集線器(HUB)

集線器就是將網線集中到一起的機器，也就是多臺主機和設備的連接器。集線器的主要功能是對接收到的信號進行同步整形放大，以擴大網絡的傳輸距離，是中繼器的一種形式，區(qū)別在于集線器能夠提供多端口服務，也稱為多口中繼器。集線器在OSI/RM中的物理層。集線器的基本功能是信息分發(fā)，它把一個端口接收的所有信號向所有端口分發(fā)出去。一些集線器在分發(fā)之前將弱信號重新生成，一些集線器整理信號的時序以提供所有端口間的同步數(shù)據(jù)通信。

集線器實際就是一種多端口的中繼器。集線器一般有4、8、16、24、32等數(shù)量的RJ45接口，通過這些接口，集線器便能為相應數(shù)量的電腦完成“中繼”功能（將已經衰減得不完整的信號經過整理，重新產生出完整的信號再繼續(xù)傳送）。由于它在網絡中處于一種“中心”位置，因此集線器也叫做“HUB”。

集線器的工作原理很簡單，比如有一個具備8個端口的集線器，共連接了8臺電腦。集線器處于網絡的“中心”，通過集線器對信號進行轉發(fā)，8臺電腦之間可以互連互通。具體通信過程是這樣的：假如計算機1要將一條信息發(fā)送給計算機8，當計算機1的網卡將信息通過雙絞線送到集線器上時，集線器并不會直接將信息送給計算機8，它會將信息進行“廣播”——將信息同時發(fā)送給8個端口，當8個端口上的計算機接收到這條廣播信息時，會對信息進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)該信息是發(fā)給自己的，則接收，否則不予理睬。由于該信息是計算機1發(fā)給計算機8的，因此最終計算機8會接收該信息，而其它7臺電腦看完信息后，會因為信息不是自己的而不接收該信息。

交換機(Switch)

交換機是集線器的升級換代產品，外形上和集線器沒什么分別，是一種在通信系統(tǒng)中自動完成信息交換功能的設備，用途和HUB一樣也是連接組網之用，但是它具有比集線器更強大的功能。

交換機也叫交換式集線器，它通過對信息進行重新生成，并經過內部處理后轉發(fā)至指定端口，具備自動尋址能力和交換作用，由于交換機根據(jù)所傳遞信息包的目的地址，將每一信息包獨立地從源端口送至目的端口，避免了和其他端口發(fā)生碰撞。廣義的交換機就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設備。

在計算機網絡系統(tǒng)中，交換機是針對共享工作模式的弱點而推出的。集線器是采用共享工作模式的代表，如果把集線器比作一個郵遞員，那么這個郵遞員是個不認識字的“傻瓜”——要他去送信，他不知道直接根據(jù)信件上的地址將信件送給收信人，只會拿著信分發(fā)給所有的人，然后讓接收的人根據(jù)地址信息來判斷是不是自己的!而交換機則是一個“聰明”的郵遞員——交換機擁有一條高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，當控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網卡的硬件地址）的NIC（網卡）掛接在哪個端口上，通過內部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口。目的MAC若不存在，交換機才廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的地址，并把它添加入內部地址表中。

可見，交換機在收到某個網卡發(fā)過來的“信件”時，會根據(jù)上面的地址信息，以及自己掌握的“常住居民戶口簿”快速將信件送到收信人的手中。萬一收信人的地址不在“戶口簿”上，交換機才會像集線器一樣將信分發(fā)給所有的人，然后從中找到收信人。而找到收信人之后，交換機會立刻將這個人的信息登記到“戶口簿”上，這樣以后再為該客戶服務時，就可以迅速將信件送達了。

路由器(Router)

路由器是網絡中進行網間連接的關鍵設備。作為不同網絡之間互相連接的樞紐，路由器系統(tǒng)構成了基于 TCP/IP 的國際互連網絡 Internet 的主體脈絡。

路由器之所以在互連網絡中處于關鍵地位，是因為它處于網絡層，一方面能夠跨越不同的物理網絡類型（DDN、FDDI、以太網等等），另一方面在邏輯上將整個互連網絡分割成邏輯上獨立的網絡單位，使網絡具有一定的邏輯結構。路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。 路由器的基本功能是，把數(shù)據(jù)（IP 報文）傳送到正確的網絡，細分則包括：1、IP 數(shù)據(jù)報的轉發(fā)，包括數(shù)據(jù)報的尋徑和傳送；2、子網隔離，抑制廣播風暴；3、維護路由表，并與其它路由器交換路由信息，這是 IP 報文轉發(fā)的基礎；4、IP 數(shù)據(jù)報的差錯處理及簡單的擁塞控制；5、實現(xiàn)對 IP 數(shù)據(jù)報的過濾和記帳。

路由器構成了 Internet 的骨架。它的處理速度是網絡通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網絡互連的質量。因此Internet 研究領域中，路由器技術始終處于核心地位。

網橋(Bridge)

簡單的說網橋就是個硬件網絡協(xié)議翻譯器，假設你有2臺電腦，一臺兼容機安裝windows，一臺是Apple安裝OS2，那么兩臺電腦之間是默認網絡協(xié)議是不同的，兼容機可能只會說TCP/IP，蘋果機只會說Apple talk，就好象兩個外國人都不會說對方的語言，怎么辦？找個翻譯，網橋就是翻譯。

在386、486時代網橋可能是一臺安裝了協(xié)議轉換程序的電腦，如今交換機也包含這個功能。今天的操作系統(tǒng)之間為了互相交流，支持更多的協(xié)議，操作系統(tǒng)自己就可以是網橋，現(xiàn)在網橋這個概念已經淡出了。更多是所謂的橋接、轉發(fā)、協(xié)議二次封裝。

網橋也可以說相當一個端口少的二層交換機，再者網橋主要由軟件實現(xiàn)，交換機主要由硬件實現(xiàn)！

網關(Gateway)

網關（協(xié)議轉換器）是互連網絡中操作在OSI網絡層之上的具有協(xié)議轉換功能設施，所以稱為設施，是因為網關不一定是一臺設備，有可能在一臺主機中實現(xiàn)網關功能。

網關用于以下幾種場合的異構網絡互連：

異構型局域網，如互聯(lián)專用交換網PBX與遵循IEEE802標準的局域網。
局域網與廣域網的互聯(lián)。
廣域網與廣域網的互聯(lián)。
局域網與主機的互聯(lián)（當主機的操作系統(tǒng)與網絡操作系統(tǒng)不兼容時，可以通過網關連接）。
網關的分類

協(xié)議網關：協(xié)議網關通常在使用不同協(xié)議的網絡區(qū)域間做協(xié)議轉換。
應用網關：應用網關是在使用不同數(shù)據(jù)格式間翻譯數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
安全網關：安全網關是各種技術的融合，具有重要且獨特的保護作用，其范圍從協(xié)議級過濾到十分復雜的應用級過濾。
首先說HUB，也就是集線器。它的作用可以簡單的理解為將一些機器連接起來組成一個局域網。而交換機（又名交換式集線器）作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區(qū)別：集線器采用的式共享帶寬的工作方式，而交換機是獨享帶寬。這樣在機器很多或數(shù)據(jù)量很大時，兩者將會有比較明顯的。而路由器與以上兩者有明顯區(qū)別，它的作用在于連接不同的網段并且找到網絡中數(shù)據(jù)傳輸最合適的路徑 ，可以說一般情況下個人用戶需求不大。路由器是產生于交換機之后，就像交換機產生于集線器之后，所以路由器與交換機也有一定聯(lián)系，并不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能路由轉發(fā)數(shù)據(jù)包的不足。

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