图解集线器、中继器、交换机、网桥、路由器、光猫到底有啥区别?

news2024/11/18 11:35:53

集线器、中继器、交换机、网桥、光猫这些都是网络设备,但它们在功能、工作层次、数据传输方式、带宽占用方式等方面存在差异

集线器 

集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思(就像是GitHub),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,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上 

还有一种就是我们常用的USB扩展坞,其实他也叫集线器!

但是集线器不能隔离冲突域,也不能隔离广播域!!! 

因为它是属于无脑转化的! 

例子 

但A、B、C三台电脑想通过有线的发生共享文件,但是每台电脑只有一个网口那该怎么办?

那就可以使用集线器啦!它是一个工作在物理层的设备,它的工作原理十分简单:就是把输入的信号广播(无脑)到集线器的所有端口上!

中继器

中继器是工作在物理层上的连接设备,适用于完全相同的两个网络的互连。其主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发,来扩大网络传输的距离。中继器是对信号进行再生和还原的网络设备。从理论上讲中继器的使用是无限的,网络也因此可以无限延长。但实际上这是不可能的,因为网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定,中继器只能在此规定范围内进行有效的工作,否则会引起网络故障。

交换机

如果有N台机器互连,要是使用集线器连接,那么每发一条信息所有人都会收到!比如:你只想和你女朋友窃窃私语,但是大家都听到了!!!

那么,通过交换机可以做到把A发给B的消息只让他们两个知道,而其他人不知道。这样就可以大大减少网络资源的浪费! 

从网络分层上说,交换机属于数据链路层。所有发送到交换机的数据,都会先进入到交换机的缓存,然后再被转发到对应的机器。注意:这是转化,而不是集线器的广播!

二层交换机和三层交换机有什么区别 

工作层级:二层交换机工作在数据链路层,而三层交换机工作在网络层。

数据传输方式:二层交换机的数据传输方式主要基于硬件实现,以高速方式转发数据包。三层交换机的数据传输则结合了二层交换技术和三层转发功能,实现了一次路由多次交换,即第一次进行源到目的的路由后,三层交换机会将数据转到二层,之后无论是目的到源还是源到目的都可以进行快速交换。

功能:二层交换机基于MAC地址访问,只做数据的转发,并且不能配置IP地址。三层交换机在二层交换机的基础上增加了路由功能,可配置不同vlan的IP地址,vlan之间可通过三层路由实现不同vlan之间通讯。

应用场景:二层交换机主要用于网络接入层和汇聚层,而三层交换机主要用于网络核心层。但也存在少部分三层交换机用于汇聚层的现象。

简而言之,二层交换机主要关注硬件层面的高速数据转发,而三层交换机则在二层交换的基础上增加了路由功能,可实现更灵活的网络配置和管理。

网桥 

网桥是一种早期的网络设备,也工作在数据链路层。它的作用类似于交换机,可以将多个网络段连接在一起(但比交换机少点网口,类似交换机的青春版)。网桥会根据MAC地址表来转发数据帧,以确保数据在不同的网络段之间正确传输。

网桥是早期的两端口二层网络设备,用来连接不同网段。网桥的两个端口分别有一条独立的交换信道,不是共享一条背板总线可隔离冲突域,但不能隔离广播域。网桥比集线器(Hub)性能更好,集线器上各端口都是共享同一条背板总线的。后来,网桥被具有更多端口、同时也可隔离冲突域的交换机(Switch)所取代。

网桥像一个聪明的中继器。中继器从一个网络电缆里接收信号,放大它们,将其送入下一个电缆。相比较而言,网桥对从关卡上传下来的信息更敏锐一些。网桥是一种对帧进行转发的技术,根据MAC分区块,可隔离碰撞。网桥将网络的多个网段在数据链路层连接起来。 

路由器 

有了交换机之后,小网吧里的电脑就都可以被连起来了。交换机网口不够?那就再接个交换机。但世界上电脑这么多,交换机里的MAC地址表难道全都要记住吗?显然做不到。为了解决这个问题。于是就有了路由器,工作在网络层

光猫 

不管是交换机还是路由器,前面都是提到网口输入的是电信号。但现在流行的是光纤传输,传输的是光信号。

而光猫(modem),是一种调制解调器,其实就是用于光电信号转换的设备。

接收数据时,可以将光纤里的光信号转化为电信号,发给路由器,路由器内部再转成数字信号,并在此基础上做各种处理。

相反,也会把路由器传来的电信号转为光信号,发到光纤,并进入互联网。

总结 

区分冲突域和碰撞域 

冲突域是指在一个局域网(LAN)上,当两个或多个设备同时发送数据帧(数据包)时,可能发生冲突的区域。同一时间内只能有一台设备发送信息的范围!

广播域是指在一个网络中,广播数据包可以传播到的范围。广播数据包是一种特殊的数据包,它会被发送到网络中的所有设备,而不仅仅是目标设备。通常广播数据包用于网络发现和配置。如果站点发出一个广播信号,所有能接收收到这个信号的设备范围称为一个广播域!

第二层设备只能隔离冲突域,第三层设备才能隔离广播域。所以路由器能隔离广播域,其每一个端口就是一个广播域

一般来说,一个网段就是一个冲突域,一个局域网就是一个广播域! 

能否隔离冲突域能否隔离广播域
物理层设备【无脑】(中继器、集线器)××
链路层设备【路人】  (网桥、交换机、网桥)×
网络层设备【大佬】  (路由器)

疑问???

为什么只有第三层设被才能隔离广播域?

比如说路由器有2.4G和5G两种信号频率,就好像路由器有微星和QQ两种广播方式!而处在数据链路层的设备都没有广播功能,自然就不能隔离广播域!

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