集线器、交换机、网桥区别

集线器、交换机、网桥区别

最近一直在看网络方面的东东，先把基础的东西总结一下，注意：以下的概念现在已经不一定准确了，因为硬件发展相当迅速，集成电路的集成度越来越多高，拿交换机为例，现在俗称交换机的东西已经具有一定的路由器的功能了，有些时候很多概念已经混在了一起。而下面讲到的内容是最基本的概念，和你现在实际上能看到的可能不一样了，但是思想是一样的。

一.集线器

集线器（HUB），它是工作在物理层的设备，由于它只是工作在物理层的设备，所以它并不关心也不可能关心OSI上面几层所涉及的，它的工作机制流程是：从一个端口接收到数据包时，会在其他端口把这个包转发一次，因为它不知道也不可能知道这个包是发给谁的（物理层设备只关心电压这些物理概念），它也只能对所有人广播(这里和下文提到的广播该词的意思和ARP请求时的广播有些不同，这里的广播意思是：使用物理层转发设备，如HUB，导致的广播，可以说这个广播是被逼的，因为设备的问题！是设备转发包引起的广播！而ARP请求的广播是自己要求的，主动的，因为ARP请求包的目标地址IP是255.255.255.255，但ARP请求的广播涉及IP层的知识，不在这篇文章讨论的范围，所以这里提到的广播，除非特别说明，否则都是第一个意思，也就说是"因设备转发数据包引起的广播" )，让他们自己处理了。

这样一来会有不少问题，你发的数据其他人都收到了，私隐这总东西是不存在的！别入可以随便监听你信息！所以会话劫持在那个年代相当容易（记得俺第一次接触会话劫持这个概念的时候还是高2，那是2001~2002，呵，那时候集线器还是比较普遍的）。

另外一个比较严重的问题是，如果一个大型的局域网，比如有500台机器，全部用HUB连接的，后果会怎么样呢？？相当慢，网络的效率极差！为什么？如果500台机器都发一个包，那就是说每台机器，都需要接收差不多499个无用包...并且如果是需要回应的话......无用的数据包会充斥着整个的局域网，这就是传说中的广播风暴！

为了减少广播风暴，网桥产生了（注意这里用的时候“减少”，不是“杜绝”，仅仅是减少!如果仅仅用网桥说能杜绝广播风暴，个人觉得还是不太准确，后来交换机的出现才可以说是完全杜绝了广播风暴的发生）！

在介绍网桥之前，还想简单介绍另一个物理层的设备：“中继器”，这种设备的作用是把物理层传输的信号放大，由于长距离的传输，信号会有一定的损耗的，这种设备主要解决的就是这个问题。它和HUB的区别是：HUB主要是为了在物理层上转发数据的，所以它不关心电压值的大小，也不会放大物理信号；而中继器它的作用就是为了放大信号用的，SO.....

二.网桥：

网桥又称桥接器，英文名Network Bridge，数据链路层设备。它也是转发数据包的设备，但和HUB不一样的是，它工作在数据链路层，HUB只能看懂物理层上的东西（比如一段物理信号），网桥却能看懂一些帧的信息（在链路层上，把上面传下来的数据封装后，封装好了的数据就是帧，但这里我用“数据包”这样的泛指去代替“帧”这个专业术语）。在以太网构造的局域网上，最终的寻址是以数据链路层的MAC地址作为标识的(就是用MAC地址可以在局

域网上找到一台唯一的机器)，网桥能从发来的数据包中提取MAC信息，并且根据MAC信息对数据包进行有目的的转发，而不采用广播的方式，这样就能减少广播风暴的出现，提升整个网络的效率，在详细说网桥这东西之前，我想先介绍一下交换机。

三.交换机：

交换机Switch，数据链路层设备，作用是转发数据包。和网桥一样它也是通过识别帧中的MAC地址，然后对特定的端口进行转发的。

四.网桥和交换机的工作原理及区别？

回答网桥和交换机区别之前，我们先一起看两幅图(这是从《计算机网络(第四版)》第四章截下来的:>)：

1.网桥的连接模式：(红点处为HUB)

2.交换机连接模式：

从图中可以看到，网桥只有2个输入/出端口，而交换机有8个。嗯，是的，一开始的时候(那时候只有HUB这种设备)，由于硬件水平不是很发达，人们为了提高局域网效率，减少广播风暴的出现，他们生产了网桥（一个只有两个输入/出端口的链路层设备，这时的网桥已经是个比较先进的设备），然后他们把一个局域网一分为2，中间用网桥连接，这样A发给BCD的数据就不会再广播到EFGH了(网桥发现如果数据包不是转发给下面这个子网的，它会自动丢弃此包)，只有从A发到EFGH的数据包才能通过网桥，到达另外一个子网(网桥发现如果数据包是转发给下面这个子网的，它才会把包转发给这个子网)。这样一来，非必要的传输减少了，整个网络的效率也随之提高可不少！人们发现网桥真是个好东西呀，随着硬件发展，出现了4个，8个端口的链路层设备，这就是交换机，由于交换机可以使得网络更安全(数据不容易被监听，因为数据不再广播了，注意：只是不容易而已，要搞你其实还是可以的)，网络效率更高(还是因为数据不再广播！)，交换机渐渐替代了HUB，成为组建局域网的重要设备。

