路由器-HUB集线器-交换机这三者用途和区别

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2024年6月1日发(作者：)

交换机，路由器，HUB,有何不同

平常我们说的HUB就是集线器，而交换机从某种意义上说也是集线器，或者叫

智能集线器，他们都是第二层的（数据链路层）设备，HUB分享带宽，即：如

果10台机器接在一个10M的HUB上分到每台机器的只有1M，但交换机因为

有自己的CPU和RAM可以实现存储转发等功能，不共享带宽，即每台机器都

是10M。路由器是第三层（网络层）设备，可是实现路由功能（第三层交换机

也可以实现）。单从组建局域网来说，交换机的速度最快，其次是路由器，最后

是HUB。而价格是路由器最贵，然后是交换机和HUB。如果家庭两三台电脑想

共享上网的话，个人认为：1、开猫的路由＋四口HUB（50元左右）还是不错

的。2、如果猫没有路由功能，买个四口的路由最方便（200元左右吧），还能

起到防火墙的作用。3、至于双网卡，个人并不推荐，你买块过得去的网卡也得

50元左右吧，那这样就不如买个HUB了，况且现在的猫大多有路由功能。

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交换机与路由器的区别

计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。如果几个计算机网络只

是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么

实际意义。因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以

进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个

大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网、互连网。

将网络互相连接起来要使用一些中间设备（或中间系统），ISO的术语称之为中

继（relay）系统。根据中继系统所在的层次，可以有以下五种中继系统：

1.物理层（即常说的第一层、层L1）中继系统，即转发器（repeater）。

2.数据链路层（即第二层，层L2），即网桥或桥接器（bridge）。

3.网络层（第三层，层L3）中继系统，即路由器（router）。

4.网桥和路由器的混合物桥路器（brouter）兼有网桥和路由器的功能。

5.在网络层以上的中继系统，即网关（gateway）.

当中继系统是转发器时，一般不称之为网络互联，因为这仅仅是把一个网络扩大

了，而这仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂，目前使用得较少。因此一般

讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机

和路由器及其区别。

2 交换机和路由器

“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。

3 第二层交换机和路由器的区别

传统交换机从网桥发展而来，属于OSI第二层即数据链路层设备。它根据MAC

地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属

于OSI第三层即网络层设备，它根据IP地址进行寻址，通过路由表路由协议产

生。交换机最大的好处是快速，由于交换机只须识别帧中MAC地址，直接根据

MAC地址产生选择转发端口算法简单，便于ASIC实现，因此转发速度极高。

但交换机的工作机制也带来一些问题。

1.回路：根据交换机地址学习和站表建立算法，交换机之间不允许存在回路。一

旦存在回路，必须启动生成树算法，阻塞掉产生回路的端口。而路由器的路由协

议没有这个问题，路由器之间可以有多条通路来平衡负载，提高可靠性。

2.负载集中：交换机之间只能有一条通路，使得信息集中在一条通信链路上，不

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