⑴ 請簡述集線器，路由器，交換機的工作原理
1.什麼是交換機
交換機也叫交換式集線器，它通過對信息進行重新生成，並經過內部處理後轉發至指定埠，具備自動定址能力和交換作用，由於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埠送至目的埠，避免了和其他埠發生碰撞。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。
2.交換機的工作原理
在計算機網路系統中，交換機是針對共享工作模式的弱點而推出的。集線器是採用共享工作模式的代表，如果把集線器比作一個郵遞員，那麼這個郵遞員是個不認識字的「傻瓜」--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，只會拿著信分發給所有的人，然後讓接收的人根據地址信息來判斷是不是自己的!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匯流排和內部交換矩陣。交換機的所有的埠都掛接在這條背部匯流排上，當控制電路收到數據包以後，處理埠會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網卡的硬體地址）的NIC（網卡）掛接在哪個埠上，通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的埠。目的MAC若不存在，交換機才廣播到所有的埠，接收埠回應後交換機會「學習」新的地址，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，以及自己掌握的「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，交換機才會像集線器一樣將信分發給所有的人，然後從中找到收信人。而找到收信人之後，交換機會立刻將這個人的信息登記到「戶口簿」上，這樣以後再為該客戶服務時，就可以迅速將信件送達了。
3.交換機的性能特點
1）獨享帶寬
由於交換機能夠智能化地根據地址信息將數據快速送到目的地，因此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埠組之間的數據傳輸。並且每個埠都可視為是獨立的網段，相互通信的雙方獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。比如說，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，而且這兩個傳輸都享有網路的全部帶寬--假設此時它們使用的是10Mb的交換機，那麼該交換機此時的總流通量就等於2×10Mb=20Mb。
2）全雙工
當交換機上的兩個埠在通信時，由於它們之間的通道是相對獨立的，因此它們可以實現全雙工通信。
1.路由器的作用
通過集線器或交換機，我們可以將很多台電腦組成一個比較大的區域網，但是當機器的數量達到一定數目時，問題也就來了：對於用集線器構成的區域網而言，由於採用「廣播」工作模式，當網路規模較大時，信息在傳輸過程中出現碰撞、堵塞的情況越來越嚴重，即使是交換機，這種情況也同樣存在。其次，這種區域網不安全，也不利於管理。
為了解決這些問題，人們便將一個較大的網路劃分為一個個小的子網、網段，或者直接將它們劃分為多個VLAN（即虛擬區域網），在一個VLAN內，一台主機發出的信息只能發送到具有相同VLAN號的其他主機，其他VLAN的成員收不到這些信息或廣播幀。採用VLAN劃分網路後，可有效地抑制網路上的廣播風暴，增加網路的安全性，使管理控制集中。
既然是區域網，萬一分別處於不同VLAN的主機需要互相通信時該怎麼辦呢?這時候就得通過路由器（Router，轉發者）來幫忙了。路由器可以將處於不同子網、網段、VLAN的電腦連接起來，讓它們自由通信。另外，我們都知道目前的網路有很多種結構類型，且不同網路所使用的協議、速度也不盡相同。當兩個不同結構的網路需要互連時，也可以通過路由器來實現。路由器可以使兩個相似或不同體系結構的區域網段連接到一起，以構成一個更大的區域網或一個廣域網。
