HUB和SWITCH的區(qū)別 交換機(jī)過去是電信設(shè)備的稱謂，比如電話交換機(jī)、ATM交換機(jī)、FR交換機(jī)。后來以太網(wǎng)的設(shè)備也有了二層的智能，雖然不象電信交換機(jī)能交換電路或虛電路，但是各廠商從開拓市場考慮，就把多口的橋稱為交換機(jī)。HUB工作在第一層；而SWITCH，從局域網(wǎng)的發(fā)展來看，為了便于管理，把比較大的網(wǎng)絡(luò)從物理上分隔，成為不同的網(wǎng)段，為了邏輯上連接這些不同的網(wǎng)段，使之可以相互通信，產(chǎn)生了網(wǎng)橋，連接多個(gè)網(wǎng)段需要多口的網(wǎng)橋，多口的網(wǎng)橋采用硬件來實(shí)現(xiàn)，就成為第二層交換機(jī)，隨著LAN規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，第二層交換機(jī)采用了專用軟件來在邏輯上把同一個(gè)LAN劃分為不同的子網(wǎng)，即虛擬的子網(wǎng)（VLAN）。而這不同VLAN間的通信，早期由交換機(jī)上一級(jí)的專用路由器負(fù)責(zé)，但VLAN一多的話，轉(zhuǎn)發(fā)速度就比較慢，所以后來將路由模塊簡化并采用硬件實(shí)現(xiàn)后集成到二層交換機(jī)中，成為第三層交換機(jī)。 其實(shí)對(duì)于三層交換，每個(gè)廠商的實(shí)現(xiàn)都是不太一樣的。但關(guān)鍵的就是盡量不查路由表；減輕核心CPU負(fù)擔(dān)（增加ASIC，每個(gè)模塊都放CPU等措施）。簡單的說三層交換就是switch通過硬件來實(shí)現(xiàn)ip的路由，而傳統(tǒng)的router主要是通過軟件實(shí)現(xiàn)的，所以轉(zhuǎn)發(fā)速率沒有switch高。各個(gè)廠家對(duì)三層交換的解釋也不同，但有一點(diǎn)是一致的，三層交換就是能路由。 簡要介紹一下： Hub： 是所有端口共享一個(gè)通道，既同一網(wǎng)段的主機(jī)共享固有的帶寬，傳輸通過碰撞檢測進(jìn)行，同一網(wǎng)段計(jì)算機(jī)越多，傳輸碰撞也越多，傳輸速率會(huì)變慢；本意是樞紐,就是好多線都連在這個(gè)東西上,因?yàn)樽钤绲囊蕴W(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是總線型的,后來,以AT&T為首的幾家公司開發(fā)了在雙絞線上跑的星型以太網(wǎng),所有的網(wǎng)線都匯聚在一臺(tái)設(shè)備上,這臺(tái)設(shè)備就是網(wǎng)絡(luò)樞紐---HUB,不管是共享式集線器還是交換機(jī),都是HUB。在星型結(jié)構(gòu)中，它是連接的中間結(jié)點(diǎn)，它起放大信號(hào)的作用；所有設(shè)備共享Hub的帶寬，也就是說，如果hub的帶寬是10M，連結(jié)了10了設(shè)備，每個(gè)設(shè)備就是1M；Hub所有端口共享一個(gè)MAC地址。 交換機(jī)（SWITCH）：是2個(gè)相互通訊的端口獨(dú)占一個(gè)端口！每個(gè)端口為固定帶寬，有獨(dú)特的傳輸方式，傳輸速率不受計(jì)算機(jī)增加影響，其獨(dú)特的NWAY、全雙工功能增加了交換機(jī)的使用范圍和傳輸速度。實(shí)質(zhì)就是多端口網(wǎng)橋,只不過傳統(tǒng)網(wǎng)橋的實(shí)現(xiàn)以軟件為主,而交換機(jī)則 以硬件為主來實(shí)現(xiàn),所以速度才夠快,如果這么多端口全靠軟件也不會(huì)有這么好的性能了.這兩種設(shè)備的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)不同：網(wǎng)橋是用來連接兩個(gè)LAN的，目的是連通，而交換機(jī)則是為了提高網(wǎng)絡(luò)性能而設(shè)計(jì)的，著眼點(diǎn)在性能。用于星型結(jié)構(gòu)時(shí)，它作為中心結(jié)點(diǎn)起放大信號(hào)的作用；端口不共享帶寬，如果是一個(gè)10M的switch，那么每個(gè)端口的帶寬就是10M；每個(gè)端口擁有自己的MAC地址 （dyl：應(yīng)當(dāng)是每個(gè)端口都有自己對(duì)應(yīng)的MAC地址，有的交換機(jī)每個(gè)端口只支持一個(gè)MAC地址， 這樣的交換機(jī)稱為“單MAC地址交換機(jī)”；而有的交換機(jī)每個(gè)端口則可以記憶多個(gè)MAC地址 ，這樣的交換機(jī)稱為“多MAC地址交換機(jī)”，多用在網(wǎng)絡(luò)的主干部分。參見《非常網(wǎng)管》基礎(chǔ)部分）。它是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，擁有路由器的一部分功能，它可以決定接收到的數(shù)據(jù)向什么地方發(fā)送，它的速度比路由器要快。交換機(jī)根據(jù)工作的ISO模型不同，分為三層交換機(jī)和二層交換機(jī)，即有無路由功能來區(qū)分。