交换机switch、集线器hub、路由器router

交换机switch、集线器hub、路由器router

    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。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。

二，交换机的分类

局域网交换机分类

从传输介质和传输速度上看，局域网交换机可以分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等多种，这些交换机分别适用于以太网、快速以太网、FDDI、ATM和令牌环网等环境。

按照最广泛的普通分类方法，局域网交换机可以分为桌面型交换机（Desktop Switch）、组型交换机（Workgroup Switch）和校园网交换机（Campus Switch）三类。

1． 桌面型交换机是最常见的一种交换机，使用最广泛，尤其是在一般办公室、小型机房和业务受理较为集中的业务部门、多媒体制作中心、网站管理中心等部门。在传输速度上，现代桌面型交换机大都提供多个具有10/100Mbps自适应能力的端口。

2． 组型交换机即工作组交换机，常用来作为扩充设备，在桌面型交换机不能满足需求时，大多直接考虑组型交换机。虽然组型交换机只有较少的端口数量，但却支持较多的MAC地址，并具有良好的扩充能力，端口的传输速度基本上为100Mbps。

3． 校园网交换机，这种交换机应用相对较少，仅应用于大型网络，且一般作为网络的骨干交换机，并具有快速数据交换能力和全双工能力，可提供容错等智能特性，还支持扩充选项及第三层交换中的虚拟局域网(VLAN)等多种功能。

 

局域网交换机常见技术指标

局域网交换机基本技术指标较多，这些技术指标全面反映了交换机的技术性能和功能，是用户选购产品时参考的重要数据来源。其中比较重要的技术指标如下。

1． 机架插槽数：指机架式交换机所能安插的最大模块数。

2． 扩展槽数：指固定配置式带扩展槽交换机所能安插的最大模块数。

3． 最大可堆叠数：指可堆叠交换机的堆叠单元中所能堆叠的最大交换机数目。显然，此参数也说明了一个堆叠单元中所能提供的最大端口密度与信息点连接能力。

4． 支持的网络类型：一般情况下，固定配置式不带扩展槽交换机仅支持一种类型的网络，机架式交换机和固定配置式带扩展槽交换机可支持一种以上类型的网络，如支持以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM、令牌环及FDDI等。一台交换机所支持的网络类型越多，其可用性和可扩展性将越强。

5． 最大SONET端口数： SONET（Synchronous Optical Network，同步光传输网络）是一种高速同步传输网络规范，最大速率可达2.5Gbps。一台交换机的最大SONET端口数是指这台交换机的最大下联的SONET接口数。

6． 背板吞吐量： 背板吞吐最也称背板带宽，单位是每秒通过的数据包个数（pps），表示交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时成本也将会越高。

7． MAC地址表大小：连接到局域网上的每个端口或设备都需要一个MAC地址，其他设备要用到此地址来定位特定的端口及更新路由表和数据结构。一个设备的MAC地址表的大小反映了连接到该设备能支持的最大节点数。

8． 支持的协议和标准：局域网交换机所支持的协议和标准内容，直接决定了交换机的网络适应能力。这些协议和标准一般是指由国际标准化组织所制定的联网规范和设备标准。由于交换机工作在第二层或第三层上，工作中要涉及到第三层以下的各类协议，一般来讲，根据开放互联网络模型可进行如下分类。

(1)第一层（物理层）协议 包括EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、X.21和EIA530/EIA530A接口定义等，这些定义基本上决定了交换机上各物理接口的类型与作用。

(2)第二层（链路层）协议 包括802.1d/SPT、802.1Q、802.1p及802.3x等。

(3)第三层（网络层）协议 包括IP、IPX、RIP1/2、OSPF、BGP4、VRRP，以及组播协议等等。

局域网交换机选购要素

用户在选购局域网交换机时，应该主要考虑以下因素。

1、外型尺寸的选择

如果网络较大，或已完成楼宇级的综合布线，工程要求网络设备上机架集中管理，应选机架式组型交换机或者校园网交换机。如果没有上述需求，桌面型的交换机具有更高的性能价格比。

2、可伸缩性

局域网交换机的可伸缩性是选择局域网交换机的一个重要问题。可伸缩性好并非仅仅是产品拥有很多端口数量。因为交换机应用最重要的事情之一，是确定其端口在什么情况下会出现拥塞。所以用户需要考虑下面两个方面的问题。

(1) 内部可伸缩性 在2个堆叠的交换机之间，最大的可伸缩性是多少？带宽的增长在交换机没有过载时，有多少个端口的传输速率可以从10Mbps提高到100Mbps？

(2) 外部可伸缩性 和交换机上联的最高速率有关。例如，有1台24用户端口的可堆叠局域网交换机，假设这24个端口能传输的流量全都是10Mbps，并且该交换机上联的速率为1Gbps，因此，如果其中有8个端口的速率提高到100Mbps，就会导致上联的饱和。因为8个端口的传输速率达到100Mbps时，总流量就是800Mbps。而剩下的16个端口，每个端口速率为10Mbps，总共才160Mbps。这样，24个端口流量总和为960Mbps。说明这台交换机再也无法处理快速以太网的连接了，否则就会出现拥塞。如果交换机上联的速率为2Gbps，则它最多只能处理19个快速以太网端口，否则就会发生拥塞。所以，交换机的可伸缩性，直接决定了局域网各信息点传输速率的升级能力。