可見，路由器是一種連接多個網路或網段的網路設備，它能將不同網路、網段或VLAN之間的數據信息進行「翻譯」，以使它們能夠相互「讀」懂對方的數據，從而構成一個更大的網路。
2.路由器的工作原理
所謂路由就是指通過相互連接的網路把信息從源地點移動到目標地點的活動。那麼路由器具體是如何進行「翻譯」工作的呢?我們平時在學習、翻譯英語時，肯定會准備一本英漢字典，通過它來實現英文與中文之間的互現轉換。而對於路由器而言，它也有這種用於翻譯的字典--路徑表。路徑表（Routing Table）保存著各種傳輸路徑的相關數據，如子網的標志信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。路徑表可以是由系統管理員固定設置好的，也可以由系統動態修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。
通過路由器可以讓不同子網、網段進行互連，因此路由器與集線器、交換機不同，它一般安裝在網路的「骨幹」部位，而不像集線器、交換機那樣工作在基層。比如說一個較大規模的企業區域網，基於管理、安全、性能的考慮，一般都會將整個網路劃分為多個VLAN，如此一來，當VLAN與VLAN之間進行通訊時，就必須使用路由器。
對於該企業網而言，肯定還需要與互聯網相連，對於企業而言，一般都是通過租用電信的DDN專線或者利用ADSL、Cable、ISDN等方式將企業網接入互聯網，而此時由於網路體系及所用協議的不同，也需要路由器來完成企業網與互聯網的互連工作。
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一般來說，在路由過程中，信息至少會經過一個或多個中間節點。通常，人們會把路由和交換進行對比，這主要是因為在普通用戶看來兩者所實現的功能是完全一樣的。其實，路由和交換之間的主要區別就是交換發生在OSI參考模型的第二層（數據鏈路層），而路由發生在第三層，即網路層。這一區別決定了路由和交換在移動信息的過程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實現各自功能的方式是不同的。路由器通過路由決定數據的轉發。轉發策略稱為路由選擇，這也是路由器名稱的由來。
三劍客的外觀比較
前面我們已經講解了集線器、交換機、路由器的工作原理，但是對於很多初學者來說，有時也希望能夠從外觀上去區分它們。當然，集線器、交換機、路由器在外觀上肯定有所區別，但這些往往只能作為參考信息，畢竟現在很多集線器、交換機與路由器產品在外觀上看非常相似。而這裡面最難區分的就是普通桌面型的集線器與交換機，而路由器相對比較容易識別。
交換機和路由器
「交換」是今天網路里出現頻率最高的一個詞，從橋接到路由到ATM直至電話系統，無論何種場合都可將其套用，搞不清到底什麼才是真正的交換。其實交換一詞最早出現於電話系統，特指實現兩個不同電話機之間話音信號的交換，完成該工作的設備就是電話交換機。所以從本意上來講，交換只是一種技術概念，即完成信號由設備入口到出口的轉發。因此，只要是和符合該定義的所有設備都可被稱為交換設備。由此可見，「交換」是一個涵義廣泛的詞語，當它被用來描述數據網路第二層的設備時，實際指的是一個橋接設備；而當它被用來描述數據網路第三層的設備時，又指的是一個路由設備。
我們經常說到的乙太網交換機實際是一個基於網橋技術的多埠第二層網路設備，它為數據幀從一個埠到另一個任意埠的轉發提供了低時延、低開銷的通路。
由此可見，交換機內部核心處應該有一個交換矩陣，為任意兩埠間的通信提供通路，或是一個快速交換匯流排，以使由任意埠接收的數據幀從其他埠送出。在實際設備中，交換矩陣的功能往往由專門的晶元（ASIC）完成。另外，乙太網交換機在設計思想上有一個重要的假設，即交換核心的速度非常之快，以致通常的大流量數據不會使其產生擁塞，換句話說，交換的能力相對於所傳信息量而無窮大（與此相反，ATM交換機在設計上的思路是，認為交換的能力相對所傳信息量而言有限）。
雖然乙太網第二層交換機是基於多埠網橋發展而來，但畢竟交換有其更豐富的特性，使之不但是獲得更多帶寬的最好途徑，而且還使網路更易管理。