所以说，网桥和交换机，基本上是一样的，嗯，只是基本上而已，细看还是有些不一样的，但在说明他们之间有什么不一样之前，我想先简单介绍一下网桥和交换机的工作原理。

3.网桥的工作原理：

上图是用一个网桥连接的两个网络，网桥的A端口连接A子网，B端口连接B子网，为什么网桥知道哪些数据包该转发，哪些包不该转发呢？那是因为它有两个表A和B，当有数据包进入端口A 时，网桥从数据包中提取出源MAC地址和目的MAC地址，一开始的时候，表A和表B都是空的，没有一条记录，这时，网桥会把数据包转发给B网络，并且在表A中增加一条MAC地址(把源MAC地址记录表中)，说明这个MAC地址的机器是A子网的，同理，当B子网发送数据包到B端口时，网桥也会记录源MAC地址到B表；当网桥工作一段时候后，表A基本上记录了A子网所有的机器的MAC地址，表B同理，当再有一个数据包从A子网发送给网桥时，网桥会先看看数据包的目的MAC地址是属于A子网还是B子网的，如果从A表中找到对应则，抛弃该包，如果不是，则转发给B子网，然后检查源MAC地址，是否在表中已经存在，如果不存在，在表A中增加一条记录。

噢，或许你现在会问了，为什么需要两张表呢，一张表不行么？？嗯～刚才把表一分为二是为了便于理解，实际上，真正的网

桥里面存的应该是一张表(当然有可能为了提速，或者其他原因，它也可能把信息存为多张表，这个得看它怎么实现了～)，如果是一张信息表，表里记录的应该是：MAC-PortNum。

4.交换机有些许不同，如图：

交换机也有一张MAC-PORT对应表(这张表的学名为：CAM)，和网桥不一样的是，网桥的表是一对多的(一个端口号对多个MAC地址)，但交换机的CAM表却是一对一的，如果一个端口有新的MAC地址，它不会新增MAC－PORT记录，而是修改原有的记录，比如：现在交换机记录表里已经有一项：MAC1-Port1，如果此刻端口1又来了一个数据包，里面的源MAC地址是MAC2，此时，交换机会刷新交换机记录表：MAC1-Port1记录被修改为MAC2－Port1，因为交换机认为是端口1的计算机MAC地址变了，如果端口1连接的一台物理机器，MAC一般是不会变的，如果连接的是另外一个交换机，那这个端口的记录会变化得比较频繁(如上图的Port12，它是对外的接口，与一个局域网连接)，另外，如果CAM表中没有找到和数据包的

目的MAC地址对应的记录，交换机会对此数据包进行广播，发给本交换机的每一个端口。

网桥和交换机除了用CAM表指导数据包转发这点和HUB不一样外，网桥和交换机还有一个特点：缓存！对，网桥和交换机都有一定量的缓存，因为网桥和交换机转发数据包需要一些额外的操作，所以可能会占用一些时间，为了避免出现因来不及转发数据，导致大量数据丢失的情况，网桥和交换机就出现了缓存。当然，缓存不是万能的，当网桥或交换机处理不及并且缓存用完了，以后再来的数据还是会丢失的。还有一个网桥需要缓存的原因是：桥接两个传输速率不同的局域网，比如：802.3的传输速率说10mb/s，但实际上并不是真的10Mb/s，而 802.4(几乎)确实为10Mb/s，但两个局域网桥接时候必须是速率一样的，否则会有包丢失，而缓存也正好可以为不同速率网络连接时所使用。这里需要对比一下网桥和交换机的缓存，一般来说，网桥的缓存量是大于交换机的缓存量，因为网桥天生是为了连接两个网络的，两个网络桥接时所要处理的数据量会比一般的交换机需要处理的数据量要多，所以网桥的缓存也一般要比交换机大一点。

值得注意的一些问题：

1). 网桥需要软件辅助？

回答这个问题，首先要看看原始的网桥，《计算机网络(第四版)》里有一段话是这样的：传统上，网桥往往包含一个CPU，"转发-存储"由软件来实现。噢，以前的网桥是这样的，但现在由于硬件水平的提升，网桥，交换机都包含了特殊的，用于转发的集成电路部分，现在的网桥和交换机都可以不需要软件辅助了！顺带说一句，模拟网桥功能的软件现在也是有的。

2). 网桥用于连接不同的网段？(搜索百度时查到一个答案)

首先这里要理解什么是网段，唉，这个概念说起来又是一篇文章！它涉及到子网掩码的等等一系列的东西....

这里我觉得要明确的是，网桥不是用来连接不同网段的！！！我当初被这个问题害惨了，看了N多资料，不过还好，有点收获:>，不同网段之间通信，需要网关的帮助，它一般是路由器这类网络层的设备。网桥或交换机是链路层设备，网段这个是和IP相关的概念，属于网络层。网桥和交换机跟本无能力去处理网络层的东西！如果非要说用网桥和交换机去连接两个不同网段的网络不是不行，只是没有作用而已，因为不同网段的机器始终是不能互访问，网桥不能做网关！上面我已经说了网桥的由来，它是为了减少HUB 的广播，提高局域网网络性能出现的，网桥连接的仅仅是两个子局域网，并且这里说的子局域网必须是同构的(同构的意思是：如果是以太网，那么网桥连接的两个子网都必须是以太网，不能一个是以太网一个是令牌网)，我一直认为：以太网的特性导致了网桥的出现，因为广播是以太网的重要特性，其他构造的网络不一定有（呀～这里我猜的，我对其他的结构的网络是一巧不通的说-_-!），为了优化以太网的性能，网桥出现了～所以其他构造网络似乎也不需要使用网桥这个东东！其实后来带着这个想法继续看无线网络的东西，发现这个想法应该是错误的，网桥的天性应该是：连接两个同构网络，而在以太网上，刚好HUB可以作为连接两个网络的设备，但是由于HUB的各种弊端，人们研发了工作在链路层上的网桥（本文所介绍的），它除了连接两个网络的功能外，还有优化网络性能的功能。而在其他构造的网络也有网桥这个设备，但它的功

