集线器和互换机的区别

介绍集线器和互换机技术道理、典型场景，以及两者的区别

颁布功夫：2022-09-02
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1 概述

对于推算机网络而言，互联通常是指两个或两个以上推算机网络或者设备在物理和逻辑上的衔接。集线器和互换机是实现网络互连，扩大网络规模的沉要物理设备。下面本文就携带各人相识什么是集线器和互换机，以及集线器和互换机的区别。

2 集线器和互换机

2.1 什么是集线器

集线器，英文称为“Hub”，为“中心”的意思。集线器（Hub）是数据通讯网络中的基础物理设备，是一个多网口的转发器，每个网口通过以太网双绞线或光纤与每台网络设备衔接在一路。当一个网络以集线器为中心时，即便网络中某条线路出现故障，也不会对其它线路的工作产生影响。

由于经过线缆传输的信号存在衰减，有源集线器接管到节点发送来的信号时，会将接管到的衰减信号进行再生整形放大，而后以广播方式向其他所有网口发送信号。

2.2 什么是互换机

互换机，英文称为“Switch”。互换机是一个拥有多网口的物理设备，通过将传输介质的线缆汇聚在一路，以实现网络设备的衔接。互换机是实现网络衔接，扩大网络领域不成或缺的设备。

为实现数据帧转发职能，互换机必要在内部守护一张MAC地址表，该地址表会纪录与互换机相连的每个设备的MAC地址与网口的对应关系。利用MAC地址表和内部的互换矩阵，互换机能同时连通多条通讯线路，使每一对相互通讯的设备都能独占信路，进行无矛盾地传输数据。

3 集线器和互换机的区别

集线器和互换机均给网络提供了更多的衔接网口，使更多的网络设备可能衔接在一路，起到扩大网络的作用。互换机与集线器在表观上区别不大，但是在工作道理方面存在较大的差距。

3.1 工作档次

OSI参考模型将推算机网络系统结构划分为七层，从下往上别离为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、暗示层和利用层。其中，物理层为数据端设备提供传送数据通路、传输数据，为数据链路层提供服务；数据链路层把物理层转换为靠得住的链路，重要职能蕴含组帧、物理编址、流量节造、差错节造和接入节造。

集线器工作在OSI模型的物理层，只对信号提供单一的再生整形放大和转发，不合信号进行编码。互换机工作在OSI模型的数据链路层，拥有MAC地址寻址和数据处置的职能。

3.2 转发方式

集线器的任一网口接管到单播数据包后，先对数据进行再生整形放大，而后通过广播大局转发数据到其他所有网口，发送数据没有针对性。当广播数据充溢网络，会长功夫占用线路，影响正常业务的运行。集线器的数据转发存在安全隐患，数据容易被监听窃取。

互换机在为主机转发数据过程中进行MAC地址表的进建。互换机收到一个单播数据包后，会凭据MAC地址表匹配对应的主张网口。若是MAC地址内外存在主张网口地址，则直接在对应网口进行数据的二层单播转发，而不会将数据广播到所有的网口，因而不会影响其他网口。若是MAC地址内外不存在对应的主张网口地址，才会向其他所有的网口广播数据。

3.3 传输模式

集线器为总线型拓扑，所有节点共用一条总线通讯。集线器中的两个网口不能同时进行收发数据，即在统一时刻，只能进行单方面向的数据传输，不能双向同时传输，为半双工传输模式。

互换机既支持半双工模式，也能够实现全双工模式。全双工通讯过程类似通电话的过程，两个网口能够同时进行数据的收发。此表，互换机上的网口之间的通讯都是相互独立的，不会相互影响。

3.4 带宽

集线器的所有网口共享一条带宽。而对于互换机而言，每个网口都独占一条带宽，当两个网口通讯时并不影响其他网口的通讯。举个例子，如果一个网络的带宽为100Mbps，在集线器中分配给每个网口的带宽加起来的总和为100Mbps；若是是互换机，则每个网口的带宽都为100Mbps。

3.5 两者差距性对比

在前面的章节中，萦绕“集线器和互换机的区别”进行了论述，表3-1通过将两者的差距性进行列举对比，援手读者越发直接清澈地相识两者的区别。

表3-1 集线器和互换机差距性对比

区别	集线器	互换机
工作档次	物理层	数据链路层
转发方式	广播转发	查表转发或抛弃
传输模式	半双工模式	半双工/全双工模式
带宽	共享宽带	独占宽带

4 总结

集线器重要用于共享网络的组建，它处于网络的一个星型结点，对衔接在该结点的设备进行集中治理。若无集线器作为中心节点来对设备进行治理，会出现出复杂的网络拓扑，而引入集线器能简化网络拓扑，同时方便用户急剧参与网络。在现实利用场景中，集线器通常利用于中幼型局域网或者大中型网络的边缘。

集线器为半双工传输模式，且各台设备共享带宽，若网络中某一台设备长功夫占用线路会严沉影响其他设备通讯。相比之下，互换机支持全双工传输模式，且各台设备独占带宽，通讯线路之间不会相互影响，所以利用场景越发宽泛，不仅能利用于中幼型局域网，也宽泛利用于中大型广域网中。此表，互换机能够构建虚构局域网（VLAN）来隔离广播域，缩幼广播领域，在节造“广播风暴”产生的同时还能够提高网络的安全性。总体来说，相迸宗集线器，互换机的利用场景更宽泛，其已逐步代替集线器。

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