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舊 2004-07-12, 02:12 PM   #1
psac
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預設 普通交換機和HUB的區別?

Q:
市面上有100左右的交換機可用做hub,但是它和hub有什麼區別呢?謝謝!


A:


交換機和hub區別

主要有幾個:
1)hub共享總線,交換機有一個交換備板,可以同時實現多路點到點的通信

2)hub上的連接阜都是半雙工的,所有的設備連接阜都在一個衝突域範圍內,switch的連接阜是單獨的衝突域,可以是全雙工,也可以是半雙工


3)hub只是對信號進行簡單的中繼放大,switch上可以對資料信號進行校驗,減小誤碼率


集線器篇

集線器對大家來說肯定是不會陌生的了。它一般是套用於中小型的網路之中。它能夠廉價將很多台電腦通過特定的傳輸介質連線到一起,從而達到資源共享的目的。


它在網路中所起到的作用其實就是一個中繼和資料廣播的作用。

集線器(Hub)可以說是一種特殊的中繼器。如果用它來作為網路傳輸介質間的中央節點,就能夠克服介質單一通道的缺陷。以集線器為中心的網路所擁有的優點是:

當網路系統中某條線路或某節點出現故障時,其他節點上的工作站仍然可以進行正常工作,這個時候網路 仍然完整。


換成用 「同軸線」連接多台電腦的話,如果同軸線當中任何一個T型頭壞掉或者任何一段網線壞掉的話,整個網路就處於癱瘓狀態了。

從這裡我們就可以看出集線器在網路節點連接上相對於使用單一介質連接更加靈活和方便。
好了,現在讓我們來看看集線器到底是怎麼工作的吧。

插入拓撲圖1
首先,我們假設有A機、B機、C機 3台電腦通過一台集線器連接起來。現在A機器需要將一個資料報傳送到C機器,那麼A機器首先傳送資料報到集線器。


集線器接收到了這個資料報之後,將這個資料報複製3份——為什麼是3份呢?因為這個時候我們假設只有3台機器連線到集線器上,所以,集線器會 複製3份資料報。


然後集線器再將這些資料從這些連接阜一起傳送出去。是的!B機器和A機器也接收到了這個資料報,但是他們的網路橋接器在收到了這個包之後識別這個包不是發給它們的,它們就自動的把這個包丟棄。


當然,資料報也到了C機器,C機器在收到了資料報 之後,進行解包以及驗證,發現了這個資料報確實是傳送給它的,然後就依次一層一層的向上傳遞最終將傳送的資訊交給了用戶。而這就完成了一次資料傳送。


從以上的實驗例子中我們就不難發現,集線器是對網路進行集中管理的最小單元,它只是一個信號放大和中轉的設備,不具備自動尋址能力和交換作用。


由於所有傳到集線器的資料均被廣播到與之相連的各個連接阜,因而容易形成資料阻塞和衝突碰撞,而這也是集線器的一個 致命的弱點。


一般從集線器的構造和功能上,我們可以將集線器分為無源集線器(Passive Hub)、有源(Active Hub)集線器和智能集線器(Intelligent Hub)三類,而前兩種又可以被合稱為亞集線器(Damp Hub)。


無源集線器只負責把多段介質連接在一起,不對信號作任何處理,只負責廣播轉發。
有源集線器類似於無源集線器,但它具有對傳輸信號進行再生和放大從而擴展介質長度的功能。


當然,資料傳送的方式還是進行廣播轉發。

而智能集線器是最近幾年才出現的一種結合了新技術的集線器。在這種集線器上除具有有源集線器的功能外,還可將網路的部分功能整合到集線器中,如網管功能、選項網路傳輸線路等。



智能集線器(Intelligent Hub)改進了普通HUB的缺點,增加了網路的交換功能,具有網路管理和自動檢測網路連接阜速度的能力(和交換機類似)。


智能集線器另一個出色的特性是可以為不同設備提供靈活的傳輸速率。除了上連到高速主幹的連接阜外,智能集線器還支持到桌面的10/16/100Mbps的速率,即支持乙太網、令牌環和FDDI。