能可能是仅仅连接两个网络，而没有了优化网络性能的功能（或者根据网络特性，它又有了新的功能）。

这里再次总结一下网桥和交换机：

网桥和交换机用户分割冲突域，就是网桥和交换机可以较少被逼的广播(hub导致的)，但不能分割广播域。不严格地说，交换机可以看作网桥的高度集成。

冲突域：总的来说，冲突域就是连接在同一导线上的所有工作站的集合，或者说是同一物理网段上所有节点的集合，或以太网上竞争同一带宽的节点集合。HUB这种设备不能分割冲突域。

广播域：网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。

HUB 所有端口都在同一个广播域，冲突域内。

Switch所有端口都在同一个广播域内，而每一个端口就是一个冲突域。

Router的每个端口属于不同的广播域。

1、集线器(HUB) 集线器就是将网线集中到一起的机器，也就是多台主机和设备的连接器。集线器的主要功能是对接收到的信号进行同步整形放大，以扩大网络的传输距离，是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。集线器在OSI/RM中的物理层。集线器的基本功能是信息分发，它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成，一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。 集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能（将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送）。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“HUB”。 集线器的工作原理很简单，比如有一个具备8个端口的集线器，共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的：假如计算机1要将一条信息发送给计算机8，当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时，集线器并不会直接将信息送给计算机8，它会将信息进行“广播”——将信息同时发送给8个端口，当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时，会对信息进行检查，如果发现该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。由于该信息是计算机1发给计算机8的，因此最终计算机8会接收该信息，而其它7台电脑看完信息后，会因为信息不是自己的而不接收该信息。 2、交换机(Switch) 交换机是集线器的升级换代产品，外形上和集线器没什么分别，是一种在通信系统中自动完成信息交换功能的设备，用途和HUB一样也是连接组网之用，但是它具有比集线器更强大的功能。 交换机也叫交换式集线器，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用，由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避免了和其他端口发生碰撞。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。 在计算机网络系统中，交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。集线器是采用共享工作模式的代表，如果把集线器比作一个邮递员，那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜”——要他去送信，他不知道直接根据信件上的地址将信件送给收信人，只会拿着信分发给所有的人，然后让接收的人根据地址信息来判断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员——交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC （网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在，交换机才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。 可见，交换机在收到某个网卡发过来的“信件”时，会根据上面的地址信息，以及自己掌握的“常住居民户口簿”快速将信件送到收信人的手中。万一收信人的地址不在“户口簿”上，交换机才会像集线器一样将信分发给所有的人，然后从中找到收信人。而找到收信人之后，交换机会立刻将这个人的信息登记到“户口簿”上，这样以后再为该客户服务时，就可以迅速将信件送达了。

深入了解路由器与交换机的功能和区别（1） 2009-06-08 12:30中国IT实验室安琪 关键字：交换机路由器 最近看到很多人在询问交换机、路由器是什么，功能如何，有何区别，笔者就这些问题简单的做些解答。 首先说交换机(又名交换式集线器)作用可以简单的理解为将一些机器连接 起来组成一个局域网。而路由器与交换机有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。 目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL，因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能(很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了，因为电信安装时大多是不启用路由功能的，启用DHCP。打开ADSL的路由功能)，如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了，如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。 考虑到如今集线器与交换机的价格相差十分小，不是特殊的原因，请购买一个交换机。不必去追求高价，因为如今产品同质化十分严重，我最便宜的交换机现在没有任何问题。给你一个参考报价，建议你购买一个8口的，以满足扩充需求，一般的价格100元左右。接上交换机，所有电脑再接到交换机上就行了。余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口，将猫的网线插入uplink接口。然后设置路由功能，DHCP等，就可以共享上网了。 看完以上的解说读者应该对交换机、路由器有了一些了解，目前的使用主要还是以交换机、路由器的组合使用为主，具体的组合方式可根据具体的网络情况和需求来确定。 交换机与路由器的区别

