集线器、交换机、路由器—全方位比较

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2024年3月22日发(作者：)

集线器、交换机、路由器—全方位比较

经常遇到的设备有集线器、交换机、路由器三种，下面全面比较下各自的差

异。

集线器与交换机的区别：

1) 在OSI/RM（OSI参考模型）中的工作层次不同

交换机和集线器在OSI／RM开放体系模型中对应的层次就不一样，集线器

是同时工作在第一层（物理层）和第二层（数据链路层），而交换机至少是工作

在第二层，更高级的交换机可以工作在第三层（网络层）和第四层（传输层）。

2) 交换机的数据传输方式不同

集线器的数据传输方式是广播（broadcast）方式，而交换机的数据传输是

有目的的，数据只对目的节点发送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情况

下第一次使用广播方式发送，然后因为交换机具有MAC地址学习功能，第二次

以后就不再是广播发送了，又是有目的的发送。这样的好处是数据传输效率提高，

不会出现广播风暴，在安全性方面也不会出现其它节点侦听的现象。

3) 带宽占用方式不同

在带宽占用方面，集线器所有端口是共享集线器的总带宽，而交换机的每个

端口都具有自己的带宽，这样就交换机实际上每个端口的带宽比集线器端口可用

带宽要高许多，也就决定了交换机的传输速度比集线器要快许多。

4) 传输模式不同

集线器只能采用半双工方式进行传输的，因为集线器是共享传输介质的，这

样在上行通道上集线器一次只能传输一个任务，要么是接收数据，要么是发送数

据。

路由器与交换机的主要区别体：

(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。

如果用最简单的语言叙述交换机与集线器的区别，那就应该是智能与非智能

的差别。集线器说白了只是连接多个计算机的设备，它只能起到信号放大、传输

的作用，但不能对信号中的碎片进行处理，所以在传输过程中非常容易出错。而

交换机则可以看作是一种智能型的集线器，它除了包括集线器的所有特性外，还

具有自动寻址、交换、处理的功能。并且在传递过程中，只有发送源与接受源独

立工作，其间不与其它端口发生关系，从而达到防止数据丢失和提高吞吐量的目

的。

从它们的工作状态看，集线器属于共享型。也就是说，在一个端口向另外一

个端口发送信息的时候，其它的端口就不能再有信息传输，只能处于等待状态。

另外集线器是工作在半双工下，即在传输过程中只能是单向的，必须是在一个发

送源发送完信息后，接受方才能发送信号。交换机的工作原理却与集线器有很大

区别，由于它的每个端口都可视为一条独立的通道，所以在一个端口工作时不会

影响到其它端口的传输。而且交换机是工作在全双工状态下的，因此它的数据处

理能力在无形中又提高了一倍。

也许您对上面多多所说的有些不明白，那么咱们举个简单的例子您就清楚

了。比如说让两组人同时给对方互相传输一个文件，从一个人传到另一个的时间

为1分钟。如果是用集线器的话，需要的时间是4分钟。数据先从一个人传到对

方那里，然后对方再传回来。接着才能是另一组做相同的工作，这样算下来就是

4分钟。但是用交换机的话速度就快多了，在相同情况下只需要1分钟就足够了。

由于每个端口都是独立的，所以这两组人可以同时传输数据，再因为交换机可以

工作在全双工下，所以每两个人也可以同时传输，换句话说这4个人是在同一个

时间内完成的工作。所以我们也可以把集线器和交换机的处理能力看做串行处理

与并行处理。

刚才咱们说的是一种理论数值，实际上在传输中还有许多工作要做，比如除

错、整理等等，因此交换机的速度不可能达到集线器的4倍，但有一点可以肯定，

交换机绝对比集线器快！

其实在挑选集线器与交换机的过程当中，还有其它的因素在里面，这样才能

避免浪费。首先我们要考虑组建局域网是干什么用的？如果说只是进行简单的文

件传输和共享，那么买个集线器就能够满足您的要求。但如果您要在局域网中需

要进行大量的数据交换、运算处理的话，交换机当然是您的首选。

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