而交換式HUB是二層交換機(jī)的一種通俗叫法。SWITCH是每個(gè)端口都是交換式的，每個(gè)端口都有MAC地址表，通過學(xué)習(xí)形成一張轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)應(yīng)表，根據(jù)各公司的技術(shù)不同，有些是每端口都有BUFFER和ASIC，有些是所有端口共用一個(gè)BUFFER和ASIC（CPU），一般說來，前者用在高端交換機(jī)上，后者用在低端或桌面型交換機(jī)上。至于是否可網(wǎng)管，不是HUB和SWITCH之間的區(qū)別，CISCO的一些型號(hào)的HUB也是可網(wǎng)管的。（dyl：可網(wǎng)管的交換機(jī)既有三層的，也有二層的） dyl：二層交換機(jī)工作在OSI七層模型的鏈路層，使用的是MAC地址；三層交換機(jī)工作在OSI的網(wǎng)絡(luò)層，除了使用MAC地址外，也可以使用IP地址；四層交換機(jī)工作在OSI的傳輸層，它 可以使用端口地址（TCP和UDP均使用了端口地址，它與應(yīng)用協(xié)議相對(duì)應(yīng)，如HTTP、FTP等）。 交換式HUB，D-LINK有這樣稱呼的產(chǎn)品，是10/100M的，HUB的原理是廣播和信號(hào)放大，所謂交換，實(shí)際上是當(dāng)端口是100M的狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)從100M的端口到10M端口去，或者從10M端口到100M的端口去，因?yàn)樗俾什煌?，因此需要有一個(gè)交換模塊起存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)作用，避免丟包太多，作用類似于CPU加緩存，但在10M端口或100M端口之間采用的還是廣播的形式，這樣可以降低成本。switch hub是一個(gè)過渡性的名詞，現(xiàn)在很少用了，大家能清楚搞明白swtich和hub的區(qū)別也就可以了。 交換式HUB和SWITCH間，其實(shí)倒很難說有什么特別明顯的界限。一些介紹以太網(wǎng)等相關(guān)知識(shí)的資料里，大多建議把中低檔桌面式的稱為"交換式集線器" SWITCH-HUB，而把背板帶寬較大、轉(zhuǎn)發(fā)速率較高、帶網(wǎng)管的中高檔的稱"交換機(jī)" SWITCH，這是根據(jù)兩者在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所處的不同地位來劃分的。前者僅起一個(gè)匯集作用，后者則網(wǎng)管，并不是狹義的網(wǎng)管，而是指劃VLAN、綁MAC等管理功能都在其上 實(shí)現(xiàn)。FTTB+LAN的三層模式是匯集、轉(zhuǎn)發(fā)、路由。 就"交換機(jī)"本身的涵義而言，合理的劃分似乎應(yīng)是這樣： 早期LAN：客戶機(jī)——HUB——SWITCH（二層）——路由器（網(wǎng)關(guān)） 現(xiàn)在LAN：客戶機(jī)——HUB/SWITCH（二層）——SWITCH（三層）（網(wǎng)關(guān)）——路由器 早期劃分：HUB（集線器）/SWITCH（交換機(jī)）（二層） 現(xiàn)在劃分：HUB（集線器）/SWITCH HUB（交換式集線器）（即原先的中低檔二層交換機(jī)）/SWITCH（交換機(jī)）（三層） 但由于歷史的原因,加上個(gè)別廠商出于商業(yè)考慮的不負(fù)責(zé)任的宣傳,交換式HUB其實(shí)可能是以下幾種情況: 1 SWITCH---交換機(jī)、交換器、網(wǎng)絡(luò)開關(guān)（不同的譯法，同一種東西） 2 帶交換模塊內(nèi)含兩個(gè)中繼器的共享式HUB（10/100M自適應(yīng)） 3 可附加交換模塊的共享式HUB 具體情況可以看看產(chǎn)品說明書。 若一定要在概念上劃分，那SWITCH HUB和SWITCH的區(qū)別可以理解為SWITCH HUB是把端口分組，組與組之間進(jìn)行交換，組內(nèi)部通信通過競爭來實(shí)現(xiàn)通信，而SWITCH就是能夠?qū)崿F(xiàn)所有端口之間的交換。這樣L2 SWITCH就能很方便的劃分VLAN，而SWITCH HUB就只能簡單的劃分網(wǎng)段了。 通俗的講，交換式集線器是端口分組交換，交換機(jī)是MAC交換，我的意思是前者是對(duì)所有端口進(jìn)行分組，同一組中采用HUB式的第一層共享，不同組間采用第二層交換，但可能采用了特殊算法，使實(shí)際應(yīng)用中，每一端口在通訊時(shí)，并不向其它端口廣播），后者則所有端口完全是第二層以上的交換，以此來劃分。（前者1~2層，后者2~3層） 第二層交換機(jī)應(yīng)該是客戶機(jī)自己通過ARP去獲得IP－>MAC的對(duì)應(yīng)，如果是同一個(gè)switch下的其它host，它就"安排"了，如果需要通過路由器出去的話（比如IP是www.online.sh.cn的IP 218.1.64.50），上層路由器會(huì)回答說：218.1.64.50的MAC是......