集线器,路由器，交换机的作用和区别是什么?如何区分交换 机,集线器,路由器? 号称网络硬件三剑客的集线器（Hub）、交换机（Switch）与路由器（Router）一直都是网络界的活跃分子，但让很多初入网络之门的菜鸟恼火的是，它们三者不仅外观相似，而且经常呆在一起，要想分清谁是谁，感觉有点难!就让我们一起来看看它们之间有什么区别和联系吧! 三剑客的工作原理 一、集线器 1.什么是集线器 在认识集线器之前，必须先了解一下中继器。在我们接触到的网络中，最简单的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”，两块网卡之间一般是由非屏蔽双绞线来充当信号线的。由于双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减，当信号衰减到一定程度时将造成信号失真，因此在保证信号质量的前提下，双绞线的最大传输距离为100米。当两台电脑之间的距离超过100米时，为了实现双机互连，人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”，它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送。中继器就是普通集线器的前身，集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“Hub”。 2.集线器的工作原理 集线器的工作原理很简单，以图2为例，图中是一个具备8个端口的集线器，共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的：假如计算机1要将一条信息发送给计算机8，当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时，集线器并不会直接将信息送给计算机8，它会将信息进行“广播”--将信息同时发送给8个端口，当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时，会对信息进行检查，如果发现该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。由于该信息是计算机1发给计算机8的，因此最终计算机8会接收该信息，而其它7台电脑看完信息后，会因为信息不是自己的而不接收该信息。 3.集线器的特点 1）共享带宽 集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。目前市面上用于中小型局域网的集线器主要有10Mbps、100Mbps和10/100Mbps自适应三种。 10Mb带宽的集线器的传输速度最大为10Mbps，即使与它连接的计算机使用的是100Mbps 网卡，在传输数据时速度仍然只有10Mbps。10/100Mbps自适应集线器能够根据与端口相连的网卡速度自动调整带宽，当与10Mbps的网卡相连时，其带宽为10Mb；与100Mbps的网卡相连时，其带宽为100Mb，因此这种集线器也叫做“双速集线器”。 集线器是一种“共享”设备，集线器本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B 主机传输数据时，数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通

快速了解集线器、交换机、路由器很多人在网络中对集线器、交换机、路由器是的作用及使用常是是而非的感觉，到底三种设备的的功能如何，区别在哪，什么条件下使用无法准确把握，这里就这些问题简单的做些解答。 集线器的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网，交换机作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽，这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。路由器与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面： （1）工作层次不同 最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI 的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI 的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。 （2）数据转发所依据的对象不同 交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。 （3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域 由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。

路由器和交换机的区别：交换机主要是实现大家通过一根网线上网，但是大家 上网是分别拨号的，各自使用自己的宽带，大家各自上网没有影响，哪怕其他 人在下载，对自己上网也没有影响，并且所有使用同一条交换机的电脑都是在 同一个局域网内。路由器比交换机多了一个虚拟拨号功能，通过同一台路由器 上网的电脑是共用一个宽带账号，大家之间上网是相互影响的，比如一台电脑 在下载，那么同一个路由器上的其他电脑会很明显的感觉到网速很慢。同一台 路由器上的电脑也是在一个局域网内的。 如果上述叙述大家还是不明白路由器和交换机的区别，那么小编就举例来跟大 家来说明。例如我们家庭上网，肯定是只拉一个宽带，但是家里有3台电脑，都 想通过同一个宽带上网，那么就使用路由器。再如很多大学宿舍只有一个宽带 接口，但是全寝室的人都需要上网，而且是各自都拥有自己的宽带账号，又想 大家上网相互之间不影响，那么这个使用就使用交换机，大家各自拨号上网， 相互之间无影响。 路由器同时具有交换机的功能，如果大家已经有路由器了，但是现在想

把路由 器当交换机使用怎么办呢？很简单，路由器上有wan接口，宽带线都是接在wan 接口上的，当把路由器当交换机使用时，把wan接口上的宽带线拔掉，插到其他 接口上去，把wan口空起来就可以了。 如果有三台路由器，计算机通过三台路由器访问enternet 有两种方法： 一、三个设备都当路由器使用。 连接方式如下： ADSL----路由A的WAN口----LAN口(1-4口任意一口)----------路由B的WAN 口----LAN口(1-4口任意一口)---------路由C的WAN口----LAN口----计算机 该方式连接三个设备都工作在路由模式，路由器B和C都要更改LAN的地址，不能 与前端路由器A处于同一网段，可更改为192.168.2.1和192.168.3.1 二、一个设备为路由器，另两个设备为交换机 连接方式如下： ADSL----路由A的WAN口----LAN口(1-4口任意一口)-----路由B的LAN口(1-4口任 意一口)---------LAN口----路由C的LAN口(1-4口任意一口)---------LAN 口----计算机 该连接方式下，没有使用路由器B的WAN口，同样需要更改LAN的地址，不要与前 端路由器A的管理地址192.168.1.1冲突，B和C路由器可以IP设为 192.168.1.2和

集线器 集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能（将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送）。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“Hub”。 集线器的工作原理很简单，比如有一个具备8个端口的集线器，共连接了8 台电脑。集线器处于网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的：假如计算机1要将一条信息发送给计算机8，当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时，集线器并不会直接将信息送给计算机8，它会将信息进行“广播”——将信息同时发送给8个端口，当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时，会对信息进行检查，如果发现该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。由于该信息是计算机1发给计算机8的，因此最终计算机8会接收该信息，而其它7台电脑看完信息后，会因为信息不是自己的而不接收该信息。 交换机 交换机也叫交换式集线器，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用，由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避免了和其他端口发生碰撞。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。 在计算机网络系统中，交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。集线器是采用共享工作模式的代表，如果把集线器比作一个邮递员，那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜”——要他去送信，他不知道直接根据信件上的地址将信件送给收信人，只会拿着信分发给所有的人，然后让接收的人根据地址信息来判断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员——交换机拥有一条高带宽的背部 总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在，交换机才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。 可见，交换机在收到某个网卡发过来的“信件”时，会根据上面的地址信息，以及自己掌握的“常住居民户口簿”快速将信件送到收信人的手中。万一收信人的地址不在“户口簿”上，交换机才会像集线器一样将信分发给所有的人，然后从中找到收信人。而找到收信人之后，交换机会立刻将这个人的信息登记到“户口簿”上，这样以后再为该客户服务时，就可以迅速将信件送达了。 网桥 简单的说网桥就是个硬件网络协议翻译器，假设你有2台电脑，一台兼容机安装windows，一台是Apple安装OS2，那么两台电脑之间是默认网络协议是不同的，兼容机可能只会说TCP/IP，苹果机只会说Apple talk，就好象两个外国人都不会说对方的语言，怎么办？找个翻译，网桥就是翻译。 在386、486时代网桥可能是一台安装了协议转换程序的电脑，如今交换机也包含这个功能。今天的操作系统之间为了互相交流，支持更多的协议，操作系统