而路由器是OSI協議模型的網路層中的分組交換設備（或網路層中繼設備），路由器的基本功能是把數據（IP報文）傳送到正確的網路，包括：
1.IP數據報的轉發，包括數據報的尋徑和傳送；
2.子網隔離，抑制廣播風暴；
3.維護路由表，並與其他路由器交換路由信息，這是IP報文轉發的基礎。
4.IP數據報的差錯處理及簡單的擁塞控制；
5.實現對IP數據報的過濾和記帳。
對於不同地規模的網路，路由器的作用的側重點有所不同。
在主幹網上，路由器的主要作用是路由選擇。主幹網上的路由器，必須知道到達所有下層網路的路徑。這需要維護龐大的路由表，並對連接狀態的變化作出盡可能迅速的反應。路由器的故障將會導致嚴重的信息傳輸問題。
在地區網中，路由器的主要作用是網路連接和路由選擇，即連接下層各個基層網路單位－－園區網，同時負責下層網路之間的數據轉發。
在園區網內部，路由器的主要作用是分隔子網。早期的互連網基層單位是區域網（LAN），其中所有主機處於同一邏輯網路中。隨著網路規模的不斷擴大，區域網演變成以高速主幹和路由器連接的多個子網所組成的園區網。在其中，處個子網在邏輯上獨立，而路由器就是唯一能夠分隔它們的設備，它負責子網間的報文轉發和廣播隔離，在邊界上的路由器則負責與上層網路的連接。
3 第二層交換機和路由器的區別
傳統交換機從網橋發展而來，屬於OSI第二層即數據鏈路層設備。它根據MAC地址定址，通過站表選擇路由，站表的建立和維護由交換機自動進行。路由器屬於OSI第三層即網路層設備，它根據IP地址進行定址，通過路由表路由協議產生。交換機最大的好處是快速，由於交換機只須識別幀中MAC地址，直接根據MAC地址產生選擇轉發埠演算法簡單，便於ASIC實現，因此轉發速度極高。但交換機的工作機制也帶來一些問題。
1.迴路：根據交換機地址學習和站表建立演算法，交換機之間不允許存在迴路。一旦存在迴路，必須啟動生成樹演算法，阻塞掉產生迴路的埠。而路由器的路由協議沒有這個問題，路由器之間可以有多條通路來平衡負載，提高可靠性。
2.負載集中：交換機之間只能有一條通路，使得信息集中在一條通信鏈路上，不能進行動態分配，以平衡負載。而路由器的路由協議演算法可以避免這一點，OSPF路由協議演算法不但能產生多條路由，而且能為不同的網路應用選擇各自不同的最佳路由。
3.廣播控制：交換機只能縮小沖突域，而不能縮小廣播域。整個交換式網路就是一個大的廣播域，廣播報文散到整個交換式網路。而路由器可以隔離廣播域，廣播報文不能通過路由器繼續進行廣播。
4.子網劃分：交換機只能識別MAC地址。MAC地址是物理地址，而且採用平坦的地址結構，因此不能根據MAC地址來劃分子網。而路由器識別IP地址，IP地址由網路管理員分配，是邏輯地址且IP地址具有層次結構，被劃分成網路號和主機號，可以非常方便地用於劃分子網，路由器的主要功能就是用於連接不同的網路。
5.保密問題：雖說交換機也可以根據幀的源MAC地址、目的MAC地址和其他幀中內容對幀實施過濾，但路由器根據報文的源IP地址、目的IP地址、TCP埠地址等內容對報文實施過濾，更加直觀方便。
6.介質相關：交換機作為橋接設備也能完成不同鏈路層和物理層之間的轉換，但這種轉換過程比較復雜，不適合ASIC實現，勢必降低交換機的轉發速度。因此目前交換機主要完成相同或相似物理介質和鏈路協議的網路互連，而不會用來在物理介質和鏈路層協議相差甚元的網路之間進行互連。而路由器則不同，它主要用於不同網路之間互連，因此能連接不同物理介質、鏈路層協議和網路層協議的網路。路由器在功能上雖然占據了優勢，但價格昂貴，報文轉發速度低。
近幾年，交換機為提高性能做了許多改進，其中最突出的改進是虛擬網路和三層交換。
劃分子網可以縮小廣播域，減少廣播風暴對網路的影響。路由器每一介面連接一個子網，廣播報文不能經過路由器廣播出去，連接在路由器不同介面的子網屬於不同子網，子網范圍由路由器物理劃分。對交換機而言，每一個埠對應一個網段，由於子網由若干網段構成，通過對交換機埠的組合，可以邏輯劃分子網。廣播報文只能在子網內廣播，不能擴散到別的子網內，通過合理劃分邏輯子網，達到控制廣播的目的。由於邏輯子網由交換機埠任意組合，沒有物理上的相關性，因此稱為虛擬子網，或叫虛擬網。虛擬網技術不用路由器就解決了廣播報文的隔離問題，且虛擬網內網段與其物理位置無關，即相鄰網段可以屬於不同虛擬網，而相隔甚遠的兩個網段可能屬於不同虛擬網，而相隔甚遠的兩個網段可能屬於同一個虛擬網。不同虛擬網內的終端之間不能相互通信，增強了對網路內數據的訪問控制。