而亞集線器(Damp Hub)只起到簡單的信號放大和再生的作用,無法對網路效能進行最佳化。早期使用的共享式HUB一般為非智能型的,而現在流行的100MB HUB和10/100MB自適應HUB多數為智能型的。


區分智能性和非智能型的HUB有一個很明顯的區別,那就是非智能的集線器不能用於對等網路,所組成的網路中必須要有一台伺服器。

但需要指出的是,儘管同樣是對網管模組的管理(SNMP)提供支持,但不同廠商的模組是 不同混合使用的。同時,同一廠商的不同產品的模組也是不同的。

目前,提供SNMP功能的HUB其價格還是很高的,一般家庭用戶不適合選用。如果您使用的環境要求不是很高的話,非智能集線器完全可以滿足您的需要了。
當然,除了只能集線器之外還有一種更加進階的集線器,那就是交換集線器(交換機),實際上它又是智能集線器的一個昇級。


交換集線器就是在一般智能集線器功能上又提供了線路交換能力和網路分段能力的一種智能集線器。



由於集線器基本上是作為一種共享設備來定義 的,因此很多時候也把它劃入入門級的交換機類型裡。

  高端集線器還提供其它一些特性,如冗余交流電源、內裝直流電源、冗余風扇,還有線纜連接的自動中斷、模組的熱插拔、自動調整10Base-T接頭的極性,再如冗余配置存儲、冗余時鐘,有些集線器還整合了路由和橋接功能。

交換機篇


交換機是如今組網中非常一般的一種網路連接設備。


它一般出現在比較正規的交換性網路中。交換機也叫作交換式集線器,它通過對資訊進行重新產生,並經過內部處理後轉發至指定連接阜。

它具備基本的本機網路自動尋址能力和交換功能。由於交換機根據所傳遞資訊包的目 的位址,將每一資訊包獨立地從源連接阜送至目的連接阜,真實的實現了點對點的資料傳送,而屏棄了原來的HUB的那種廣播式的工作方式,這樣非常有效的避免了和其他連接阜發生碰撞,因此,交換機可以同時互不影響的傳送這些資訊包,並防止傳輸碰撞,提高了網路的實際 吞吐量。


交換機的種類繁多,效能也參差不齊。從傳輸介質和傳輸速度上看,交換機可以分為乙太網交換機、快速乙太網交換機、千兆乙太網交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環交換機等幾種。這些類別的交換機大家從名字上也就可以清楚的知道了,所以在這裡我也就 不用詳述了。

按照現在複雜的網路構成方式,網路交換機被劃分為接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機。其中,核心層交換機基本上都是採用機箱式模組化設計,目前已經基本都設計了與之相匹配的1000BASE-T模組,由於技術性問題涉及套多,所以我們在這裡對這種核心層交換機不再詳述。


接入層支持1000BASE-T的乙太網交換機基本上是類BIOS連接阜式交換機,以10/100Mbps連接阜為主,並且以類BIOS連接阜或擴展槽方式提供1000BASE-T的上連連接阜。


匯聚層1000BASE-T交換機同時存在機箱式和類BIOS連接阜式2種設計,可以提供多個1000BASE-T 連接阜,一般也可以提供1000BASE-X等其他形式的連接阜。


一般一個完整的中小型的LAN組建方案都是通過接入層和匯聚層交換機相互搭配構建而成的。


按照OSI的7層網路模型,交換機又可以分為第二層交換機、第三層交換機、第四層交換機等等……一直到第七層交換機。關於MAC位址工作的第二層交換機最為普遍,它們的套用域一般是在網路接入層和匯聚層。


