集線器與交換機

1. 集線器hub

集線器（hub）屬於資料通訊系統中的基礎裝置，它和雙絞線等傳輸介質一樣，是一種不需任何軟體支援或只需很少管理軟體管理的硬體裝置。它被廣泛應用到各種場合。集線器工作在區域網(lan)環境，像網絡卡一樣，應用於osi參考模型第一層，因此又被稱為物理層裝置。集線器內部採用了電器互聯，當維護lan的環境是邏輯匯流排或環型結構時，完全可以用集線器建立乙個物理上的星型或樹型網路結構。在這方面，集線器所起的作用相當於多埠的中繼器。其實，集線器實際上就是中繼器的一種，其區別僅在於集線器能夠提供更多的埠服務，所以集線器又叫多口中繼器。

依據ieee 802．3協議，集線器功能是隨機選出某一埠的裝置，並讓它獨佔全部頻寬，與集線器的上聯裝置(交換機、路由器或伺服器等)進行通訊。由此可以看出，集線器在工作時具有以下兩個特點。

首先是hub只是乙個多埠的訊號放大裝置，工作中當乙個埠接收到資料訊號時，由於訊號在從源埠到hub的傳輸過程中已有了衰減，所以hub便將該訊號進行整形放大，使被衰減的訊號再生(恢復)到傳送時的狀態，緊接著**到其他所有處於工作狀態的埠上。從hub的工作方式可以看出，它在網路中只起到訊號放大和重發作用，其目的是擴大網路的傳輸範圍，而不具備訊號的定向傳送能力，是—個標準的共享式裝置。因此有人稱集線器為「傻hub」或「啞hub」。

其次是hub只與它的上聯裝置(如上層hub、交換機或伺服器)進行通訊，同層的各埠之間不會直接進行通訊，而是通過上聯裝置再將資訊廣播到所有埠上。由此可見，即使是在同一hub的不同兩個埠之間進行通訊，都必須要經過兩步操作：第一步是將資訊上傳到上聯裝置；第二步是上聯裝置再將該資訊廣播到所有埠上。

2. 交換機

區域網交換機的工作原理並不複雜。在網路體系結構的第2層，即資料鏈路層，區域網交換機是根據資料幀的介質訪問控制(mac，media access control)位址進行資料幀的**操作的。mac位址也稱為裝置的實體地址。當交換機在網路埠接收到需要**的資料幀時，首先檢查資料幀的源mac位址和目的mac位址，然後與交換機內部的埠位址對照表進行比較，並按照以下規則進行操作。

(3)如果資料幀的目的mac位址，存在於交換機的埠位址對照表中，則根據查表結果將該幀**到相應埠。

(4)如果資料幀的目的mac位址與資料幀的源mac位址在同乙個埠連線的網段上，則丟棄該幀，交換不會發生。

交換機在工作時，只要同時進行資料交換的埠不發生衝突，就可以通過交換機內部的硬體交換電路，建立多條同時工作且互不影響的資料通訊鏈路。這些鏈路僅在通訊雙方有需求時建立，一旦資料交換完畢，相應的鏈路隨之拆除。這就是交換機的主要工作過程。

在交換機的工作過程中，資料幀的**是基於交換機內部的埠位址對照表進行的，這個表是交換機在啟動後動態建立和維護的。交換機在進行資料幀交換時有多種交換模式。常見的交換模式有儲存**模式、快速**模式和自由分段模式。

交換機在進行第2層交換時產生的通訊交換延遲，與交換機採用的交換模式相關。接收資料幀的長度越短，交換機的交換延遲就越小，交換效率也就越高，但相應的錯誤檢測功能就越弱。

3. 交換機和集線器的區別

從osi體系結構來看，集線器屬於osi的第一層物理層裝置，而交換機屬於osi的第二層資料鏈路層裝置。這就意味著集線器只是對資料的傳輸起到同步、放大和整形的作用，對資料傳輸中的短幀、碎片等無法有效處理，不能保證資料傳輸的完整性和正確性；而交換機不但可以對資料的傳輸做到同步、放大和整形，而且可以過濾短幀、碎片等。

從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個埠工作的時候其他所有埠都有名收聽到資訊，容易產生廣播風暴。當網路較大的時候網路效能會受到很大的影響，那麼用什麼方法避免這種現象的發生呢？交換機就能夠起到這種作用，當交換相工作的時候只有發出請求的埠和目的埠之間相互響應而不影響其他埠，那麼交換機就能夠隔離衝突域和有效地抑制廣播風暴的產生。

從頻寬來看，集線器不管有多少個埠，所有埠都共享一條頻寬，在同一時刻只能有兩個埠傳送資料，其他埠只能等待；同時集線器只能工作在半雙工模式下。而對於交換機而言，每個埠都有一條獨佔的頻寬，當兩個埠工作時並不影響其他埠的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下也可以工作在全雙工模式下。

hub是可以完成主機相連的集線器，他的頻寬是均分的，如果有10m，那麼4個人平分。但是用switch的話，接入的是10m，那麼每個使用者分到的也是10m，不會影響分支使用者的速度。

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