交換機和路由器是性能和功能的矛盾體，交換機交換速度快，但控制功能弱，路由器控制性能強，但報文轉發速度慢。解決這個矛盾的最新技術是三層交換，既有交換機線速轉發報文能力，又有路由器良好的控制功能。
4 第三層交換機和路由器的區別
在第三層交換技術出現之前，幾乎沒有必要將路由功能器件和路由器區別開來，他們完全是相同的：提供路由功能正在路由器的工作，然而，現在第三層交換機完全能夠執行傳統路由器的大多數功能。作為網路互連的設備，第三層交換機具有以下特徵：
1.轉發基於第三層地址的業務流；
2.完全交換功能；
3.可以完成特殊服務，如報文過濾或認證；
4.執行或不執行路由處理。
第三層交換機與傳統路由器相比有如下優點：
1.子網間傳輸帶寬可任意分配：傳統路由器每個介面連接一個子網，子網通過路由器進行傳輸的速率被介面的帶寬所限制。而三層交換機則不同，它可以把多個埠定義成一個虛擬網，把多個埠組成的虛擬網作為虛擬網介面，該虛擬網內信息可通過組成虛擬網的埠送給三層交換機，由於埠數可任意指定，子網間傳輸帶寬沒有限制。
2.合理配置信息資源：由於訪問子網內資源速率和訪問全局網中資源速率沒有區別，子網設置單獨伺服器的意義不大，通過在全局網中設置伺服器群不僅節省費用，更可以合理配置信息資源。
3.降低成本：通常的網路設計用交換機構成子網，用路由器進行子網間互連。目前採用三層交換機進行網路設計，既可以進行任意虛擬子網劃分，又可以通過交換機三層路由功能完成子網間通信，為此節省了價格昂貴的路由器。
4.交換機之間連接靈活：作為交換機，它們之間不允許存在迴路，作為路由器，又可有多條通路來提高可靠性、平衡負載。三層交換機用生成樹演算法阻塞造成迴路的埠，但進行路由選擇時，依然把阻塞掉的通路作為可選路徑參與路由選擇。
5 結論
綜上所述，交換機一般用於LAN－WAN的連接，交換機歸於網橋，是數據鏈路層的設備，有些交換機也可實現第三層的交換。路由器用於WAN－WAN之間的連接，可以解決異性網路之間轉發分組，作用於網路層。他們只是從一條線路上接受輸入分組，然後向另一條線路轉發。這兩條線路可能分屬於不同的網路，並採用不同協議。相比較而言，路由器的功能較交換機要強大，但速度相對也慢，價格昂貴，第三層交換機既有交換機線速轉發報文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以廣播應用
⑵ 舉例告訴你什麼是集線器，交換機，路由器
1、集線器：共享帶寬的設備，可以實現多台電腦同時使用一個進線介面來上網或組成區域網 .集線器工作在區域網(LAN)環境，像網卡一樣，應用於OSI參考模型第一層，因此又被稱為物理層設備。
2、交換機：獨享帶寬的設備，可以實現多台電腦同時使用一個進線介面來上網或組成區域網
交換機的基本功能：
1． 像集線器一樣，交換機提供了大量可供線纜連接的埠，這樣可以採用星型拓撲布線。
2． 像中繼器、集線器和網橋那樣，當它轉發幀時，交換機會重新產生一個不失真的方形電信號。
3． 像網橋那樣，交換機在每個埠上都使用相同的轉發或過濾邏輯。
4． 像網橋那樣，交換機將區域網分為多個沖突域，每個沖突域都是有獨立的寬頻，因此大大提高了區域網的帶寬。
5． 除了具有網橋、集線器和中繼器的功能以外，交換機還提供了更先進的功能，如虛擬區域網（VLAN）和更高的性能。[3]
3、路由器：不做任何設置時，就是一個交換機，進行設置的話，可以有很多功能，比如路由，撥號，防火牆，DHCP伺服器等。
⑶ 交換機、路由器、集線器的工作原理及區別
號稱網路硬體三劍客的集線器（Hub）、交換機（Switch）與路由器（Router）一直都是網路界的活躍分子，但讓很多初入網路之門的菜鳥惱火的是，它們三者不僅外觀相似，而且經常呆在一起，要想分清誰是誰，感覺有點難!就讓我們一起來看看它們之間有什麼區別和聯系吧!