關於IP位址和傳輸協定進行交換的第三層交換機普遍套用 於網路的核心層,也少量套用於匯聚層。部分第三層交換機也同時具有第四層交換功能,可以根據資料畫格的傳輸協定連接阜資訊進行目標連接阜判斷。第四層以上的交換機稱之為內容型交換機,主要用於網際網路資料中心,由於技術性詞彙和理解上非常困難,我們就此打住了吧。


按照交換機的可管理性,又可以分為可管理型交換機和非可管理型交換機,它們的區別在於對SNMP、RMON等網管傳輸協定的支持。

可管理型交換機便於網路監控,但成本也相對較高。我個人建議,在超過100台電腦的網路在匯聚層應該選項可管理型交換機,在接入 層視套用需要而定,核心層交換機全部是可管理型交換機。


在管理方面,如果是中型的區域網路可以選項採用VLAN的方式進行網路虛網的劃分。


VLAN的概念大家可以這樣理解,就是可以通過交換機的控制台將整個網路劃分成幾個碰撞域,這幾個域物理上共同存在於同一個LAN中,但是又被交換機虛擬的分離開來,這樣可以 很好的控制和管理!

我們在最開始的時候就提到了,交換機具備了基本的本機網路自動尋址能力和交換功能。


那如果我們要在不同的網路之間進行資料傳送那我們應該怎麼辦呢?
呵呵,很多讀者都已經知道了,對!在那種情況下的話我們就要使用路由器。

路由器篇


路由器(Router)是網路連接設備的重要組成部分,它相對網路橋接提供了一個更高層次的區域網路網路互聯。路由器能根據分組類型對資料報進行過濾和選項路由,路由器連接了多個邏輯上分開了的網路。


所謂的邏輯網路其實就是代表一個單獨的網路或者是一個子網。當 資料從一個子網傳輸到另外一個不同的子網的時候,路由器就可以充當他們之間的橋樑,而完成這個艱巨的工作。因此,路由器有判斷網路位址和選項路徑的功能。

它能夠在多個不同的網路互相連接的複雜情況下建立靈活、有效、穩定的連接。
即使是不同的資料分組方式和 不同的傳輸介質的網路之間傳輸資料也是沒有問題的。

根據路由器的技術特點和套用領域,我們可以先對路由器進行這樣的分類:骨幹級路由器、企業級路由器以及接入級路由器。


首先骨幹級路由器從名字上來聽就知道者這類路由器一定是功能最強、價格最貴、設計最複雜的一類。


這種路由器他支持的終端系統一般不允許直接被訪問,但是他的報文處理能力和轉發能力以及穩定性不是一般的路由器所能相提並論的,很明顯是用於主幹上的尋徑而設計 的。這種路由器的資料吞吐量非常大,而且為了得到網路上的高可靠性和高穩定性一般還要採用象雙資料通路、雙電源、以及熱儲存制作備份之類的亢余技術。


這種路由器的唯一的瓶頸就是由於路由表的體積過大而導致查詢時間過長。


為了解決這個問題,現在的骨幹路由器都是 採用將經常被訪問的目的連接阜存放到路由器的快取中,從而提高搜尋的效率。

然後就是企業級路由器。


企業路由器一般用於企業網或者校園網內部,用來連接多個終端系統(PC機或者是工作站)。


這樣的CASE的特點就是雖然連接對像比較多,但是系統相對來說比較簡單,而且需要傳輸的資料量也不是很大。通過這種路由器連接網路可以將整個 網路劃分成幾個不同的碰撞域,而且還可以允許將網路劃分為多個優先級別。



所以這種路由器所能提供給我們的是盡可能便宜的每連接阜造價,而且能夠提供很多的連接阜的同時保持整體價格不會超出很多,而且要很容易進行配置以及支持QoS和廣播、組播這些功能。

最後就是相對簡單點的接入路由器了。其實路由器的最基本的功能在接入型的路由器中是最容易體現出來的!你看,路由器的功能是連接兩個不同的網路——你的電腦(看成是你的LAN)和Internet不是連接起來了嗎?

