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中心转变联网局域网设备

集线器与交换机

集线器和交换机都是用于连接局域网内多个设备的网络设备，但它们处理流量的方式截然不同。集线器会将数据广播给所有连接的设备，而交换机则会智能地将数据转发给指定的接收方，这使得交换机在现代网络中更加高效和安全。

亮点

  • 集线器将数据广播到所有设备，而交换机只将数据发送给预定的接收者。
  • 交换机可以消除大部分网络冲突。
  • 集线器在所有端口之间共享带宽；交换机提供专用带宽。
  • 在现代以太网中，交换机已经取代了集线器。

中心是什么？

一种基本的网络设备，可连接多个设备并将数据广播到所有端口。

  • 在 OSI 模型的第 1 层（物理层）运行。
  • 将接收到的数据包广播到所有连接的设备。
  • 不维护 MAC 地址表。
  • 为所有端口创建一个共享的冲突域。
  • 在现代以太网中已基本过时。

转变是什么？

一种连接局域网内设备并将数据转发到特定目的地的网络设备。

  • 主要在 OSI 模型的第 2 层（数据链路层）运行。
  • 使用 MAC 地址将帧转发到正确的端口。
  • 维护 MAC 地址表以实现高效的流量管理。
  • 每个端口创建一个独立的冲突域。
  • 广泛应用于家庭、办公室和企业网络。

比较表

功能中心转变
OSI层第 1 层（物理层）第 2 层（数据链路层）
数据转发方法向所有端口广播转发到指定端口
碰撞域单一共享域每个端口一个
交通效率低的高的
安全级别非常有限改善隔离
MAC地址表不支持维护地址表
现代用法很少使用标准局域网设备
表现共享带宽每个端口的专用带宽

详细对比

交通处理

集线器会将所有传入信号转发到所有连接的端口，这意味着无论目标接收者是谁，每个设备都会收到所有传输的数据。交换机则会分析目标 MAC 地址，并将帧转发到相应的端口，从而显著减少不必要的流量。

网络性能

由于集线器创建的是共享带宽环境，多个设备同时传输数据会导致冲突，从而降低整体速度。交换机通过为每个端口分配独立的冲突域来消除大部分冲突，允许多个设备对之间同时通信。

安全隐患

使用集线器时，任何连接的设备都有可能捕获网络上的所有流量，因为数据是全局广播的。交换机通过将流量可见性限制在预期目的地来提高隐私性，尽管在受管环境中仍然可以应用高级监控技术。

现代意义

集线器在早期的以太网中很常见，但由于效率低下和安全隐患，现在已基本被淘汰。从小型家庭网络到大型企业基础设施，几乎所有现代局域网环境中都已用交换机取代了集线器。

可扩展性和功能

集线器不提供任何配置选项或高级功能。交换机，尤其是管理型交换机，可以支持 VLAN、流量监控、服务质量 (QoS) 和其他高级网络管理功能。

优点与缺点

中心

优点

  • +简约设计
  • +低成本
  • +即插即用
  • +无配置

继续

  • −高碰撞率
  • −低安全性
  • −共享带宽
  • −过时的技术

转变

优点

  • +高效的交通
  • +减少碰撞
  • +更高安全性
  • +可扩展功能

继续

  • −成本更高
  • −需要配置
  • −复杂管理设置
  • −功耗

常见误解

神话

集线器和交换机的功能相同。

现实

虽然集线器和交换机都能连接局域网中的多个设备，但集线器会广播所有流量，而交换机则会智能地定向帧。这种根本区别会影响性能、安全性和可扩展性。

神话

交换机可以彻底消除网络拥塞。

现实

交换机大大减少了冲突和不必要的广播，但由于带宽限制或高流量负载，仍然可能会出现拥塞。

神话

中心节点速度更快，因为它们的处理量更少。

现实

虽然集线器不检查帧，但与交换机相比，其共享带宽模型通常会导致有效性能较慢，尤其是在繁忙的网络中。

神话

交换机只适用于大型企业。

现实

即使在小型家庭网络中，交换机也很常见。许多消费级路由器都内置了交换机功能，用于连接有线设备。

神话

中心枢纽之所以安全，是因为它们结构简单。

现实

集线器提供的安全性最低，因为所有连接的设备都能看到传输的数据。交换机通过将流量限制在特定端口，提供更好的隔离性。

常见问题解答

现在还在使用轮毂吗？
由于效率低下和安全隐患，集线器在现代网络中已很少使用。交换机几乎完全取代了集线器，无论是在家庭网络还是企业网络中。
为什么轮毂会导致碰撞？
连接到同一集线器的所有设备共享同一通信介质。如果两个设备同时发送信号，它们的信号会相互干扰，导致冲突，需要重新传输。
交换机能完全阻止数据嗅探吗？
交换机将流量可见性限制在特定端口，从而减少了普通数据包嗅探的威胁。然而，在某些情况下，诸如端口镜像或ARP欺骗等高级技术仍然可以捕获流量。
集线器比交换机便宜吗？
历史上，集线器由于设计简单而价格低廉。如今，基本的非网管型交换机价格实惠且随处可得，使得集线器在很大程度上变得不再必要。
集线器是否支持全双工通信？
不，集线器以半双工模式运行，因为所有设备共享同一个冲突域。交换机通常支持每个端口上的全双工通信。
什么是碰撞域？
冲突域是指可能发生数据包冲突的网络段。集线器创建一个大的冲突域，而交换机则为每个端口创建单独的冲突域。
我可以用交换机代替集线器吗？
是的，用交换机替换集线器通常可以提高性能和可靠性。在大多数小型网络中，更换这些设备无需进行重大配置更改。
为什么交换机取代了集线器？
交换机性能更佳、冲突更少、安全性更高，并支持高级功能。随着网络需求的增长，这些优势使得集线器逐渐被淘汰。
交换机是否在第三层运行？
标准交换机运行于第 2 层。然而，也存在第 3 层交换机，除了交换功能外，还可以执行路由功能。
这个路由器适合玩游戏还是直播？
不，集线器并不适合高带宽或对延迟要求高的应用。交换机由于拥有专用带宽并能减少冲突，因此更适合游戏和流媒体播放。

裁决

与交换机相比，集线器已经过时且效率低下。对于任何现代网络而言，交换机都是显而易见的选择，因为它具有更卓越的性能、更少的冲突、更高的安全性和更高级的管理功能。

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