三劍客的工作原理
一、集線器
1.什麼是集線器
在認識集線器之前，必須先了解一下中繼器。在我們接觸到的網路中，最簡單的就是兩台電腦通過兩塊網卡構成「雙機互連」，兩塊網卡之間一般是由非屏蔽雙絞線來充當信號線的。由於雙絞線在傳輸信號時信號功率會逐漸衰減，當信號衰減到一定程度時將造成信號失真，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。當兩台電腦之間的距離超過100米時，為了實現雙機互連，人們便在這兩台電腦之間安裝一個「中繼器」，它的作用就是將已經衰減得不完整的信號經過整理，重新產生出完整的信號再繼續傳送。
中繼器就是普通集線器的前身，集線器實際就是一種多埠的中繼器。集線器一般有4、8、16、24、32等數量的RJ45介面，通過這些介面，集線器便能為相應數量的電腦完成「中繼」功能。由於它在網路中處於一種「中心」位置，因此集線器也叫做「Hub」。
2.集線器的工作原理
集線器的工作原理很簡單，以圖2為例，圖中是一個具備8個埠的集線器，共連接了8台電腦。集線器處於網路的「中心」，通過集線器對信號進行轉發，8台電腦之間可以互連互通。具體通信過程是這樣的：假如計算機1要將一條信息發送給計算機8，當計算機1的網卡將信息通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個埠，當8個埠上的計算機接收到這條廣播信息時，會對信息進行檢查，如果發現該信息是發給自己的，則接收，否則不予理睬。由於該信息是計算機1發給計算機8的，因此最終計算機8會接收該信息，而其它7台電腦看完信息後，會因為信息不是自己的而不接收該信息。
3.集線器的特點
1）共享帶寬
集線器的帶寬是指它通信時能夠達到的最大速度。目前市面上用於中小型區域網的集線器主要有10Mbps、100Mbps和10/100Mbps自適應三種。
10Mb帶寬的集線器的傳輸速度最大為10Mbps，即使與它連接的計算機使用的是100Mbps網卡，在傳輸數據時速度仍然只有10Mbps。10/100Mbps自適應集線器能夠根據與埠相連的網卡速度自動調整帶寬，當與10Mbps的網卡相連時，其帶寬為10Mb；與100Mbps的網卡相連時，其帶寬為100Mb，因此這種集線器也叫做「雙速集線器」。
集線器是一種「共享」設備，集線器本身不能識別目的地址，當同一區域網內的A主機給B主機傳輸數據時，數據包在以集線器為架構的網路上是以廣播方式傳輸的，由每一台終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。
由於集線器在一個時鍾周期中只能傳輸一組信息，如果一台集線器連接的機器數目較多，並且多台機器經常需要同時通信時，將導致集線器的工作效率很差，如發生信息堵塞、碰撞等。
為什麼會這樣呢?打給比方，以圖2為例，當計算機1正在通過集線器發信息給計算機8時，如果此時計算機2也想通過集線器將信息發給計算機7，當它試圖與集線器聯系時，卻發現集線器正在忙計算機1的事情，於是計算機2便會「帶」著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的活來幫自己干。如果計算機2成功地將集線器「搶」過來了（由於集線器是「共享」的，因此很容易搶到手），此時正處於傳輸狀態的計算機1的數據便會停止，於是計算機1也會去「搶」集線器……
可見，集線器上每個埠的真實速度除了與集線器的帶寬有關外，與同時工作的設備數量也有關。比如說一個帶寬為10Mb的集線器上連接了8台計算機，當這8台計算機同時工作時，則每台計算機真正所擁有的帶寬是10/8=1.25Mb!
2?半雙工
先說說全雙工：兩台設備在發送和接收數據時，通信雙方都能在同一時刻進行發送或接收操作，這樣的傳送方式就是全雙工。而處於半雙工傳送方式的設備，當其中一台設備在發送數據時，另一台只能接收，而不能同時將自己的數據發送出去。
由於集線器採取的是「廣播」傳輸信息的方式，因此集線器傳送數據時只能工作在半雙工狀態下，比如說計算機1與計算機8需要相互傳送一些數據，當計算機1在發送數據時，計算機8隻能接收計算機1發過來的數據，只有等計算機1停止發送並做好了接收准備，它才能將自己的信息發送給計算機1或其它計算機。
二、交換機
1.什麼是交換機
交換機也叫交換式集線器，它通過對信息進行重新生成，並經過內部處理後轉發至指定埠，具備自動定址能力和交換作用，由於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埠送至目的埠，避免了和其他埠發生碰撞。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。
2.交換機的工作原理