（路由器自己的端口的MAC），然后交換機(jī)就把包送到上層的路由器那里去了，這是發(fā)生在proxy ARP時(shí)。GW會(huì)冒充另一網(wǎng)段的主機(jī)的MAC地址。這種方法有一定容錯(cuò)能力，但scalability較差。應(yīng)該是：node（節(jié)點(diǎn)）通過mask判斷目標(biāo)是否同一個(gè)網(wǎng)段。如果不是，就試圖與gateway通訊，如果ARP（地址解析協(xié)議） cache（緩存）里沒有g(shù)ateway（網(wǎng)關(guān)）的MAC地址，就ARP廣播，得到GW的MAC地址，轉(zhuǎn)發(fā)給GW。 早期的"交換機(jī)"是指第二層的設(shè)備，但隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，第三層交換機(jī)（SWITCH）才能在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，真正起到了"交換"的作用，交換通訊錄、交換IP包；而原先的第二層交換機(jī)，除了自己下屬端口可以直接交換外，其它的，都不管三七二十一，全部轉(zhuǎn)手給上層交換機(jī)或路由器做，自身只起到了一個(gè)匯集用戶的作用。所以我覺得照現(xiàn)在的應(yīng)用，倒是稱前者為交換機(jī)，而稱后者為交換式集線器SWITCH-HUB更貼切一些。SWICH通過MAC地址交換，當(dāng)然是在2層，MAC（硬件地址）是數(shù)據(jù)連路層標(biāo)準(zhǔn)，因此SWICH是2層硬件，HUB是物理層硬件，嚴(yán)格意義上不存在第3層的概念，7層模型只是邏輯概念的劃分。廠商設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)可以根據(jù)需要按照ISO標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行分類，這是7層模型帶來的好處。以前認(rèn)為3層交換機(jī)不能代替路由器，但從目前的發(fā)展來看，這種看法有值得商榷之處。 把IP理解為一個(gè)人的姓名（例：張三），MAC理解為其住址。訪問過程應(yīng)如下： "客戶機(jī)向上級(jí)交換機(jī)發(fā)出ARP請(qǐng)求"我要給張三寄東西"，交換機(jī)看通訊錄"張三歸哪個(gè)郵局管？"，有，則通知客戶機(jī)可發(fā)，客戶機(jī)在IP包內(nèi)封裝己方IP和MAC、目標(biāo)IP和自己網(wǎng)關(guān)（可能是承擔(dān)路由功能的普通服務(wù)器，也可能是第三層交換機(jī)或者專用的路由器）MAC、內(nèi)容，發(fā)往路由交換機(jī)（第一個(gè)路由），再通過一個(gè)個(gè)路由（每到一個(gè)路由，此路由器就將己方MAC改為自己的，目標(biāo)MAC改為下一個(gè)路由器的MAC，這樣才能不斷的傳送），最終到達(dá)張三處；若無，交換機(jī)向上一層交換機(jī)/路由器發(fā)出ARP請(qǐng)求，要求查詢，查到所屬郵局后反潰為了下次使用方便，交換機(jī)（路由）同時(shí)將其記錄在自己的通訊錄上。" 路由器根據(jù)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)路由表或利用預(yù)設(shè)的固定路由規(guī)則生成動(dòng)態(tài)路由表，以此決定IP包的最終去向（在多條可達(dá)路由中挑選一條捷徑）。整個(gè)傳送過程中，源IP和目標(biāo)IP是不變的，但MAC則由路由器"蓋上自己的郵戳"。對(duì)于外網(wǎng)，本機(jī)只知道IP（通過DNS），而MAC是交由路由器處理的——本機(jī)發(fā)送的IP包中的目標(biāo)MAC是路由器的。 進(jìn)一步理解三層交換: 三層就是IP層了。三層交換機(jī)應(yīng)該功能和路由器相似，不過前者是由硬件實(shí)現(xiàn)路由后者是主要由軟件來做。 三層路由和三層交換的區(qū)別：后者簡化查表的動(dòng)作，最簡單的模型是所謂route cache，復(fù)雜的，比如netflow, CEF or deCEF 簡單介紹netflow, CEF or deCEF：比較Process Switching，F(xiàn)ast Switching和CEF。 Process Switching In process switching the first packet is copied to the system buffer. The router looks up the Layer 3 network address in the routing table and initializes the fast-switch cache. The frame is rewritten with the destination address and sent to the outgoing interface that services that destination. Subsequent packets for that destination are sent by the same switching path. The route processor computes the cyclical redundancy check (CRC). 