集線(xiàn)器、交換機、網(wǎng)關(guān)、路由器、網(wǎng)橋之間有什么關(guān)系？各個(gè)的作用是什么？
集線(xiàn)器：集線(xiàn)器的基本功能是信息分發(fā)，它把一個(gè)端口接收的所有信號向所有端口分發(fā)出去，工作在物理層（最底層）。實(shí)際就是一種多端口的中繼器（將已經(jīng)衰減得不完整的信號經(jīng)過(guò)整理，重新產(chǎn)生出完整的信號再繼續傳送）。
網(wǎng)橋（Bridge）：是連接兩個(gè)局域網(wǎng)的存儲轉發(fā)設備，用它可以完成具有相同或相似體系結構網(wǎng)絡(luò )系統的連接。
在集線(xiàn)器組成的局域網(wǎng)里面，大量主機之間的通信都是通過(guò)arp廣播來(lái)分發(fā)數據，為了減小在共享環(huán)境中的介質(zhì)爭用（也就是沖突），網(wǎng)橋產(chǎn)生了，它的作用是將廣播域劃分為一個(gè)一個(gè)小的沖突域，通過(guò)尋址和路徑選擇轉發(fā)信息，一個(gè)網(wǎng)段上的各工作站之間的通信量局限在本網(wǎng)段的范圍內，而不會(huì )經(jīng)過(guò)網(wǎng)橋流到其他的網(wǎng)段去?？梢匀〉脺p少通信量的作用，這樣便增大了可用的帶寬，但是廣播域還是沒(méi)有變。
網(wǎng)橋工作在第二層數據鏈路層，將兩個(gè)LAN連起來(lái)，根據MAC地址來(lái)轉發(fā)幀，可以看作一個(gè)“低層的路由器”（路由器工作在網(wǎng)絡(luò )層，根據網(wǎng)絡(luò )地址如IP地址進(jìn)行轉發(fā)），并且端口很少（注意與后面的交換機區別）。
網(wǎng)橋分為本地網(wǎng)橋和遠程網(wǎng)橋兩大類(lèi)，本地網(wǎng)橋主要是用來(lái)提供同一地理區域內的多個(gè)局域網(wǎng)段之間的直接連接。遠程網(wǎng)橋則是用于連接不同區域內的局域網(wǎng)段。
網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)關(guān)的功能就是把信息重新進(jìn)行包裝以適應目標網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的要求。網(wǎng)關(guān)實(shí)現了不同的體系結構和環(huán)境之間的通信，數據被網(wǎng)關(guān)重新轉換后，可以從一個(gè)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境進(jìn)入另一個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，使各種網(wǎng)絡(luò )環(huán)境能夠相互理解、交流對方的數據，在OSI網(wǎng)絡(luò )層之上的具有協(xié)議轉換功能設施。
交換機：實(shí)際上是一種多端口網(wǎng)橋，所以說(shuō)網(wǎng)橋和交換機都有交換功能。交換機具備自動(dòng)尋址能力和交換作用，根據所傳遞信息包的目的地址，將每一信息包通過(guò)其擁有的一條高帶寬的背部總線(xiàn)和內部交換矩陣，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。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(huì )“學(xué)習”新的地址，并把它添加入內部地址表中。
看到了網(wǎng)橋的作用，于是人們將其發(fā)展為多端口設備，并且整合了集線(xiàn)器的功能，發(fā)明了交換機，交換機也是工作在第二層。交換機除了具有橋接（也就是隔絕沖突）和轉發(fā)數據報之外，還具有其他高級特性：比如說(shuō)vlan(虛擬局域網(wǎng))，port trunking（連路聚合），spanning tree（生成樹(shù)），等等特性，高端的交換機還具有路由功能，具體的路由功能將在后面介紹。交換機是一種專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò )設備，它是基于硬件的，所以具有比基于軟件的網(wǎng)橋更高的數據轉發(fā)能力。