路由器（Router）、集线器（Hub）交换机（Switch）的各自特点与区别 1.路由器（Router）是一种负责寻径的网络设备，它在互连网络中从多条路径中寻找通讯量最少的一条网络路径提供给用户通信。路由器用于连接多个逻辑上分开的网络。对用户提供最佳的通信路径，路由器利用路由表为数据传输选择路径，路由表包含网络地址以及各地址之间距离的清单，路由器利用路由表查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径。路由器使用最少时间算法或最优路径算法来调整信息传递的路径，如果某一网络路径发生故障或堵塞，路由器可选择另一条路径，以保证信息的正常传输。路由器可进行数据格式的转换，成为不同协议之间网络互连的必要设备。 路由器使用寻径协议来获得网络信息，采用基于“寻径矩阵”的寻径算法和准则来选择最优路径。按照OSI参考模型，路由器是一个网络层系统。路由器分为单协议路由器和多协议路由器。 Internet由各种各样的网络构成，路由器是其中非常重要的组成部分，整个Internet上的路由器不计其数。Intranet要并入Internet，兼作Internet服务，路由器是必不可少的组件，并且路由器的配置也比较复杂。 （一）路由器的寻址和路由选择 在互连网上交换信息的一个基本要求是每个站都具有可达的唯一地址。像邮政编址类似，互连网地址也由几部分组成。在互连网上，通常要求使用网络地址、主机地址和计算机上运行的应用。 规定了地址之后，接下来便是如何选择路径到达报文的终点。路由选择涉及规定路由选择参数以及如何获得这些参数。 在互连网中使用的地址是32位的IP地址，该地址由网络号和主机号组成。IP地址分为下述3类：A类地址使用7位来标识网络，24位用来规定网络上的主机； B类地址使用14位来标识网络，16位用来标识主机； C类地址使用21位来标识网络，8位用来标识主机。 路由器在选择路径时常用的算法有两种：一是距离向量；二是链路状态。前一种由路由选择信息协议（RIP）使用，后一种由开放式最短路径优先协议（OSPF）使用。 现举例来说明路由器如何工作。假设由一个路由器连接了三个子网，子网地址（掩码）分别为1000、2000 和 3000，相互通信的两个站的地址分别是1400和2034。 假定编址为1400的站向2034发送报文。信源站首先将其网络地址掩码（1000）与终点网络地址掩码进行比较，因为两者不同，源站认识到报文接收者不在同一LAN上，不能直接发送到接收者。于是该源站便从其路由选择表中把它所连接的路由器1的地址和该报文置于一个信封内，并将信封发给路由器1。 路由器1收到报文，丢掉信封，观察报文的终点地址，将其与它具有的3个网络地址掩码（1000，2 000 和 3000）比较。由于与2000相同，路由器便将报文直接发送给接收者。当然，这个例子是互连网络中最简单的一种，但基本原理是一样的。 （二）路由器与网桥的差别

以太网交换机和路由器的区别 （1）工作层次不同 最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。 （2）数据转发所依据的对象不同 交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID 号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。 （3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域 由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。 （4）路由器提供了防火墙的服务 路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。 交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。

一、实验名称：交换机与集线器工作机理分析 二、实验目的：（1）观察交换机处理广播和单播报文的过程；（2）比较交换机与集线器的工作过程；（3）掌握使用PacketTracer模拟网络场景的基本方法，加深对网络环境、网络设备和网络协议交互过程等的理解。 三、实验内容和要求：（1）在PacketTracer模拟器中配置网络拓扑；（2）观察交换机如何处理广播和单播报文；（3）观察交换机和集线器的工作过程。 四、实验环境：windows7下的PacketTracer环境 五、操作方法与实验步骤： （一）交换机是如何处理单播的 用一个集线器hub将PC4、PC5连接起来再与PC1、PC2、PC3、PC4连接到同一个交换机上 用PC0为例，配置PC机的ip地址，5台PC机的ip地址地址分别为192.168.1.10、192.168.1.11、192.168.1.12、192.168.1.13、192.168.1.14、192.168.1.15，网关都为192.168.1.1,掩网子码为255.255.255.0 从PC0发送ping到PC1 在平操作没有完成时PC0、PC1的ARP表和交换机的mac表都为空 这是还未完成ping操作时Event list的内容 点击ICMP的info图标，可知源ip地址是PC0的ip地址，目的地址是PC1的ip地址 点击ARP的info图标可以看到它的源ip地址是PC0的ip地址，并且它想努力获得PC1的ip地址PC1的mac地址和ip地址 然后开始Capture/Foward 操作，一直点击Capture/Foward，知道ping完成可以发现如下图所示PC0、PC1的ARP表和交换机的mac表不再为空，交换机的mac表获得了PC0和PC1两者的mac地址。一开始PC0的ARP表是没有PC1的内容的所有它要发出一个ARP请求以完成ping操作，交换机从ARP请求中获得PC0的mac地址以及其连接的端口，从ARP回复中获得PC1的mac地址以及其连接的端口。交换机获得了这些信息之后就完成了ping操作。从以上操作我们不难发现ping这个操作从交换机的角度来看是单播过程。 （二）交换机如何处理未知广播 进入交换机的CLI选项中，对交换机的mac表进行清空，操作语句如下所示 完成了上面语句可以看到交换机的mac表已经清楚了 因为mac表被清空，所以交换机像处理广播一样，将数据包向除接收端口以外的所有端口泛洪出去， （三）、进行PC4到PC0ping操作 进行从PC4发出到PC0的ping操作，完成整个ping操作Event List的内容是这样的 完成整个ping操作后PC4和PC0的ARP表入下所示 在完成PC4到PC0的平操作时我发现凡是hub接受到的数据包hub它都没有像我想象的那样转发给我想要的特定的目标。 例如：这是PC4想要通过hub发送数据包给交换机的情况，可见它不仅把数据包转发给了交互机它也把

