4.4 集线器和交换机(课件）-高二《计算机网络技术基础》同步教学（人民邮电版）

4.4 集线器和交换机 集线器（Hub）在OSI模型中属于物理层，英文“Hub”是“交汇点”的意思。集线器与网卡、网线等传输设备一样，属于局域网中的基础设备，其实物图如下图（左）所示。 交换机和集线器的功能差不多，也是一种计算机级联设备，不同的是交换机比集线器性能更好，所以也可以将交换机称为“高级集线器”，如下图（右）所示。 （一）交换机与集线器的区别 交换机与集线器的最大差别就是在数据传输上，主要表现在两个方面，一个是“共享”和“交换”数据传输，另一个是数据传递的方式。 1.“共享”和“交换”的区别 集线器采用“共享”方式传输数据，而交换机则采用“交换”方式传输数据。数据传输原理与道路交通相似，“共享”方式采用单行车道，而“交换”方式则是来回车辆各用一个车道的双行车道公路，如图所示。 交换机与集线器特征图 2.数据传递方式的差别 集线器的数据包传输采用广播方式，同一时刻只能有1个数据包在传输，数据传输的利用率较低，如图（左）所示。 交换机能够识别与自己相连的每一台计算机，可以把数据直接发送到目的计算机上，是一种“点对点”传输方式，从而减少了带宽占用量，如图（右）所示。 广播方式数据传输 交换方式数据传输 Virtual_Lab (VirLb) - （二）选购集线器和交换机 下面将分别从传输带宽、端口、网管性能、品牌等几个方面来介绍怎样为构建计算机网络配置交换机或集线器。 1.根据所需传输带宽选择 现在一般都是宽带网络，选择集线设备时也应选择带宽较宽的产品，选择时应尽量做到物尽所用，并充分考虑网络今后一定时期的可持续发展性，图所示为某星型网络结构图。 选择集线器或交换机时应尽量考虑以下几个方面。 10台以上的计算机连接不要选择纯10Mbit/s带宽的集线器，这类只提供10Mbit/s带宽的集线器在目前市面上也比较少见了。 如果上连设备带宽允许100Mbit/s速率传输，可以选择100Mbit/s带宽的集线器或交换机，这样可以更好地利用现有设备的带宽性能，也可保持网络的可持续发展性。 如果对网络带宽需求比较高，而原来在网络中存在许多较低档的网络设备（例如，存在很多10Mbit/s或以下的设备），为了充分利用、保护原有的设备投资，最好选择10/100Mbit/s自适应集线器或交换机。 不要选择纯100Mbit/s集线器，当前市场上100Mbit/s集线器与10/100Mbit/s交换机价格上基本持平，但性能却远逊于后者，所以应避免使用这类产品。 2.根据计算机数量选择不同端口的集线器或交换机 集线设备的最大特点就是能提供多个端口，所以在端口的选择上也需要充分考虑网络的实际需要及发展需求。端口的选择应充分考虑到网络的发展，如果确定网络上还要增加计算机，则最好选择端口数较多的集线设备，以免造成网络设备投资的浪费。 例如：现在有4台计算机要连网，但今后可能要增加计算机数量，则购买集线器或交换机时最好选择8端口或者12端口的，如图所示。 集线器选购配置图 3.级联集线器选择 如果要对集线器进行级联，一定要注意级联的端口数，因为集线器级联时，上级集线器有两个端口是不能接计算机的，所以一定要考虑好购买多少端口的最合适，如图所示。 集线器级联端口图 4.品牌差别 各个品牌的质量差距不会太大，国产产品相对便宜。选购集线设备还应注意选择经销商，最好选择有实力、信誉好的经销商，便于以后的运行维护。 当然在实际选购中要注意的方面远不止这些，如价格、外形等。如果是较大型的网络，需安装在专用机柜中，则一定要选择机架式集线设备；如果是用于小型网络中，通常只需桌面型结构即可。 4.5 路由器 （一）路由器的功能 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，使得能相互读懂对方的数据，从而组成一个更大的网络。 路由器是互联网的主要节点设备，通过路由决定数据的转发，转发策略称为路由选择（Routing），这也是路由器名称的由来（Router，转发者）。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径。 路由器的主要功能如表所示。 功能 说明 网络互连 路由器支持各种局域网和广域网接口，用于互联局域网和广域网，实现不同网络间的通信 数据处理 路由器可以提供分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能 网络管理 路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等管理功能 （二）路径表 为了完成网络互联工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路径表（Routing Table）供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。图为路由器路由选择的结构图。 路径表（也叫路由表）可分为如下两种。 （1）静态路径表。由系统管理员事先设置