集线器和交流机的区别

先容集线器和交流机手艺原理、典范场景，以及两者的区别

宣布时间：2022-09-02
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我想谈论

1 概述

关于盘算机网络而言，互联通常是指两个或两个以上盘算机网络或者装备在物理和逻辑上的毗连。集线器和交流机是实现网络互连，扩大网络规模的主要物理装备。下面本文就向导各人相识什么是集线器和交流机，以及集线器和交流机的区别。

2 集线器和交流机

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装备，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装备毗连在一起。当一个网络以集线器为中心时，纵然网络中某条线路泛起故障，也不会对其它线路的事情爆发影响。

由于经由线缆传输的信号保存衰减，有源集线器吸收到节点发送来的信号时，会将吸收到的衰减信号举行再生整形放大，然后以广播方法向其他所有网口发送信号。

2.2 什么是交流机

交流机，英文称为“Switch”。交流机是一个具有多网口的物理装备，通过将传输介质的线缆汇聚在一起，以实现网络装备的毗连。交流机是实现网络毗连，扩展网络规模不可或缺的装备。

为实现数据帧转发功效，交流机需要在内部维护一张MAC地址表，该地址表会纪录与交流机相连的每个装备的MAC地址与网口的对应关系。使用MAC地址表和内部的交流矩阵，交流性能同时连通多条通讯线路，使每一对相互通讯的装备都能独吞信道，举行无冲突地传输数据。

3 集线器和交流机的区别

集线器和交流机均给网络提供了更多的毗连网口，使更多的网络装备能够毗连在一起，起到扩大网络的作用。交流机与集线器在外观上区别不大，可是在事情原理方面保存较大的差别。

3.1 事情条理

OSI参考模子将盘算机网络系统结构划分为七层，从下往上划分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、体现层和应用层。其中，物理层为数据端装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可靠的链路，主要功效包括组帧、物理编址、流量控制、过失控制和接入控制。

集线器事情在OSI模子的物理层，只对信号提供简朴的再生整形放大和转发，差池信号举行编码。交流机事情在OSI模子的数据链路层，具有MAC地址寻址和数据处置惩罚的功效。

3.2 转发方法

集线器的任一网口吸收到单播数据包后，先对数据举行再生整形放大，然后通过广播形式转发数据到其他所有网口，发送数据没有针对性。当广播数据充满网络，会长时间占用线路，影响正常营业的运行。集线器的数据转发保存清静隐患，数据容易被监听窃取。

交流机在为主机转发数据历程中举行MAC地址表的学习。交流机收到一个单播数据包后，会凭证MAC地址表匹配对应的目的网口。若是MAC地址内外保存目的网口地址，则直接在对应网口举行数据的二层单播转发，而不会将数据广播到所有的网口，因此不会影响其他网口。若是MAC地址内外不保存对应的目的网口地址，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可同时举行收发数据，即在统一时刻，只能举行单偏向的数据传输，不可双向同时传输，为半双工传输模式。

交流机既支持半双工模式，也可以实现全双工模式。全双工通讯历程类似通电话的历程，两个网口可以同时举行数据的收发。别的，交流机上的网口之间的通讯都是相互自力的，不会相互影响。

3.4 带宽

集线器的所有网口共享一条带宽。而关于交流机而言，每个网口都独吞一条带宽，当两个网口通讯时并不影响其他网口的通讯。举个例子，假设一个网络的带宽为100Mbps，在集线器中分派给每个网口的带宽加起来的总和为100Mbps；若是是交流机，则每个网口的带宽都为100Mbps。

3.5 两者差别性比照

在前面的章节中，围绕“集线器和交流机的区别”举行了叙述，表3-1通过将两者的差别性举行枚举比照，资助读者越发直接清晰地相识两者的区别。

表3-1 集线器和交流机差别性比照

区别	集线器	交流机
事情条理	物理层	数据链路层
转发方法	广播转发	查表转发或扬弃
传输模式	半双工模式	半双工/全双工模式
带宽	共享宽带	独吞宽带

4 总结

集线器主要用于共享网络的组建，它处于网络的一个星型结点，对毗连在该结点的装备举行集中管理。若无集线器作为中心节点来对装备举行管理，会泛起出重大的网络拓扑，而引入集线器能简化网络拓扑，同时利便用户快速加入网络。在现实应用场景中，集线器一样平常应用于中小型局域网或者大中型网络的边沿。

集线器为半双工传输模式，且各台装备共享带宽，若网络中某一台装备长时间占用线路会严重影响其他装备通讯。相比之下，交流机支持全双工传输模式，且各台装备独吞带宽，通讯线路之间不会相互影响，以是应用场景越发普遍，不但能应用于中小型局域网，也普遍应用于中大型广域网中。别的，交流机可以构建虚拟局域网（VLAN）来隔离广播域，缩小广播规模，在控制“广播风暴”爆发的同时还可以提高网络的清静性。总体来说，相比于集线器，交流机的应用场景更普遍，其已逐渐替换集线器。