集线器，路由器，交换机，网关设备之间的区别 在这里我们先了解一下网络的划分：网络的划分类型一般是我们下面常见的几种：互联网：独立自主的计算机的互联体。形象点说，互联网并不是单一的计算机网络它是一组互联的 网络的集合，即由许多网络互联在一起构成一个全球性的网络因此被人们称为“互联网”。 广域网：一种覆盖范围在数十千米以上的，跨越大的地域性的计算机网络 局域网：是处于同一建筑或方圆几千米远地域内的专用计算机网络。 以太网：应用最广泛的计算机局域网技术。它是一种基于总线的、广播式的局域网络。 从概念就看出区别啦，首先互联网是最大的一个网，广域网包含在了互联网中，局域网比广域网小， 也是包含在互联网中的。而以太网，就是一种技术，一种用于局域网的技术。 它不是一种具体的网络，是一种技术规范。 以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备之间以 10~100Mbps的速率传送信息。 1、集线器 集线器（Hub):工作在OSI模型中的物理层 集线器最大的特点就是采用共享型模式，就是指在有一个端口在向另一个端口发送数据时，其他端口就处于“等待”状态。为什么会“等待”呢？举个例子来说，其实在单位时间内A向B发送数据包时，A是发送给B、C、D三个端口的，但是只有B接收，其他的端口在第一单位时间判断不是自己需要的数据后将不会再去接收A发送来的数据。直到A再次发送IP广播，在A再次发送IP广播之前的单位时间内，C，D是闲置的，或者CD之间可以传输数据。我们可以理解为集线器内部只有一条通道（即公共通道），然后在公共通道下连接着所有端口。 集线器没有交换机的智能记忆功能可以通过MAC地址映射表找到某台具体的计算机，更没有学习能力，只是把收到的数据通过广播的方式发送给所以连接到集线器的计算机。这个数据包到底是传输给集线器上的哪台计算机是通过各个计算机本身进行识别的。基于这样的原因集线器就具有下面的不足之处： （1）用户的数据包向所有节点发送，很可能带来数据通信的不安全因素，一些别有用心的人很容易就能非法截获他人的数据包； （2）由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上以上所介绍的共享带宽方式，就更加可能造成网络塞车现象，更加降低了网络执行效率。

路由器，交换机，集线器工作原理，区别和联系 工作原理 一、集线器 1.什么是集线器 在认识集线器之前，必须先了解一下中继器。在我们接触到的网络中，最简单的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”，两块网卡之间一般是由非屏蔽双绞线来充当信号线的。由于双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减，当信号衰减到一定程度时将造成信号失真，因此在保证信号质量的前提下，双绞线的最大传输距离为100米。当两台电脑之间的距离超过100米时，为了实现双机互连，人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”，它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送。 中继器就是普通集线器的前身，集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“Hub”。 2.集线器的工作原理 集线器的工作原理很简单，以图2为例，图中是一个具备8个端口的集线器，共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的：假如计算机1要将一条信息发送给计算机8，当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时，集线器并不会直接将信息送给计算机8，它会将信息进行“广播”--将信息同时发送给8 个端口，当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时，会对信息进行检查，如果发现该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。由于该信息是计算机1 发给计算机8的，因此最终计算机8会接收该信息，而其它7台电脑看完信息后，会因为信息不是自己的而不接收该信息。 3.集线器的特点 1）共享带宽 集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。目前市面上用于中小型局域网的集线器主要有10Mbps、100Mbps和10/100Mbps自适应三种。 10Mb带宽的集线器的传输速度最大为10Mbps，即使与它连接的计算机使用的是100Mbps网卡，在传输数据时速度仍然只有10Mbps。10/100Mbps自适应集线器能够根据与端口相连的网卡速度自动调整带宽，当与10Mbps的网卡相连时，其带宽为10Mb；与100Mbps的网卡相连时，其带宽为100Mb，因此这种集线器也叫做“双速集线器”。 集线器是一种“共享”设备，集线器本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。 由于集线器在一个时钟周期中只能传输一组信息，如果一台集线器连接的机器数目较多，并且多台机器经常需要同时通信时，将导致集线器的工作效率很差，如发生信息堵塞、碰撞等。

