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關(guān)于集線器,交換機(jī),路由器工作層次區(qū)別的相關(guān)介紹

瀏覽次數(shù)：發(fā)布時(shí)間：2019-09-09

       集線器（Hub）、交換機(jī)（Switch）與路由器（Router）號(hào)稱(chēng)是網(wǎng)絡(luò)硬件三劍客，一直以來(lái)都是網(wǎng)絡(luò)界的活躍分子，但讓非常多初入網(wǎng)絡(luò)之門(mén)的菜鳥(niǎo)惱火的是，它們?nèi)卟粌H外觀相似，并且常常呆在一起?？墒沁@三者的使用卻不盡相同，今天飛暢科技的小編就來(lái)為大家介紹下集線器,交換機(jī),路由器工作層次的區(qū)別。
 
集線器,交換機(jī),路由器工作層次的區(qū)別
       集線器(Hub) —— 工作在物理層
 
       信號(hào)在線路中傳播會(huì)進(jìn)行衰減，集線器的作用就是對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生放大，從而擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離。從功能就可以看出，集線器是工作在物理層的。而且從下圖中可以看出，使用集線器的網(wǎng)絡(luò)是總線型網(wǎng)絡(luò)，那么當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送消息時(shí)，所有的計(jì)算機(jī)都會(huì)收到消息。而且有一個(gè)問(wèn)題就是有可能多臺(tái)主機(jī)同時(shí)發(fā)送消息，那么這些信號(hào)在總線上相遇就會(huì)發(fā)生沖突，所以就需要使用"載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)(CSMA/CD)"。
 
       使用集線器的網(wǎng)絡(luò)叫做共享式網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)都屬于同一個(gè)沖突域，即一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送消息，其它的計(jì)算機(jī)都能夠收到。而且同一時(shí)刻只能夠有一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送消息(為了防止沖突)。
 
       雖然說(shuō)在共享式網(wǎng)絡(luò)中其它計(jì)算機(jī)也能夠收到不是發(fā)給自己的信息，但是計(jì)算機(jī)會(huì)識(shí)別該信息是不是發(fā)送給自己的，如果不是那么就會(huì)丟棄。
集線器,交換機(jī),路由器工作層次的區(qū)別
 
       交換機(jī)(Switch) —— 工作在數(shù)據(jù)鏈路層
 
       前言——交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的消息叫做幀。
 
       集線器的信道利用率太低了，所以就出現(xiàn)了交換機(jī)。交換機(jī)很很多個(gè)端口，每個(gè)端口都能夠連接一臺(tái)計(jì)算機(jī)，當(dāng)計(jì)算機(jī)A向計(jì)算機(jī)B發(fā)送信息時(shí)，會(huì)在內(nèi)部建立起一條臨時(shí)性的數(shù)據(jù)傳輸通道，如果有多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)通信，那么就會(huì)維護(hù)多條通道。那么可以看出交換機(jī)的每個(gè)端口就是一個(gè)沖突域，如果該端口只連接了一臺(tái)計(jì)算機(jī)，那么就相當(dāng)于沒(méi)有沖突。
 
       每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有一個(gè)網(wǎng)卡適配器，每個(gè)網(wǎng)卡適配器都有一個(gè)MAC地址，該地址是全球唯一的。
 
       當(dāng)計(jì)算機(jī)A向計(jì)算B發(fā)送幀時(shí)，就會(huì)根據(jù)幀首部包含的目的主機(jī)MAC地址，將幀從合適的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。那么交換機(jī)怎么知道從哪個(gè)端口把幀轉(zhuǎn)發(fā)出去呢？
 
       交換機(jī)會(huì)在內(nèi)部維護(hù)一個(gè)MAC地址表，其中包含了每個(gè)端口對(duì)應(yīng)的主機(jī)的MAC地址。交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，就會(huì)查找該MAC地址表，然后將幀從合適的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。
 
       那么交換機(jī)是如何得到這個(gè)MAC地址表的呢？
 
       靜態(tài)MAC地址表：當(dāng)把一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接上交換機(jī)時(shí)，由管理員填寫(xiě)該表，從而形成MAC地址表。
 
