集线器连接路由器 OSI模型的物理层设备-上海怡健医学(组图)

一、定义

1、 RP中继器

RP转发器是在物理层上工作的连接设备。它适合于两种相同类型的网络的互连。主要功能是通过重新发送或转发数据信号来延长网络传输的距离。中继器是一种网络设备，可以重新生成并恢复信号：OSI模型的物理层设备。

转发器用于扩展局域网环境中的网络距离，但它不是网络互连设备。它在OSI的物理层上运行。转发器具有放大和再生线路上信号的功能，并用于扩展局域网。网段的长度（仅用于连接到同一LAN网段）。

优势

中继器的主要优点是安装简单，使用方便，价格相对较低。他不仅扮演网络距离的角色，而且还连接不同传输介质的网络。中继器在物理层工作，并且对高级协议完全透明。 [2]

缺点

2、集线器（HUB）

集线器是一台将网络电缆收集在一起的机器，即用于多个主机和设备的连接器。集线器的主要功能是延长网络的传输距离。它是中继器的一种形式。区别在于集线器可以提供多端口服务，也称为多端口中继器。 OSI / RM中集线器的物理层。集线器的基本功能是信息分发，该分发将一个端口接收的所有信号分发到所有端口。一些集线器会在分配之前重新生成微弱的信号，而一些集线器会安排信号的时序以在所有端口之间提供同步数据通信。

集线器实际上是一个多端口中继器。集线器通常具有RJ45接口，例如4、 8、 1 6、 2 4、 32。通过这些接口，集线器可以为相应数量的计算机完成“中继”功能（它将不完全衰减）。信号分类后，在继续发送之前会先复制完整的信号。由于集线器在网络中处于“中心”位置，因此也称为“ HUB”。

集线器的工作原理非常简单。例如，有一个具有8个端口的集线器，总共连接了8台计算机。集线器位于网络的“中心”，信号通过集线器转发，并且可以互连8台计算机。具体的通信过程如下：如果计算机1要向计算机8发送一条信息，当计算机1的网卡通过双绞线将信息发送给集线器时，集线器将不会直接将信息发送给计算机。如图8所示，它将“广播”信息，同时将信息发送到8个端口。当8个端口上的计算机收到广播信息时，它将检查该信息，如果发现该信息已发送给自己，则它将接收该信息。 ，否则请忽略它。由于信息是由计算机1发送到计算机8的，因此最终计算机8将接收该信息，而其他七台计算机将不会接收该信息，因为在读取信息后该信息不是它们自己的。

3、切换（切换）

该交换机是集线器的升级产品。它具有与集线器相同的从协议级过滤到非常复杂的应用程序级过滤。

通常，网关描述一种功能，该功能可以特定于某种软件或某种硬件。当前网关功能通常集成在路由器中。

二、设备之间的连接和差异

1、集线器和交换机

1) OSI / RM（OSI参考模型）中的不同工作级别

在OSI / RM开放系统模型中，交换机和集线器具有不同的级别。集线器同时在第一层（物理层）和第二层（数据链路层）工作，而交换机至少在第二层工作，而更高级的交换机可以在第三层（网络层）和第四层工作（传输层）。

2)交换机的数据传输模式不同

广播集线器的数据传输方法，并且交换机的数据传输是有目的的，并且仅将数据发送到目标节点，并且仅当在其节点中找不到该数据时才第一次使用它自己的MAC地址表。广播传输，并且由于交换机具有MAC地址学习功能，因此在第二次之后，它将不再是广播传输，这也是有目的的传输。这样做的好处是提高了数据传输的效率，不会有广播风暴，并且就安全性而言也不会有其他节点拦截。

3)不同的带宽占用方法

在带宽占用方面，集线器的所有端口共享集线器的总带宽，并且交换机的每个端口都有自己的带宽，因此，交换机的每个端口的带宽实际上比可用带宽高得多。集线器端口的带宽。确定交换机的传输速度比集线器的传输速度快得多。

4)不同的传输模式

集线器只能使用半双工传输，因为集线器共享传输介质，所以集线器一次只能在上游通道上传输一项任务，无论是接收数据还是发送数据。

如果使用最简单的语言来描述交换机和集线器之间的区别，则应该是智能和非智能之间的区别。坦率地说，集线器只是连接到多台计算机的设备。它只能在信号放大和传输中起作用，而不能处理信号中的碎片，因此很容易在传输过程中出错。该交换机可以视为智能集线器。除集线器的所有功能外，它还具有自动寻址，切换和处理的功能。并且在传输过程中，只有发送源和接收源是独立工作的，并且与其他端口之间没有任何关系，从而达到防止数据丢失，提高吞吐量的目的。

