路由器(Router)、集线器(Hub)交换机(Switch)的各自特点与区别_

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2024年7月13日发(作者：)

路由器（Router）、集线器（Hub）交换机（Switch）的各自特点与区别

1.路由器（Router）是一种负责寻径的网络设备，它在互连网络中从多条路径中寻找通讯量最少的

一条网络路径提供给用户通信。路由器用于连接多个逻辑上分开的网络。对用户提供最佳的通信路径，

路由器利用路由表为数据传输选择路径，路由表包含网络地址以及各地址之间距离的清单，路由器利用

路由表查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径。路由器使用最少时间算法或最优路径算法来调整

信息传递的路径，如果某一网络路径发生故障或堵塞，路由器可选择另一条路径，以保证信息的正常传

输。路由器可进行数据格式的转换，成为不同协议之间网络互连的必要设备。

路由器使用寻径协议来获得网络信息，采用基于“寻径矩阵”的寻径算法和准则来选择最优路径。

按照OSI参考模型，路由器是一个网络层系统。路由器分为单协议路由器和多协议路由器。

Internet由各种各样的网络构成，路由器是其中非常重要的组成部分，整个Internet上的路由器不

计其数。Intranet要并入Internet，兼作Internet服务，路由器是必不可少的组件，并且路由器的配置

也比较复杂。

（一）路由器的寻址和路由选择

在互连网上交换信息的一个基本要求是每个站都具有可达的唯一地址。像邮政编址类似，互连网地

址也由几部分组成。在互连网上，通常要求使用网络地址、主机地址和计算机上运行的应用。

规定了地址之后，接下来便是如何选择路径到达报文的终点。路由选择涉及规定路由选择参数以及

如何获得这些参数。

在互连网中使用的地址是32位的IP地址，该地址由网络号和主机号组成。IP地址分为下述3类：

A类地址使用7位来标识网络，24位用来规定网络上的主机；

B类地址使用14位来标识网络，16位用来标识主机；

C类地址使用21位来标识网络，8位用来标识主机。

路由器在选择路径时常用的算法有两种：一是距离向量；二是链路状态。前一种由路由选择信息协

议（RIP）使用，后一种由开放式最短路径优先协议（OSPF）使用。

现举例来说明路由器如何工作。假设由一个路由器连接了三个子网，子网地址（掩码）分别为100

0、2000 和 3000，相互通信的两个站的地址分别是1400和2034。

假定编址为1400的站向2034发送报文。信源站首先将其网络地址掩码（1000）与终点网络地址

掩码进行比较，因为两者不同，源站认识到报文接收者不在同一LAN上， 不能直接发送到接收者。于

是该源站便从其路由选择表中把它所连接的路由器1的地址和该报文置于一个信封内，并将信封发给路

由器1。

路由器1收到报文，丢掉信封，观察报文的终点地址，将其与它具有的3个网络地址掩码（1000，

2000 和 3000）比较。由于与2000相同， 路由器便将报文直接发送给接收者。当然，这个例子是互

连网络中最简单的一种，但基本原理是一样的。

（二）路由器与网桥的差别

路由器在网络层提供连接服务，用路由器连接的网络可以使用在数据链路层和物理层完全不同的协

议。由于路由器操作的OSI层次比网桥高，所以，路由器提供的服务更为完善。路由器可根据传输费用、

转接时延、网络拥塞或信源和终点间的距离来选择最佳路径。路由器的服务通常要由端用户设备明确地

请求，它处理的仅仅是由其它端用户设备要求寻址的报文。

路由器与网桥的另一个重要差别是，路由器了解整个网络，维持互连网络的拓扑，了解网络的状态，

因而可使用最有效的路径发送包。

网桥和路由器之间功能上的差别经常很模糊。由于网桥变得越来越复杂，它们现在能处理一些以前

由路由器处理的日常杂务，这样使很多路由器失了业。执行路由功能的网桥有时也称为网桥路由器（br

outers）。

2.交换机的英文名称之为“Switch”，它是集线器的升级换代产品，从外观上来看的话，它与集线器

基本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方形盒状体。交换机是按照通信两端传输信息的需要，用

人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是

一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

“交换”和“交换机”最早起源于电话通讯系统（PSTN）。我们以前经常在电影或电视中看到一些

老的影片时常看到有人在电话机旁狂摇几下（注意不是拨号），然后就说：跟我接XXX，话务接线员接

到要求后就会把相应端线头插在要接端子上，即可通话。其实这就是最原始的电话交换机系统，只不过

它是一种人工电话交换系统，不是自动的，也不是我们今天要谈的计算机交换机，但是我们现在要讲的