       動(dòng)態(tài)MAC地址表：當(dāng)把一臺(tái)計(jì)算機(jī)B連接上交換機(jī)時(shí)，什么事都不用做，當(dāng)有計(jì)算機(jī)A向計(jì)算機(jī)B發(fā)送幀時(shí)，如果交換機(jī)不能夠在MAC地址表中找到幀首部的目的MAC地址對(duì)應(yīng)的是哪個(gè)端口，那么就會(huì)向所有的端口（除了發(fā)送幀的那個(gè)端口除外）發(fā)送該消息，然后只要計(jì)算機(jī)B回應(yīng)了幀，交換機(jī)就知道哪個(gè)端口連接了計(jì)算機(jī)B，那么交換機(jī)就會(huì)在MAC地址表中記錄下來(lái)。
集線器,交換機(jī),路由器工作層次的區(qū)別
 
       路由器(Router) —— 工作在網(wǎng)絡(luò)層
 
       前言——路由器轉(zhuǎn)發(fā)的消息叫做IP數(shù)據(jù)報(bào)。
 
       交換機(jī)是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的，也即交換機(jī)只能轉(zhuǎn)發(fā)局域網(wǎng)內(nèi)的幀。如果網(wǎng)絡(luò)A的主機(jī)想要發(fā)消息給網(wǎng)絡(luò)B的主機(jī)就需要路由器了。
 
       如果網(wǎng)絡(luò)A的主機(jī)1想要想網(wǎng)絡(luò)B的主機(jī)2發(fā)送消息，那么主機(jī)1必須在IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部加上源IP地址和目標(biāo)IP地址，那么路由器A會(huì)根據(jù)目標(biāo)IP地址將IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到路由器B。路由器B接收到該IP數(shù)據(jù)報(bào)后，會(huì)將該IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝成幀，然后在幀的首部加上主機(jī)B的MAC地址作為目的地址，然后把該消息轉(zhuǎn)發(fā)給主機(jī)B，或者轉(zhuǎn)發(fā)給交換機(jī)，由交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給主機(jī)B。
 
       那么路由器A怎么知道把IP數(shù)據(jù)包從哪個(gè)端口送出去呢？路由器內(nèi)部維護(hù)了一張路由表，它知道把IP數(shù)據(jù)報(bào)從哪個(gè)端口發(fā)出去。這個(gè)就不詳細(xì)說(shuō)了，太復(fù)雜了。
 
       那么路由器B怎么知道某個(gè)IP地址對(duì)應(yīng)了哪個(gè)主機(jī)，且該主機(jī)的MAC地址是什么呢？
 
       路由器內(nèi)部維護(hù)了一張arp表，即地址解析協(xié)議表，它知道哪個(gè)IP地址對(duì)應(yīng)了哪個(gè)MAC地址。
 
       ①如果arp表中存在該IP地址所對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，那么根據(jù)該表項(xiàng)，直接將IP數(shù)據(jù)包加上相應(yīng)的首部封裝成幀。
 
       ②如果arp表中不存在該IP地址所對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，那么路由器發(fā)送一個(gè)廣播幀，將幀首部的目的MAC地址設(shè)為FFFFFFFFFFFF，交換機(jī)收到該幀后，發(fā)現(xiàn)其目的MAC地址是FFFFFFFFFFFF，就會(huì)將該幀從所有的端口（除了發(fā)送該幀的端口除外）轉(zhuǎn)發(fā)出去，當(dāng)計(jì)算機(jī)收到該幀后，就會(huì)把自己的IP地址和MAC地址都發(fā)送給路由器，這樣路由器就生成了arp表了。然后再根據(jù)該表轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報(bào)。
 
       注：計(jì)算機(jī)接收的幀只有兩種，①幀首部的目的MAC地址和自己的MAC地址一致；②幀首部的目的MAC地址是廣播地址FFFFFFFFFFFF。（這里不考慮組播的情況）。
 
       好了，以上就是關(guān)于集線器,交換機(jī),路由器工作層次區(qū)別的相關(guān)介紹，希望能對(duì)你有所幫助！飛暢科技，專(zhuān)業(yè)做光端機(jī)、光纖收發(fā)器、工業(yè)交換機(jī)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器的廠家，自主研發(fā)品牌，歡迎前來(lái)了解、交流。咨詢(xún)熱線：0571-8700-7140，400-0505-571。
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