在計算機網路系統中，交換機是針對共享工作模式的弱點而推出的。集線器是採用共享工作模式的代表，如果把集線器比作一個郵遞員，那麼這個郵遞員是個不認識字的「傻瓜」--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，只會拿著信分發給所有的人，然後讓接收的人根據地址信息來判斷是不是自己的!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匯流排和內部交換矩陣。交換機的所有的埠都掛接在這條背部匯流排上，當控制電路收到數據包以後，處理埠會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網卡的硬體地址）的NIC（網卡）掛接在哪個埠上，通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的埠。目的MAC若不存在，交換機才廣播到所有的埠，接收埠回應後交換機會「學習」新的地址，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，以及自己掌握的「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，交換機才會像集線器一樣將信分發給所有的人，然後從中找到收信人。而找到收信人之後，交換機會立刻將這個人的信息登記到「戶口簿」上，這樣以後再為該客戶服務時，就可以迅速將信件送達了。
3.交換機的性能特點
1）獨享帶寬
由於交換機能夠智能化地根據地址信息將數據快速送到目的地，因此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埠組之間的數據傳輸。並且每個埠都可視為是獨立的網段，相互通信的雙方獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。比如說，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，而且這兩個傳輸都享有網路的全部帶寬--假設此時它們使用的是10Mb的交換機，那麼該交換機此時的總流通量就等於2×10Mb=20Mb。
2）全雙工
當交換機上的兩個埠在通信時，由於它們之間的通道是相對獨立的，因此它們可以實現全雙工通信。
三、集線器與交換機的區別
從兩者的工作原理來看，交換機和集線器是有很大差別的。首先，從OSI體系結構來看，集線器屬於OSI的第一層物理層設備，而交換機屬於OSI的第二層數據鏈路層設備。
其次，從工作方式來看，集線器採用一種「廣播」模式，因此很容易產生「廣播風暴」，當網路規模較大時性能會受到很大的影響。而當交換機工作的時候，只有發出請求的埠和目的埠之間相互響應而不影響其他埠，因此交換機能夠在一定程度上隔離沖突域和有效抑制「廣播風暴」的產生。
另外，從帶寬來看，集線器不管有多少個埠，所有埠都是共享一條帶寬，在同一時刻只能有兩個埠傳送數據，其他埠只能等待，同時集線器只能工作在半雙工模式下；而對於交換機而言，每個埠都有一條獨占的帶寬，當兩個埠工作時並不影響其他埠的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。
如果用最簡單的語言敘述交換機與集線器的區別，那就應該是智能與非智能的區別。集線器說白了只是連接多個計算機的網路設備，它只能起到信號放大和傳輸的作用，不能對信號中的碎片進行處理，所以在傳輸過程中容易出錯。而交換機則可以看作為是一種智能型的集線器，它除了擁有集線器的所有特性外，還具有自動定址、交換、處理的功能。並且在數據傳遞過程中，發送端與接受端獨立工作，不與其它埠發生關系，從而達到防止數據丟失和提高吞吐量的目的。
四、路由器
1.路由器的作用
通過集線器或交換機，我們可以將很多台電腦組成一個比較大的區域網（圖3），但是當機器的數量達到一定數目時，問題也就來了：對於用集線器構成的區域網而言，由於採用「廣播」工作模式，當網路規模較大時，信息在傳輸過程中出現碰撞、堵塞的情況越來越嚴重，即使是交換機，這種情況也同樣存在。其次，這種區域網不安全，也不利於管理。
為了解決這些問題，人們便將一個較大的網路劃分為一個個小的子網、網段，或者直接將它們劃分為多個VLAN（即虛擬區域網），在一個VLAN內，一台主機發出的信息只能發送到具有相同VLAN號的其他主機，其他VLAN的成員收不到這些信息或廣播幀。採用VLAN劃分網路後，可有效地抑制網路上的廣播風暴，增加網路的安全性，使管理控制集中（圖4）。
既然是區域網，萬一分別處於不同VLAN的主機需要互相通信時該怎麼辦呢?這時候就得通過路由器（Router，轉發者）來幫忙了。路由器可以將處於不同子網、網段、VLAN的電腦連接起來，讓它們自由通信。另外，我們都知道目前的網路有很多種結構類型，且不同網路所使用的協議、速度也不盡相同。當兩個不同結構的網路需要互連時，也可以通過路由器來實現。路由器可以使兩個相似或不同體系結構的區域網段連接到一起，以構成一個更大的區域網或一個廣域網。
