲交換機可以智能化地根據地址信息將數據快速送到目的地，所以它不會像集線器那樣在傳輸數據時「打擾」那些非收信人。這樣一來，交換機在同一時刻可進行多個端口組之間的數據傳輸。而且每一個端口均可視爲是獨立的網段，相互通訊的雙方獨自享有所有的帶寬，無須同其餘設備競爭使用。好比說，當A主機向D主機發送數據時，B主機可同時向C主機發送數據，並且這兩個傳輸都享有網絡的所有帶寬——假設此時它們使用的是10M的交換機，那麼該交換機此時的總流通量就等於2×10Mb=20Mb（此時交換機有4個接口，即2對接口，參考課本97頁倒數第五行）。

 

路由器：簡單的說就是路由器把數據從一個網絡發送到另外一個網絡，至於具體過程請見第四章網絡層。

 

前面咱們已經講過中繼器或集線器不能隔離衝突域，交換機能夠隔離衝突域，天然路由確定也能夠隔離衝突域（由於也有一張轉發表去轉發）；下面來討論一下廣播域。首先前面說了廣播其實能夠當作一個單獨的網絡，若是一個主機要發送一個廣播數據，這樣就應該在整個網絡均可以聽得見，可是集線器和交換機分別工做在物理層和數據鏈路層，不能鏈接兩個不一樣的網絡，因此說不論是集線器仍是交換機遇到廣播數據都要每一個端口發一遍（由於每一個端口鏈接的網絡仍然是屬於同一個網絡），這樣的話又存在打錯電話的狀況了，因此集線器和交換機不能隔離廣播域，可是路由器能夠鏈接不一樣的網絡，且路由器在默認狀況下是不轉發廣播報文的（由於每一個端口鏈接的是不一樣的網絡），故路由器的每個端口都是一個廣播域，故路由器能夠隔離廣播域。

 

補充知識點：儘管交換機也叫做多端口網橋，可是交換機和網橋仍是有不一樣之處，下面一一列出：
（1）網橋的端口通常鏈接局域網，而交換機的端口通常直接與局域網的主機相連。
（2）交換機容許多對計算機同時通訊，而網橋容許每一個網段上的計算機同時通訊。
（3）網橋採用存儲轉發形式進行轉發，而以太網交換機還能夠採用直通方式進行轉發，且以太網交換機採用了專用的交換機構芯片，轉發速度比網橋快。