集线器、交换机与路由器有什么区别?

注:本文旨在简单的说明集线器、交换机与路由器的区别,因而忽略了很多细节。三者实际的发展过程和工作原理并非文中所写的这么简单。如果你看完本文能大概了解到三者的异同,本文的目的就达到了。至于更具体的技术问题,欢迎在留言中探讨。

我相信我们都玩过一款特别火的游戏:帝国时代。小时候想要玩帝国时代,需要到软件城购买盗版光盘安装(大概3块钱一张左右的样子,当时已经觉得很便宜了,谁想到现在有了网络之后是免费)。下载完成后只能进行单机模式。

小A是一个帝国时代大神,他打通了游戏的所有关卡,可以一个人单挑8个疯狂的电脑。渐渐他觉得无聊了,想要找小伙伴一起PK。

但是如何实现两台设备的互联呢?小A很聪明,他发明了一个类似于USB口一样的可以传输数据的端口,他将其命名为网口。小A通过一根网线将自己的电脑与小B的网口相连,实现了两台电脑间的互连。

图片

两个小伙伴很开心,联机玩了起来,这时被路过的小C看见了,小C也要加入进来。但是我们知道,每台电脑只有一个网口,无法实现三台电脑的相互连接,那要要怎么办呢?

图片

这时候小B出了一个主意:咱们再找一台计算机,给他多设计几个网口,我们每个人都连到这台计算机的网口上,不也实现咱们哥几个之间的互连了吗。

说干就干,于是他们设计出了一款微型计算机,他本身具备多个网口,专门实现多台计算机的互联作用,这个微型计算机就是集线器(HUB)。顾名思义,集线器起到了一个将网线集结起来的作用,实现最初级的网络互通。集线器是通过网线直接传送数据的,我们说他工作在物理层

图片

有了集线器后,越来越多的小伙伴加入到游戏中,小D、小E等人都慕名而来。然而集线器有一个问题,由于和每台设备相连,他不能分辨出具体信息是发送给谁的,只能广泛的广播出去。

例如小A本来想问小C:你吃了吗?结果小B,小D和小E等所有连接在集线器上的用户都收到了这一信息,且由于处于同一网络,小A说话时其他人不能发言,否则信息间会产生碰撞,引发错误,我们叫做各设备处于同一冲突域内

图片

图片

这样的设备用户体验极差,于是小伙伴们一起讨论改进措施。这时聪明的小D发话了:我们给这台设备加入一个指令,让他可以根据网口名称自动寻址传输数据

比如我把小A的网口命名为macA,将小C的命名为macC,这时如果小A想要将数据传给小C,则设备会根据网口名称macA和macC自动将资料从A的电脑传送到C的电脑中,而不让小B、小D和小E收到。

也就是说,这台设备解决了冲突的问题,实现了任意两台电脑间的互联,大大地提升了网络间的传输速度,我们把它叫做交换机。由于交换机是根据网口地址传送信息,比网线直接传送多了一个步骤,我们也说交换机工作在数据链路层

图片

图片

这回小伙伴们高兴了,他们愉快地玩耍起来。渐渐地,他们在当地有了名气,吸引了越来越多的小伙伴加入到他们的队伍中。直到有一天,一个外村的小伙突然找上门来,希望能和他们一起互联,实现跨村间的网络对战。

小A说可以呀,于是他们找了一根超长的网线将两个村落的交换机连在了一起。结果发现一件奇怪的事:两个村落间竟然不能相互通信。怎么着,原来那边的电脑和他们用的不是一套操作系统,这导致信息间的传送形式的不匹配。在这期间,还有其他村落的人也来找过小A,可是小A发现,每个村子之间用的操作系统都不一样。

这可咋办呐?难道以后只能各自村子玩各自的了吗?为了解决这一问题,各村的小伙伴们坐在一起组织了一场会议,最终得出了一套解决方案:采用同样的信息传送形式(像不像秦始皇统一度量衡)。

那如何实现呢?小伙伴们规定,不同的村子间先在各自的操作系统上加上一套相同的协议。不同村落通信时,信息经协议加工成统一形式,再经由一个特殊的设备传送出去。这个设备就叫做路由器。路由器通过IP地址寻址,我们说它工作在计算机的网络层

这样,经由如此的一系列改装,小A终于带领村民们实现了整个乡镇的通信。随着越来越多的城里人也加入小A的协议,小A带领村民逐步实现了全市、全国乃至全世界的通信。这一套协议便是TCP/IP协议簇,互联网也便这样形成了。

图片

然而,即便如今全网络已遍布了全世界,在小A和村里的小伙伴对战帝国时代的时候,也仍然用着交换机。只有和外面更大的世界交流的时候才用到路由器。

总结:交换机适合局域网内互联,路由器实现全网段互联。

1 评论

  1. 或许交换机发展到路由器可以换一个思路去解释?
    因为操作系统的话 交换机的子网内也有可能出现不同操作系统的情况 但也解决了
    可以考虑从主机数量逐渐增多的情况下全用交换机导致交换表过大且寻址困难的角度出发?

发表评论