网络组建交换机与集线器的区别 通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和信息处理。 利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加每个用户的可用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。 与集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能： ●通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量 ●将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或者连接 一个工作组，有效地解决拥挤现像。这种方法人们称之为网络微分段技术。 ●虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。 我们将在后面专门介绍虚拟网。 ●端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大 部分都是普通的客户机。客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事 务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。 交换机就主要从提高连接服务器的端口的速率以及相应的帧缓冲区的大小，来提高整个网络的性能，从而满足用户的要求。一些高档的交换机还采用全双工技术进一步提高端口的带宽。以前的网络设备基本上都是采用半双工的工作方式，即当一台主机发送数据包的时候，它就不能接收数据包，当接收数据包的时候，就不能发送数据包。由于采用全双工技术，即主机在发送数据包的同时，还可以接收数据包，普通的10M端口就可以变成20M端口，普通的100M端口就可以变成200M端口，这样就进一步提高了信息吞吐量。

交换机与路由器的区别 浏览次数：33498次悬赏分：10|解决时间：2011-8-2 17:34 |提问者：493649772 功能、作用，适用方面、范围···网上很多长篇大论，求高手给个简单明了，形象易懂的解释 最佳答案 你好，交换机就相当于原来的HUB（集线器），但是比它要高级了，它是每个端口独享带宽的，假如说你的交换机是百兆交换机，意思就是说你交换机上每个端口都是一样的速率百兆，在一个局域网里交换机起转发数据包的作用，而路由器就是跨网段的一个设备，就相当于一个网关，就是说你现在的情况是：电脑全部连在交换机上，通过交换机你就可以互访局域网内的任何电脑上的资源，也就是资源共享；再一步就是假如说你接到交换机上的电脑每台电脑上都想上网（Internet），那你的上一层设备就是路由器，它就是一个网关，一个出口，连接你的局域网和外网的一个跨接设备！ 追问 是不是说只装交换机是建立局域网不能访问广域网的？路由器是广域网的分散使用接口？两者几乎无共通性？ 回答 对啊，就是这样的，一点就通，你太聪明了啊！ 什么是中继器?它的特性和功能有哪些? 浏览次数：1428次悬赏分：0|解决时间：2011-5-25 13:59 |提问者：匿名 什么是中继器?它的特性和功能有哪些? 最佳答案 中继器是网络物理层上面的连接设备。适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离。中继器是对信号进行再生和还原的网络设备OSI 模型的物理层设备 目录 简介 1. 按总线接口类型分类

2. 按网络接口划分 3. 按带宽划分 4. 按网卡应用领域来分 简介 1. 按总线接口类型分类 2. 按网络接口划分 3. 按带宽划分 4. 按网卡应用领域来分 展开 编辑本段简介 随着计算机网络技术的飞速发展，为了满足各种应用环境和应用层次的需求，出现了许多不同类型的网卡，网卡的划分标准也因此出现了多样化，下面我们就对目前市面上主流的网卡分类情况进行一下浏览。 编辑本段1. 按总线接口类型分类 （1）ISA总线网卡 这是早期的一种的接口类型网卡，在上世纪80年代末，90 年代初期几乎所有内置板板卡都是采用ISA总线接口类型，一直到上世纪 常见的以太网卡 常见的以太网卡 90年代末期都还有部分这类接口类型的网卡。当然这种总线接口不仅用于网卡，像现在的PCI接口一样，当时也普遍应用于包括网卡、显卡、声卡等在内所有内置板卡。 ISA总线接口由于I/O速度较慢，随着上世纪90年代初PCI总线技术的出现，很快被淘汰了。目前在市面上基本上看不到有ISA总线类型的网卡。不过近期出现一种复古现象，就是在一些品牌的最新的i865系列芯片组主板中居然又提供了几条ISA插槽，真是令人费解！ （2）PCI总线网卡 这种总线类型的网卡在当前的台式机上相当普遍，也是目前最主流的一种网卡接口类型。因为它的I/O速度远比ISA总线型的网卡快（ISA最高仅为33MB/s，而目前的PCI 2.2标准32位的PCI接口数据传输速度最高可达133MB/s），所以在这种总线技术出现后很快就替代了原来老式的ISA总线。它通过网卡所带的两个指示灯颜色初步判

首先说HUB,也就是集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的是共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。而路由器与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。 总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面： (1)工作层次不同 最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。 （2）数据转发所依据的对象不同 交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。 （3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域 由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。 （4）路由器提供了防火墙的服务 路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。 交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。 目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL，因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能（很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了，因为电信安装时大多是不启用路由功能的，启用DHCP。打开ADSL的路由功能），如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了，如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线

集线器与交换机的对比实 验 Last updated on the afternoon of January 3, 2021

计算机科学与技术学院计算机网络实验实验报告 实验项目集线器与交换机的对比实验实验日期 2016/4/22 一实验目的 了解集线器和交换机的如何转发数据。 理解冲突域和广播域的概念。 对比单播以太网帧和广播以太网帧的目标MAC地址。 二实验原理 冲突域与广播域 冲突域：在该域内某一时刻只能有一个站点发送数据，如果两个站点同时发送数据会引起冲突，则这两个站点处于同一个冲突域内。 广播域：在以太网中，能够接收到任意站点发送的广播帧的所有站点的集合称为一个广播域。 集线器和交换机 集线器和交换机都是为了扩大以太网覆盖范围而使用的连接设备，但二者的工作原理存在很大差异。 集线器工作在OSI体系结构的物理层。集线器的主要功能是对接收到的信号进行放大、转发，从而扩展以太网的覆盖范围。由于物理层传输的信号是无结构的，因此集线器无法识别接收方，只能将从一个端口接收到信号放大后复制到所有其他端口，即向与该集线器连接的所有站点转发。 交换机工作在OSI参考模型的第二层数据链路层。交换机使用以太网帧中的MAC地址进行数据帧转发，从而有效地过滤数据帧。交换机可以在多个端口对之间