翻譯：在Process Switching，第一包被復(fù)制到系統(tǒng)buffer，然后查路由表并初始化fast-switch cache。幀（是第2層的哦）的目標(biāo)地址（比如MAC地址）被改寫，發(fā)到出口interface。后續(xù)的同一目標(biāo)的包按照同樣的switching path發(fā)送。路由處理器計(jì)算CRC。 Fast Switching When packets are fast switched, the first packet is copied to packet memory and the destination network or host is found in the fast-switching cache. The frame is rewritten and sent to the outgoing interface that services the destination. Subsequent packets for the same destination use the same switching path. The interface processor computes the CRC. 翻譯：當(dāng)包被fast switching，第一包復(fù)制到內(nèi)存，發(fā)現(xiàn)與fast-switching cache的某一表項(xiàng)吻合。幀被重寫二層地址，發(fā)到出口interface。后續(xù)的同一目標(biāo)的包按照同樣的switching path發(fā)送。interface處理器計(jì)算CRC。 CEF Switching When CEF mode is enabled, the CEF FIB and adjacency tables reside on the route processor, and the route processor performs the express forwarding. You can use CEF mode when line cards are not available for CEF switching or when you need to use features not compatible with distributed CEF switching. 當(dāng)打開CEF模式，CEF FIB（轉(zhuǎn)發(fā)信息庫）和鄰居表位于路由處理器，如果模塊不支持分布式處理，就由路由處理器執(zhí)行快速轉(zhuǎn)發(fā)。 其實(shí)現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展的那么快， 底層的設(shè)備都在向上層發(fā)展， HUB從物理層向數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)展， SWITCH向網(wǎng)絡(luò)層發(fā)展， 目前三層SWITCH有完整的路由功能， 但是做的主要工作還是VLAN之間的路由， 做外網(wǎng)IP的路由還是靠路由器。 然而隨著千兆以太網(wǎng)的迅速發(fā)展我想傳統(tǒng)的共享式HUB和傳統(tǒng)的路由器可能在市場上的占有率會(huì)越來越少的。 可以這樣理解,就是三層交換機(jī)的交換表中多了一個(gè)IP的條目或者干脆多了一個(gè)路由表,這樣它在將包交付路由器之前就已經(jīng)知道了到達(dá)遠(yuǎn)程IP所需經(jīng)過路線的下一個(gè)路由的MAC地址了。無論是hub,switch,在發(fā)送正是數(shù)據(jù)前會(huì)偵測線路,如果發(fā)現(xiàn)線路繁忙,它會(huì)暫時(shí)不送數(shù)據(jù)到總線上,而是隨機(jī)等待一個(gè)時(shí)延后再偵測.所以也就不存在丟棄沖突的包的情況。 隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，接入層的switch必然會(huì)在控制成本的前提下越來越完善，支持snmp、icmp、甚至簡單的qos。cisco新推出的2950多了什么，主要就是服務(wù)質(zhì)量（QoS）和組播管理，這是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展的必然。 單純的路由器逐漸退到網(wǎng)絡(luò)邊緣，最終會(huì)被swtich取代。而所謂交換集線器這個(gè)名詞很快會(huì)消失——實(shí)際上現(xiàn)在有幾個(gè)做網(wǎng)絡(luò)的人還會(huì)用這個(gè)名詞？現(xiàn)在的新名詞是：桌面式交換機(jī)、骨干交換機(jī)、路由交換機(jī).... |
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