可見，路由器是一種連接多個網路或網段的網路設備，它能將不同網路、網段或VLAN之間的數據信息進行「翻譯」，以使它們能夠相互「讀」懂對方的數據，從而構成一個更大的網路。
2.路由器的工作原理
所謂路由就是指通過相互連接的網路把信息從源地點移動到目標地點的活動。那麼路由器具體是如何進行「翻譯」工作的呢?我們平時在學習、翻譯英語時，肯定會准備一本英漢字典，通過它來實現英文與中文之間的互現轉換。而對於路由器而言，它也有這種用於翻譯的字典--路徑表。路徑表（Routing Table）保存著各種傳輸路徑的相關數據，如子網的標志信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。路徑表可以是由系統管理員固定設置好的，也可以由系統動態修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。
通過路由器可以讓不同子網、網段進行互連，因此路由器與集線器、交換機不同，它一般安裝在網路的「骨幹」部位，而不像集線器、交換機那樣工作在基層。比如說一個較大規模的企業區域網，基於管理、安全、性能的考慮，一般都會將整個網路劃分為多個VLAN，如此一來，當VLAN與VLAN之間進行通訊時，就必須使用路由器。
對於該企業網而言，肯定還需要與互聯網相連，對於企業而言，一般都是通過租用電信的DDN專線或者利用ADSL、Cable、ISDN等方式將企業網接入互聯網，而此時由於網路體系及所用協議的不同，也需要路由器來完成企業網與互聯網的互連工作。
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一般來說，在路由過程中，信息至少會經過一個或多個中間節點。通常，人們會把路由和交換進行對比，這主要是因為在普通用戶看來兩者所實現的功能是完全一樣的。其實，路由和交換之間的主要區別就是交換發生在OSI參考模型的第二層（數據鏈路層），而路由發生在第三層，即網路層。這一區別決定了路由和交換在移動信息的過程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實現各自功能的方式是不同的。路由器通過路由決定數據的轉發。轉發策略稱為路由選擇，這也是路由器名稱的由來。
三劍客的外觀比較
前面我們已經講解了集線器、交換機、路由器的工作原理，但是對於很多初學者來說，有時也希望能夠從外觀上去區分它們。當然，集線器、交換機、路由器在外觀上肯定有所區別，但這些往往只能作為參考信息，畢竟現在很多集線器、交換機與路由器產品在外觀上看非常相似。而這裡面最難區分的就是普通桌面型的集線器與交換機，而路由器相對比較容易識別。
1.集線器與交換機的外觀區別
1）集線器的外觀
集線器的結構比較簡單，因此集線器一般都比較小巧：介面面板上一般具備8個、16個、24個、32個等數量不等的RJ45介面。
由於單個集線器的最大介面數一般也就32個，如果要連接50台甚至100台主機的話該怎麼辦呢?集線器上的「Uplink」級聯口就是為了解決這個問題而出現的--通過級聯口，可以將多個集線器連接在一起，以便拓展集線器的介面數及連接距離，但最多隻能級聯4個集線器。
與介面對應的則是面板上標有數字的一排或兩排指示燈，用來指示集線器的工作狀態。其中「Power」是電源指示燈，標有數字的是「Link」（連接）與「Action」（活動）指示燈，當某個RJ45介面中有正確的信號接入時，該介面的「Link」燈呈常亮狀態，當有信號傳輸時，則「Action」燈閃爍。現在集線器一般都將「Link」與「Action」指示燈合二為一，用一個指示燈來完成「Link」與「Action」的工作。
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2）交換機的外觀
根據應用范圍不同交換機存在著多種多樣的外觀。例如一些用於骨幹線路的交換機，往往採用的是「模塊式」集成方式，用戶可以通過購買、增加模塊來增強交換機的功能，這類交換機一般應用在大型企業，其體積也很大。
而對於那些應用在小型區域網的桌面型交換機，其外觀與普通的集線器非常相似，要想在外觀上區分它們，除了銘牌上「HUB」與「Switch」標志的區別外，關鍵是指示燈：如今的交換機大多是10/100Mbps自適應交換機，因此其面板上一般有用來表示該埠是工作在10Mbps還是100Mbps的指示燈。另外，交換機既可以工作在全雙工狀態下，也可以工作在半雙工狀態下，因此其面板上一般還有一排「FDX/COL」或「FD/COL」指示燈。
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其中「FDX」或「FD」是「Full Duplex」（全雙工）的縮寫，當交換機上的某個埠工作在全雙工狀態時，其對應的「FDX」指示燈會亮，否則該埠工作在半雙工狀態下；「COL」則是信息碰撞指示燈，當該埠中傳輸的數據出現碰撞時，則該燈會閃爍，碰撞越厲害，閃爍越厲害。