同时建立多条并发连接，使得与不同端口连接站点同时发送数据时，各连接线路彼此互不影响。 三实验要求 拓扑图 该实验用到4个拓扑图。其中拓扑图1和拓扑图2是以集线器为中心的共享式以太网；拓扑图3和拓扑图4是以交换机为中心的交换式以太网。其中拓扑图1和拓扑图2主要用于观察集线器的运行及理解冲突域的概念；拓扑图3和拓扑图4主要用于观察交换机的运行及理解交换机隔离冲突域但不隔离广播域的特性。在对应的实验步骤中，我们需要将拓扑图1和拓扑图2使用交叉双绞线连接起来，将拓扑图3和拓扑图4使用交叉双绞线连接起来，从而观察使用集线器和交换机进行以太网扩展时对冲突域和广播域的影响，从而理解两类设备在扩展以太网时的作用和局限性。 IP地址配置 四实验步骤、结果（程序+注释+截图）及分析

1实验名称 集线器与局域网交换机的区别 2实验目的 1.理解集线器与局域网交换机之间的区别。 2.理解局域网交换机能够增加通信带宽但不能隔离广播分组的原因。 3实验环境 1．具有运行Windows XP操作系统的PC机4台，每台PC有一块以太网卡，用双绞线与局域网相连。 2．集线器与交换机各一台。 3. 每台PC运行协议分析仪程序Ehereal和分组发送器程序PSender。 4实验记录

图1 UDP单向发包协议分析界面

图2 发送Ping分组协议分析界面

图3 发送广播消息界面 图4 发送广播分组协议分析界面

5实验结果分析 1.从图1可以看出，用Ethereal分析仪分析通过交换机与局域网连接的某 PC发送UDP单包的分组，对35号帧进行分析，它的传输时间为俘获后 的3.555566秒，源主机的IP地址为172.19.68.90，MAC地址00：1e： 90：09:53:85，目的地址的IP为172.19.68.58，MAC地址 001:1e:90:09:53:85，协议Protocol：UDP（1881），Info为Source port： 8008 Destination port：ms-sq1-m(2070)，type为IP（0X0800），V ersion 为4以及其他UDP各个字段的内容。 2.从图2可以看出，用Ethereal分析仪分析通过交换机与局域网连接的某 PC发送Ping的分组，对7号帧进行分析，它的传输时间为俘获后的 0.163016秒，源主机的IP地址为172.19.68.90，目的地址的IP为 172.19.68.90，协议Protocol：Info为Echo（ping）request，type为IP （0X0800），V ersion为4以及其他ping各个字段的内容。 3. 从物理连接角度看，这几台通过集线器互连的PC形成了星形拓扑网， 但是从逻辑上看，它仍是总线拓扑网。集线器只接收数据信号并将其转 发到其他端口，整个集线器形成了碰撞域，该域中的每台主机都能收到 数据。因此在上述三种情况下，其他PC能够分别接收到该UDP分组、 Ping分组和广播分组。

路由器和交换机的不同之处有哪些？ 路由器实现了不同网络之间的数据转发，交换机实现了特定网络内的数据交换 工作层次不同： 交换机主要工作在数据链路层（第二层） 路由器工作在网络层（第三层）。 转发依据不同： 交换机转发所依据的对象时：MAC地址。（物理地址） 路由转发所依据的对象是：IP地址。（网络地址） 主要功能不同： 交换机主要用于组建局域网， 而路由主要功能是将由交换机组好的局域网相互连接起来，或者接入Internet。交换机能做的，路由都能做。 交换机不能分割广播域，路由可以。 路由还可以提供防火墙的功能。 路由配置比交换机复杂。 价格不同 交换机是看门大爷，路由是邮差。

一台电脑，两块网卡，软件配置成路由模式，可以实现路由器的三层功能。 同样的一台电脑，两块网卡，软件配置成桥接模式，可以实现交换机的二层功能。 所以，决定电脑能成为路由器还是交换机，决定因素是软件，而不是硬件。 Cisco的中高端交换机，既可以配置成二层交换机，又可以配置成路由器（三层交换机），用的是相同的硬件模块。 如何简单区分桥接与路由功能？ 很简单，只要看一块网卡收到的广播，能否自由流淌到另外一块网卡，就是桥接（Bridge），这是典型的二层交换机功能。否则，广播无法自由在两块网卡之间穿梭，那就是路由器功能。

桥接功能 两块网卡，没有资格绑定任何IP地址，它们在网络上的存在对用户是透明的，用户感受不到它们的存在。 两块网卡，工作在一个广播域里。如果想在广播域里刷存在感，必须拥有一个属于广播域网段的IP地址。 但是上文说了，网卡没有资格拥有IP，那这个IP地址配置在哪里呢？ 配置在软件虚拟接口SVI（Software Virtual Interface）上，拥有了IP地址的电脑，就可以远程访问它了。 路由功能 两块网卡，都需要绑定IP地址，而且这两个IP地址不能相同网段，更不能相同。