交換機允許連接在交換機上的設備并行通訊，設備間通訊不會(huì )再發(fā)生沖突，因此交換機打破了沖突域，交換機每個(gè)接口是一個(gè)沖突域，不會(huì )與其他接口發(fā)生通訊沖突。但是交換機和集線(xiàn)器一樣不能判斷廣播數據包，會(huì )把廣播發(fā)送到全部接口，所以交換機和集線(xiàn)器一樣連接了一個(gè)廣播域網(wǎng)絡(luò )。
并且有系統的交換機可以記錄MAC地址表，發(fā)送的數據不會(huì )再以廣播方式發(fā)送到每個(gè)接口，而是直接到達目的接口，節省了接口帶寬。高端一點(diǎn)的交換機不僅可以記錄MAC地址表，還可以劃分VLAN（虛擬局域網(wǎng)）來(lái)隔離廣播，但是VLAN間也同樣不能通訊。要使VLAN間能夠通訊，必須有三層設備介入。
路由器：進(jìn)行路由的設備
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的進(jìn)一步發(fā)展，在廣泛分布的網(wǎng)絡(luò )之間，選擇路徑便是一件麻煩的事情，于是一種專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò )硬件產(chǎn)生了---路由器。路由器工作在第三層（網(wǎng)絡(luò )層）之上，其實(shí)也涉及第二層以及第一層，但是它的主要用途是選路。路由器的存儲器里面存放著(zhù)路由表，這些表是易失的并且容易改變的。路由表的內容包括到達目的地址的下一跳（next hop）路由地址，不同地址的管理距離，等等。
路由表內容都是路由器啟動(dòng)之后經(jīng)過(guò)學(xué)習得到的。路由器啟動(dòng)之后便根據設定的路由協(xié)議與其他路由器交換信息，在交換信息的過(guò)程中，學(xué)習路由。所以一臺路由器雖然是基于硬件的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )設備，但是路由器支持的路由算法才是最核心的東西。路由算法有兩大類(lèi)：距離矢量算法（如rip ， igrp）以及連路狀態(tài)算法(如ospf)，還有一種平衡混合的算法（如eigrp），是前面兩種算法的綜合。路由器使用距離矢量算法，判斷到達目的地址的優(yōu)先路徑的標準只有一個(gè)，那就是跳數，認為具有最小跳數的路徑是最有路徑，而不理會(huì )其帶寬，可靠性，時(shí)延等因素。并且認為跳數大于15跳的目的地址是不可到達的，這邊限制了可路斷最優(yōu)路徑，這樣可路由的區域便增大了，并且能平衡各條鏈路之間的流量。
路由器不僅能像交換機一樣隔離沖突域，另外，路由還有一個(gè)二層設備不具有的功能，那就是隔絕廣播，它可以將廣播限制在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )之內，進(jìn)而增大網(wǎng)絡(luò )之間的帶寬。路由器的介入可以使交換機劃分的VLAN實(shí)現互相通訊。
總結：
集線(xiàn)器：純硬件、用于連接網(wǎng)絡(luò )終端、不能打破沖突域和廣播域。
網(wǎng) 橋：是一個(gè)二層設備，用于隔絕沖突，但是不能隔絕廣播。常常是基于軟件的，現在使用得很少了。
交換機：擁有軟件系統、用于連接網(wǎng)絡(luò )終端、能夠打破沖突域，但是不能分割廣播域。是一個(gè)多端口的二層設備，功能除了網(wǎng)橋所具有的功能之外，還有其特定的高級功能。
路由器：擁有軟件系統、用于路徑選擇，可以打破沖突域也可以分割廣播域，是連接大型網(wǎng)絡(luò )的比備設備。
一般來(lái)說(shuō)網(wǎng)橋不能代替交換機(因為它是單端口的)，而網(wǎng)橋和交換機都不能代替網(wǎng)關(guān)，它們不能連接兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò )。而網(wǎng)關(guān)則可以起網(wǎng)橋的作用。
交換機是利用物理地址或者說(shuō)MAC地址來(lái)確定轉發(fā)數據的目的地址。
而路由器則是利用不同網(wǎng)絡(luò )的ID號（即IP地址）來(lái)確定數據轉發(fā)的地址。
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