3、可管理性

对局域网交换机来说，在运行和管理方面所付出的代价，同样远远超过购买成本。基于这方面考虑，可管理性已开始成为评定交换机的另一个关键因素。

一般来讲，交换机本身就具有一定的可管理性能，至于可堆叠式交换机还具有可以把几个所堆叠的交换机作为1台交换机来管理的优点，而不需要对每一台局域网交换机分别进行管理和监视。需要注意的是，在可管理内容中包括了处理具有优先权流量的服务质量（QoS）、增强策略管理的能力、管理虚拟局域网流量的能力，以及配置和操作的难易程度。其中QoS性能主要表现在保留所需要的带宽，从而支持不同服务级别的需求。可管理性还涉及到交换机对策略的支持，策略是一组规则，它控制交换机工作。网络管理员采用策略分配带宽，并对每个应用流量和控制网络访问指定优先级。其重点是带宽管理策略，且必须满足服务级别协议SLA。分布式策略是堆成组叠交换机的重要内容，应该检查可堆叠交换机是否支持目录管理功能，如轻型目录访问协议（LDAP），以提高交换机的可管理性。

4、端口带宽及类型

选择什么类型的局域网交换机，用户应首先应根据自己组网带宽需要决定，再从交换机端口带宽设计方面来考虑。从端口带宽的配置看，目前市场上主要有以下三类。

第一种配置：n×10M＋m×100M低快速端口专用型

一般骨干网的传输速率为100Mbps全双工，分支速率为10Mbps。从技术角度看，这类配置的局域网交换机严格限制了网络的升级，用户无法实现高速多媒体网络，因此国内外厂商已基本停止生产这种产品。

第二种配置：n×10/100Mbps端口自适应型

目前这种交换机是市场上的主流产品，因为它们有自动协商功能（Auto Negotiation），能够检测出其下联设备的带宽是100M还是10M，是全双工还是半双工。当网卡与交换机相联时，如果网卡支持全双工，这条链路可以收发各占100M，实现200M的带宽，同样的情况可能出现在交换机到交换机的连接中，应用环境非常宽松。

第三种配置：n×1000M＋m×100M高速端口专用型

与第一类交换机配置方式相似，所不同的是不仅带宽要多几个数量级，而且端口类型也完全不同。采用这种配置方案的交换机，是当前高速网络和光纤网络接入方案中的重要设备，可彻底解决网络服务器之间的瓶颈问题。如3Com公司的3C39024（1×1000SX＋24×10/100BaseTX）、3C39036（1×1000SX＋36×10/100BaseTX）千兆上联至服务器，解决了服务器到服务器的瓶颈问题。但成本要远远高于前两类产品。

5、VLAN技术

VLAN技术主要是用来管理虚拟局域网用户在交换机之间的流量，作为一种有效的网管手段，虚拟LAN将局域网上的一组设备配置成好象在同一线路上进行通信，而实际上它们处于不同的网段。一个VLAN是一个独立的广播域，可有效地防止广播风暴。由于VLAN基于逻辑连接而不是物理连接，因此配置十分灵活。现在已经把一台交换机是否支持VLAN作为衡量一台交换机性能好坏的一个很重要的参数。最初的VLAN划分基于端口（Port Based ），大部分台湾厂商的交换机都遵循这一标准。较新的VLAN划分标准不但能实现Port Based VLAN，而且能支持MAC Based VLAN以及Protocol Based VLAN，遵循IEEE802.1Q标准。802.1Q是VLAN标准，利用交换机端口、MAC地址及第三层协议和策略方面来支持VLAN的实现。不同厂商的设备只要支持802.1Q标准，就可以互联，进行VLAN的划分。交换机产品的VLAN标准并不统一，用户在选择时一定注意这些标准和自己的需要是否一致。

6、第三层交换功能

第三层交换功能最明显的特点就是交换机提供VLAN，而划分VLAN是为了屏蔽广播数据包，及网络安全与网络控制管理方面的需要。不过，这种能够满足VLAN之间高效通信需求，且价格较高的第三层局域网交换机，对于在中小企业应用广泛的局域网系统中，并没有多少价值。因为VLAN划分对于独立性极高的中小企业网络来讲，其网络内部的安全性和可管理性已没有多少意义了。取而代之的是，这种要求不高的安全和管理要，完全可以采用技术成熟、种类较多、性能稳定和价格低廉的第二层交换机来完成。其实，采用基于第二层交换机也可以实现VLAN功能。第二层交换机还是有其许多优点，适合广大中小型用户。

常见问题：

 

    1.目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL，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，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。

   2.为什么我公司局域网在使用ADSL上互联网的时 候，ADSL Modem 上的指示灯正常显示为绿色时也经常掉线，而重新启动ADSL Modem 后就又恢复了？

 

答: 这种情况多发生在没有做代理服务器或没有做防火墙及路由器的局域网用户中，造成这种现象的具体原因是：ADSL Modem 上连接局域网的“10Base- T”口实际上是个 HUB口。虽然标称是 10Mbps的端 口，但是由于ADSL的上行带宽只有几百Kbps，如果 局域网内部采用的是将 ADSL 直接连接 HUB，再用 HUB 连接局域网内的客户机，则局域网内许多与 ADSL无关的数据包将占用ADSL上行通道，ADSL 将 无法控制这些数据包对带宽的影响，而一旦数据量超 过ADSL的上行传输能力，数据包将装入ADSL的缓 存，如果数据量继续增大，将会造成缓存溢出，导致 ADSL 出现数据阻塞而假死机。这样只有重新启动 ADSL Modem了。

解决这个问题的办法是:

 

（1）给局域网添加防火墙或路由器以隔断 ADSL Modem 与局域网之间的直接通信，这样耗资比较大。