交换机,集线器是当今局域网络的重要连接设备。
集线器(HUB)是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备,是对网络进行集中管理的最小单元。
交换机的英文名称之为“Switch”,它是集线器的升级换代产品,从外观上来看的话,它与集线器基本上没有多大区别,都是带有多个端口的长方形盒状体。交换机是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
本文首先从交换机和集线器的概念和种类入手,从表面层次分析它们的区别,接着深入浅出从它们的OSI体系结构,工作方式,带宽以及性能等众多方面分析它们的不同之处。
本文的重点在对交换机和集线器的性能等本质问题上的分析,通过理论与实例将交换机和集线器的区别做了详细的论述。
综上所述,本文从外到内,由表面到本质充分的论述了交换机和集线器的区别之处。
从OSI体系结构来看,集线器属于OSI的第一层物理层设备,而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。这就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用,对数据传输中的短帧、碎片等无法有效处理,不能保证数据传输的完整性和正确性;而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形,而且可以过滤短帧、碎片等。
从工作方式来看,集线器是一种广播模式,也就是说集线器的某个端口工作的时候其他所有端口都有名收听到信息,容易产生广播风暴。当网络较大的时候网络性能会受到很大的影响,那么用什么方法避免这种现象的发生呢?交换机就能够起到这种作用,当交换相工作的时候只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口,那么交换机就能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生。
从带宽来看,集线器不管有多少个端口,所有端口都共享一条带宽,在同一时刻只能有两个端口传送数据,其他端口只能等待;同时集线器只能工作在半双工模式下。而对于交换机而言,每个端口都有一条独占的带宽,当两个端口工作时并不影响其他端口的工作,同时交换机不但可以工作在半双工模式下也可以工作在全双工模式下。
目前,80%的局域网(LAN)是以太网,在局域网中大量地了集线器(HUB)或交换机(Switch)这种连接设备。利用集线器连接的局域网叫共享式局域网,利用交换机连接的局域网叫交换式局域网。那它们二者有何区别呢?
大家知道,以太网中采用的工作方式是CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测),对于发送端来说,它每发送一个数据信息时,首先对网络进行监听,当它检测到线路正好有空,便立即发送数据,否则继续检测,直到线路空闲时再发送。对于接收端来说,对接收到的信号首先进行确认,如果是发给自己的就接收,否则不予理睬。
在介绍集线器与交换机二者区别的时候,我们先来谈谈网络中的共享和交换这两个概念。在此,我们打个比方,同样是10个车道的马路,如果没有给道路标清行车路线,那么车辆就只能在无序的状态下抢道或占道通行,容易发生交通堵塞和反向行驶的车辆对撞,使通行能力降低。为了避免上述情况的发生,就需要在道路上标清行车线,保证每一辆车各行其道、互不干扰。共享式网络就相当于前面所讲的无序状态,当数据和用户数量超出一定的限量时,就会造成碰撞冲突,使网络性能衰退。而交换式网络则避免了共享式网络的不足,交换技术的作用便是根据所传递信息包的目的地址,将每一信息包独立地从端口送至目的端口,避免了与其它端口发生碰撞,提高了网络的实际吞吐量。
共享式以太网存在的主要问题是所有用户共享带宽,每个用户的实际可用带宽随网络用户数的增加而递减。这是因为当信息繁忙时,多个用户都可能同进“争用”一个信道,而一个通道在某一时刻只充许一个用户占用,所以大量的经常处于监测等待状态,致使信号在传送时产生抖动、停滞或失真,严重影响了网络的性能。
集线器上是一个中继器,而中继器的主要功能是对接收到的信号进行整形再生放大,使被衰减的信号再生(恢复)到发送时的状态,以扩大网络的传输距离,而不具备信号的定向传送能力。
交换式以太网中,交换机供给每个用户专用的信息通道,除非两个源端口企图将信息同时发往同一目的端口,否则各个源端口与各自的目的端口之间可同时进行通信而不发生冲突。
交换机只是在工作方式上与集线器不同,其它的连接方式、速度选择等则与集线器基本相同。
不久的将来,局域网中的交换机将逐取代集线器。
交换机比集线器快!