在廣域網範圍內的路由器按照它的轉發報文的效能又可以分為兩種類型——中間節點路由器和邊界路由器。從表面上看這兩類的路由器的名稱有差別,但是實際上他們的作用卻是極為相似的。

中間節點路由器的作用是在網路中傳輸資料時,提供報文存儲和轉發服務。同時根據當前的陸游表所保持的路由情況,尋找最佳路徑將資料傳送出去!

邊界路由器則是從外界(WAN或者是Internet)收取目的位址為本企業的資料報,然後分發到各個相應的目的地——我可沒有說相當於是守門的大爺在分發報紙哦!

我們先來看看路由器的工作原理。根據TCP/IP傳輸協定,路由器的資料報轉發具體的程序是:

路由器接收到到達路由器網路接頭的資料報——當然這一步由負責網路的物理層處理,然後把經編碼調製後的資料信號還原為資料。


然後路由器通過自身相應的鏈路層功能模組解釋處理此資料報的鏈路層傳輸協定報頭——比如說對 資料進行完整性的驗證、如CRC校驗、畫格長度檢查等等。



然後在鏈路層完成了對資料畫格的完整性嚴整後,路由器就真正的開始發揮它的作用了。



他開始處理資料畫格的IP層——注意,這就是路由器功能的一個核心部分!路由器根據資料畫格中IP報頭的目的IP位址,在它 「體內」的路由表中搜尋下一個的IP位址,同時IP資料報頭的TTL(Time To Live)域開始減數,並且重新計算新的校驗和(Checksum)。


然後根據路由表中所查到的小一個IP位址,將IP資料報傳送往相應輸出鏈路層,被封裝上相應的鏈路層報頭,最後通過網路物理接頭傳送出去。

簡單的說,路由器的主要工作就是為經過路由器的 每一個資料畫格尋找一條最好的傳輸路徑,並且將該資料報快捷有效的傳送到目的地。


所以,科學的路由電腦方法是一個好的路由器所必需的、也是最重要的一個部分。


路由器當中最為重要的可以說就是路由表了。

路由表就是在路由器中儲存著各種傳輸路徑的一個表狀資料庫。這個資料表是在路由的的時候供路由器進行擇徑而提供參考和對照的一個網路結構資料庫。


路由表中儲存著子網的標誌資訊、網路中路由器的個數和下一個路由器的 名稱以及位址等內容。


也就是說,不管資料報下一個要到達的是什麼類型的網路,只要在路由表中有它的記錄,路由器就可以將相應的資料報傳送到該位址,而資料就能夠安全的達到目的地,而這是集線器和交換機本身所不能做到的!

這也是路由器和集線器以及交換機的明顯區別。

集線器是相對 於本LAN的一個廣播性的資料傳播,而交換機則是本LAN的一個點對點的資料傳送,那麼路由器呢?

路由器就是可以連接兩個不同的網路——比如說你的LAN和INTERNET,並且毫無差池的將資料報從這個網路傳送到另外一個網路。


既然路由表這麼重要,那它又是怎麼產生和工作的呢?

路由表既可以系統管理員類BIOS設定好,也可以是又系統動態修改,可以是由路由器自動調整,也可以是由主機來進行控制。那麼我們還是對路由表進行個分類吧!
首先是靜態路由表(Static Routing Table)。


這種路由表是由系統管理員或者是網管事先設定好類BIOS的路由資料庫。這種路由表一旦設定好了就不會自動的更改和變動。

一般是在網路最初建設的時候就對網路進行了很好的規劃然後將各個網路的情況總結起來規劃的一個路由資料庫,它不會隨著未來網路 結構的改變而自動改變。

然後就是動態路由表(Dynamic Routing Table)。


動態路由表可以隨網路系統的執行情況的改變而自動的對這個路由表資料庫進行調整。


路由器可以根據路由傳輸協定(Routing Protocol)提供的功能,自動的學習和記憶網路執行情況,在需要的時候自動計算資料的傳輸最佳路徑。
psac 目前離線  
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