對於集線器而言，雖然有些10/100Mbps自適應的集線器也有用來指示是工作在10Mbps還是100Mbps的指示燈，但絕對沒有「FDX/COL」指示燈。初學者可以通過這一點來區分集線器與交換機。
2.路由器的組成與外觀
1）路由器的組成
路由器作為一種高級的網路設備，並不是每個人都可以接觸到的，這是因為它的普及性不如集線器、交換機高。
集線器、交換機在工作時都是通過硬體直接實現信號的傳輸，而路由器則不同，事實上路由器是一台特殊的計算機，它有CPU、存儲介質以及操作系統，只不過這些都與PC上的有點差別而已。總的說來，路由器也可分為硬體及軟體兩部分。軟體部分主要是操作系統，普通PC的操作系統有Windows系列、Linux/Unix等，而路由器的操作系統就是IOS（Internetwork Operating System，互聯網際操作系統）。
路由器的硬體主要有CPU、介面和存儲介質等。路由器中的CPU和計算機中的CPU所要實現的功能都是一樣的。一般來說，計算機的CPU處理能力比路由器強大，但是在一些高端路由器上也會用到頻率高到300MHz的CPU。路由器中的介面是非常重要的，因為它是連接網路最直接的媒介，它的介面主要有乙太網口、串口、FDDI、令牌環等。計算機中有內存和硬碟，路由器中也有，只不過它的名字不同而已；路由器中的存儲介質主要有ROM（Read-Only Memory，只讀儲存設備）、Flash（快閃記憶體）、NVROM（非易失性隨機存儲器）、DRAM（動態隨機存儲器）等幾種。
路由器正是通過其特殊的軟體功能來完成路由工作的，由於這種專業的路由器價格昂貴，所以現在人們也會在一些對路由器要求不高的應用環境中利用普通的PC機來實現路由功能，比如說只要在一台PC機上安裝Windows2000 Server，然後進行必要的配置，一台「路由器」就打造出來了。
2）路由器的外觀
路由器主要運行在骨幹網路上，因此外觀也千姿百態，比如一些應用於網際網路骨幹線路的千兆級別的路由器，往往也是模塊化設計，體型也很龐大。
而那些應用於中小型企業的路由器則相對比較小巧，這類外觀看起來與集線器、交換機差不多的路由器，其最大的外觀特點就是埠數量相對較少，但類型多樣。
其實也很好理解，路由器主要是用來連接不同類型的網路，它位於網路的最高層，基於成本的考慮，其埠肯定比較少，但同時為了連接多種類型的網路，又必須具備多種類型的網路介面。
⑷ 路由器，交換機，集線器 的工作原理和用途是啥
集線器就是把很多網線連接的機子,從它可以接出很多網線,所接出的都處於平行.HUB 集線器就是一種共享設備，HUB本身不能識別目的地址，當同一區域網內的A主機給B主機傳輸數據時，數據包在以HUB為架構的網路上是以廣播方式傳輸的，由每一台終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。也就是說，在這種工作方式下，同一時刻網路上只能傳輸一組數據幀的通訊，如果發生碰撞還得重試。這種方式就是共享網路帶寬。
交換機比集線器要進步一些,信息轉換快.交換機在同一時刻可進行多個埠對之間的數據傳輸。每一埠都可視為獨立的網段，連接在其上的網路設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節點A向節點D發送數據時，節點B可同時向節點C發送數據，而且這兩個傳輸都享有網路的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的乙太網交換機，那麼該交換機這時的總流通量就等於2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps。
路由器就是所謂的"貓"了.
⑸ 集線器交換機路由器的區別
集線器和交換機的工作層次，轉發方式，傳輸模式都不一樣。
集線器工作在物理層，屬於1層設備，每發送一個數據，所有的埠均可以收到，交換機工作在數據鏈路層，屬於2層設備，每個埠形成一張MAC地址轉發表，根據數據包的MAC地址轉發數據，而不是廣播形式。
集線器的工作原理是廣播形式，無論哪個埠收到數據之後，都要廣播到所有的埠，當接入設備比較多時，網路性能會受到很大的影響。交換機根據MAC地址轉發數據，收到數據包之後，檢查報文的目的MAC地址，找到對應的埠進行轉發，而不是廣播到所有的埠。
集線器內部採用了匯流排型拓撲，各個節點共用一條匯流排進行通信，數據包的發送和接收採用了CSMA/CD協議，在同一時間內必須是單向的，只能維持在半雙工模式下。兩個埠不能同時收發數據，並且當兩個埠通信時，其他埠不同工作。當交換機上的兩個埠通信時，它們之間的通道是相互獨立的，可以實現全雙工通信。兩個埠同時收發數據。