从工作状态的角度来看，集线器属于共享类型。换句话说，当一个端口向另一个端口发送信息时，其他端口将不再传输信息，而只能处于等待状态。另外，集线器以半双工工作，即在传输过程中只能是单向的，接收方可以在发送源完成信息发送后发送信号。交换机的工作原理与集线器的工作原理完全不同。由于它的每个端口都可以视为一个独立的通道，因此当一个端口工作时，其他端口的传输不会受到影响。此外，该交换机以全双工模式工作，因此其数据处理能力几乎翻了一番。

也许您不明白多多在上面说了些什么，所以让我们举一个简单的例子让您清楚。例如，让两组人同时相互传输文件，一个人到另一个人的时间为1分钟。如果使用集线器，则所需时间为4分钟。数据首先从一个人传输到另一方，然后另一方将其传输回去。只有这样，另一个小组才能做同样的工作，因此倒计时到4分钟。但是，如果使用开关，则速度要快得多。在相同情况下，仅1分钟就足够了。由于每个端口都是独立的，因此这两组人可以同时传输数据，并且由于交换机可以全双工工作，因此每两个人也可以同时传输数据。换句话说，这四个人是同时的。内部完成的工作。因此，我们也可以将集线器和交换机的处理能力视为串行处理和并行处理。

我们刚才说的是理论值。实际上，传输中还有许多工作要做，例如调试，分类等。因此，交换机的速度不能是集线器速度的4倍，但是可以肯定的是。 ，交换机肯定比集线器快！

实际上，在选择集线器和交换机的过程中还有其他因素，以避免浪费。首先，我们必须考虑建立局域网的目的是什么？如果只是为了简单的文件传输和共享，那么购买集线器就可以满足您的要求。但是，如果您需要在局域网中执行大量的数据交换和计算处理，则交换机当然是您的首选。

2、交换和路由器

（[1)不同的工作水平

原始交换机在OSI / RM开放架构的数据链路层（即第二层）工作，而路由器从一开始就被设计为在OSI模型的网络层工作。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），因此其工作原理相对简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），则可以获得更多的协议信息，并且路由器可以更明智的转发决定。

（[2)数据转发基于不同的对象

交换机使用物理地址或MAC地址来确定转发数据的目标地址。路由器使用不同网络的ID号（即IP地址）来确定用于数据转发的地址。 IP地址是用软件实现的，它描述了设备所在的网络。有时，这些第三层地址也称为协议地址或网络地址。 MAC地址通常由硬件内置，由网卡制造商分配，并且已经固化到网卡中，通常无法更改。 IP地址通常由网络管理员或系统自动分配。

（3)传统交换机只能划分冲突域，不能划分广播域；而路由器可以划分广播域

由交换机连接的网段仍属于同一广播域，并且广播数据包将在与交换机连接的所有网段上传播，这在某些情况下将导致通信拥塞和安全漏洞。连接到路由器的网段将分配给不同的广播域，并且广播数据不会通过路由器。尽管第三层以上的交换机具有VLAN功能，但广播域也可以划分，但是子广播域之间的通信无法进行通信，它们之间的通信仍然需要路由器。

（[4)路由器提供防火墙服务

路由器仅转发特定地址的数据包，不传输不支持路由协议的数据包和未知的目标网络数据包，以防止广播风暴。交换机通常用于LAN-WAN连接。交换机属于网桥，是数据链路层的设备。一些交换机还可以实现第3层交换。该路由器用于WAN与WAN之间的连接，可以解决异构网络之间转发数据包的问题，??并在网络层上起作用。他们只接受来自一条线路的传入数据包，然后将它们转发到另一条线路。两条线路可能属于不同的网络，并且使用不同的协议。相比之下，路由器比交换机具有更强大的功能，但它们相对较慢且昂贵。三层交换机具有以交换机的线速转发数据包的能力以及路由器的良好控制功能，因此得到了广泛的应用。

3、集线器，交换机和路由器

首先谈谈集线器HUB。它的功能可以简单地理解为连接某些计算机以形成局域网。交换机（也称为交换集线器）具有与集线器大致相同的功能。但是两者之间的性能有所不同：集线器使用共享带宽工作模式，而交换机使用独占带宽。这样，当有很多机器或大量数据时，两者将更加明显。路由器显然与以上两个不同。它的功能是连接不同的网段并找到最适合网络中数据传输的路径。可以说，一般情况下，个人用户需求不大。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，因此路由器和交换机在一定程度上也已连接，并且它们并不完全独立于两个设备。路由器主要克服了交换机无法路由和转发数据包的缺点。

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