HUB(集线器)

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2024年5月24日发(作者：)

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。

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、集线器、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。

交换机和路由器的区别

“交换”是今天网络里出现频率最高的一个词，从桥接到路由到ATM直至电话系统，无论何

种场合都可将其套用，搞不清到底什么才是真正的交换。其实交换一词最早出现于电话系统，

特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换，完成该工作的设备就是电话交换机。所以从

本意上来讲，交换只是一种技术概念，即完成信号由设备入口到出口的转发。因此，只要是

和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。由此可见，“交换”是一个涵义广泛的词语，

当它被用来描述数据网络第二层的设备时，实际指的是一个桥接设备；而当它被用来描述数

据网络第三层的设备时，又指的是一个路由设备。我们经常说到的以太网交换机实际是一个

基于网桥技术的多端口第二层网络设备，它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提

供了低时延、低开销的通路。

由此可见，交换机内部核心处应该有一个交换矩阵，为任意两端口间的通信提供通路，或是

一个快速交换总线，以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。在实际设备中，交换矩

阵的功能往往由专门的芯片（ASIC）完成。另外，以太网交换机在设计思想上有一个重要

的假设，即交换核心的速度非常之快，以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞，换句话说，

交换的能力相对于所传信息量而无穷大（与此相反，ATM交换机在设计上的思路是，认为

交换的能力相对所传信息量而言有限）。虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而

来，但毕竟交换有其更丰富的特性，使之不但是获得更多带宽的最好途径，而且还使网络更

易管理。

而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备（或网络层中继设备），路由器的基本

功能是把数据（IP报文）传送到正确的网络，包括：

数据报的转发，包括数据报的寻径和传送；

2.子网隔离，抑制广播风暴；

3.维护路由表，并与其他路由器交换路由信息，这是IP报文转发的基础。

数据报的差错处理及简单的拥塞控制；

5.实现对IP数据报的过滤和记帐。

对于不同地规模的网络，路由器的作用的侧重点有所不同。

在主干网上，路由器的主要作用是路由选择。主干网上的路由器，必须知道到达所有下层网

络的路径。这需要维护庞大的路由表，并对连接状态的变化作出尽可能迅速的反应。路由器

的故障将会导致严重的信息传输问题。

在地区网中，路由器的主要作用是网络连接和路由选择，即连接下层各个基层网络单位－－

园区网，同时负责下层网络之间的数据转发。

在园区网内部，路由器的主要作用是分隔子网。早期的互连网基层单位是局域网（LAN），

其中所有主机处于同一逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大，局域网演变成以高速主干和

路由器连接的多个子网所组成的园区网。在其中，处个子网在逻辑上独立，而路由器就是唯

一能够分隔它们的设备，它负责子网间的报文转发和广播隔离，在边界上的路由器则负责与

上层网络的连接。

从OSI体系结构来看，集线器属于OSI的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层

数据链路层设备。这就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数

据传输中的短帧、碎片等无法有效处理，不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机不

但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过滤短帧、碎片等。

HUB与交换机的区别

从工作方式来看，集线器是一种广播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候其他所有

端口都有名收听到信息，容易产生广播风暴。当网络较大的时候网络性能会受到很大的影响，

那么用什么方法避免这种现象的发生呢？交换机就能够起到这种作用，当交换相工作的时候

只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口，那么交换机就能够隔离冲

突域和有效地抑制广播风暴的产生。

从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都共享一条带宽，在同一时刻只能有两个

端口传送数据，其他端口只能等待；同时集线器只能工作在半双工模式下。而对于交换机而

言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时并不影响其他端口的工作，同时交换

机不但可以工作在半双工模式下也可以工作在全双工模式下。

本文标签： 交换机路由器数据网络转发