计算机交换机也就是在这个电话交换机技术上发展而来。

在计算机网络系统中，交换概念的提出是相对于共享工作模式的改进。我们知道集线器（HUB）是

一种共享介质的网络设备，而且HUB本身不能识别目的地址，是采用广播方式向所有节点发送。即当

同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，

对网络上所有节点同时发送同一信息，然后再由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接

收。在这种方式下我们知道很容易造成网络堵塞，因为其实接收数据的一般来说只有一个终端节点，而

现在对所有节点都发送，那么绝大部分数据流量是无效的，这样就造成整个网络数据传输效率相当低。

另一方面由于所发送的数据包每个节点都能侦听到，那显然就不会很安全了，容易出现一些不安全因素。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线

上。控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的MAC地址（网卡的硬件地址）对照表以确定

目的MAC的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵直接将数据迅速包传送到目的节点，

而不是所有节点，目的MAC若不存在才广播到所有的端口。这种方式我们可以明显地看出一方面效率

高，不会浪费网络资源，只是对目的地址发送数据，一般来说不易产生网络堵塞；另一个方面数据传输

安全，因为它不是对所有节点都同时发送，发送数据时其它节点很难侦听到所发送的信息。这也是交换

机为什么会很快取代集线器的重要原因之一。

交换机还有一个重要特点就是它不是像集线器一样每个端口共享带宽，它的每一端口都是独享交换

机的一部分总带宽，这样在速率上对于每个端口来说有了根本的保障。另外，使用交换机也可以把网络

“分段”，通过对照地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机，这就是后面将要介绍的VLAN

（虚拟局域网）。通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共

享冲突。这样交换机就可以在同一时刻可进行多个节点对之间的数据传输，每一节点都可视为独立的网

段，连接在其上的网络设备独自享有固定的一部分带宽，无须同其他设备竞争使用。如当节点A向节点

D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有带宽，都有着自己的虚拟连接。

打个比方就是，如果现在使用的是10Mbps 8端口以太网交换机，因每个端口都可以同时工作，所以在

数据流量较大时，那它的总流量可达到8＊10Mbps＝80Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，

因为它是属于共享带宽式的，所以同一时刻只能允许一个端口进行通信，那数据流量再忙HUB的总流

通量也不会超出10Mbps。如果是16端口、24端口的更是明显了！

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。目前一些高档

交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具

有路由和防火墙的功能。

交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之

间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口，用于连接网

络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。

一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我

们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用户就拥

有更快的接入速度，支持更大的信息流量。

用交换机可以组成局域网

组局域网

路游器有路游功能,能讲外面分配过来的一个IP地址分配成多个IP,你要是用网络交换机就不行,就算

里面的电脑都能上网,那也是大家共一个IP

路游，现在4口的路游能接4台电脑，好的TP-LINK 140元左右（这是以前的价格，但这东西没

有电脑那样跌得快），国产的80左右，也还行，性能没有什么感觉上的差异

最近看到很多人在询问交换机、集线器、路由器是什么，功能如何，有何区别，笔者就这些问题简

单的做些解答。

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。

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。

本文标签： 交换机路由器网络地址连接