网络相关硬件

哈喽，大家好呀！这里是码农后端。今天来简单介绍一下与网络相关的硬件，如集线器、交换机、路由器、网关等。虽然是概念性的东西，但也是需要理解的。

1、集线器(HUB)

集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，并把所有节点集中在以它为中心的节点上。

集线器，英文为“Hub”，即“中心”的意思。

1.1 优点

1）安装简单。
2）是一个标准的共享式设备 ，可以增加网络的节点数目，扩大网络的传输范围，但不具备信号的定向传送能力。

1.2 缺点

1）传输效率低：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（如一个8口的HUB，每个端口得到的带宽就只有1/8的总带宽）
2）易发生阻塞。
3）不能隔离冲突域和广播域，容易发生冲突。
4）不能保证数据传输的完整性和正确性。

1.3 其他

1）Hub只与它的上联设备(如上层Hub或交换机)进行通信，第一步是将信息上传到上联设备，第二步是上联设备再将该信息广播到所有端口上。
2）集线器端口使用数量上的限制，如10M可用15口，100M可用25口。

2、交换机

交换机一般用于局域网中，主要功能是根据MAC地址来进行数据的转发和交换。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。其实是更先进的网桥，它除了具备网桥的所有功能外，还通过在节点或虚电路间创建临时逻辑连接，使得整个网络的带宽得到最大化的利用。

通过交换机连接的网段内的每个节点，都可以使用网络上的全部带宽来进行通信，而不是各个节点共享带宽。

2.1 特点

1）交换机的每一个端口所连接的网络都是独立的，即可以独享带宽；
2）交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内，即交换机不隔绝广播；
3）交换机根据MAC地址进行数据的转发，因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备。

3、路由器

路由器是一类网络互连设备，基于OSI第3层地址在网络间传递数据分组。路由器能作出决定为网络上的数据分组选择最佳传递路径，因为路由器根据网络地址转发数据。路由器的目的是检查每一个进来的分组（第3层数据），为它们选择穿过网络的最佳路径，然后将它们交换到适当的出口。

在大型网络中，路由器是最重要的通信调节设备，其可以使任何种类的计算机与世界上任何地方的其他计算机进行通信。

3.1 优点

1）适用于大规模的网络；
2）为数据提供最佳的传输路径；
3）安全性高；
4）可以隔离广播域，隔离不需要的通信量；
5）节省局域网的频宽；

3.2 缺点

1）安装和设置复杂；
2）价格较高。

3.3 小结

1、路由器与交换机的区别：

1）交换机工作在OSI第二层，路由器工作第三层。交换机的工作原理相对比较简单，而路由器具有更多的智能功能，如选择最佳的线路。
2）交换机利用物理地址来确定是否转发数据；路由器是使用IP地址。
3）传统的交换机只能分割冲突域，而无法分割广播域；而路由器可以分割广播域。

4、第三层交换机

4.1 定义

三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务，能够做到一次路由，多次转发。

解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

4.2 三层交换机与路由器的区别

1、主要功能不同

三层交换机同时具备了数据交换和路由转发两种功能，但其主要功能还是数据交换；而路由器仅具有路由转发这一种主要功能。

2、主要适用的环境不同

三层交换机的路由功能通常比较简单，因为它所面对的主要是简单的局域网连接。路由器主要是用于不同类型的网络之间。它最主要的功能就是路由转发，所以路由器的路由功能通常非常强大，不仅适用于同种协议的局域网间，更适用于不同协议的局域网与广域网间。它的优势在于选择最佳路由、负荷分担、链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。为了与各种类型的网络连接，路由器的接口类型非常丰富，而三层交换机则一般仅同类型的局域网接口，非常简单。

3、性能体现不一样

1）路由器和三层交换机在数据包交换操作上存在着明显区别。路由器一般由基于微处理器的软件路由引擎执行数据包交换，而三层交换机通过硬件执行数据包交换。
2）三层交换机的性能要远优于路由器，非常适用于数据交换频繁的局域网中；而路由器虽然路由功能非常强大，但它的数据包转发效率远低于三层交换机，更适合于数据交换不是很频繁的不同类型网络的互联，如局域网与互联网的互联。