路由器、交换机、集线器三剑客有什么区别？分别是用来干什么的？

前言

正在了解计算机网络，一直傻傻分不清路由器、交换机、集线器，功能有点类似，前脚刚记住，后脚就又搞混了。。。害的次次重新回去看，痛定思痛，总结一下它们的区别。

三者作用

在计算机网络中进行数据传输时，数据被协议栈打包以后会通过设备被转发，最终到达目的地。想要到互联网中进行传输就需要依赖于路由器、交换机、集线器这三个设备了。

集线器

集线器（hub）一种对包进行转发的设备。主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。就类似于给飞机续航的空中加油机，所以也有人将它视作多端口的中继器（适用于完全相同的两个网络的互连，来扩大网络传输的距离的设备），若它侦测到碰撞，它会提交阻塞信号。

采用广播方式发送数据
集线器属于纯硬件网络底层设备，不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送（向所有节点发送数据包，需要的节点会接收，不需要的节点会直接丢弃）。

交换机

交换机作为一种基于以太网设计的，用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。你可以把它理解为多了个网线接口。比如大学一个宿舍有许多人都要驰骋峡谷，可是网线口没有那么多，那么用交换机就可以。

其设计目的是将网络包原样转发到目的地。大家可以认为交换机的每个网线接口后面都是一块网卡。网卡接口和后面的电路部分加在一起称为一个端口，也就是说交换机的一个端口就相当于计算机上的一块网卡，交换机端口的MAC模块不具有MAC地址。换句话说，如果在计算机上安装多块网卡，并开启“混杂模式”让网卡接收所有的网络包，然后再安装一个和交换机具备同样功能的网络包转发软件，那么这台计算机就变成了一台交换机。

交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。

局域网交换机指的是在交换式局域网内进行数据交换的设备。传统的局域网中，在任意一个时刻网络中只能有一个站点发送数据，其他站点只可以接收信息，若想发送数据，只能退避等待。网络中的站点越多，网络的响应速度就越慢。而在局域网中采用了交换机设备以后，只要发送数据的源节点和目的节点不冲突，那么数据发送就完全并行，这样大大提高了数据传送的速率。

交换机相当于增强版的集线器，目前它已经替代了集线器，组网中很少使用集线器了。

科普
路由器其实比交换机问世时间更早。交换机比路由器更加简单，因此可能有人以为交换机应该比路由器出现得更早，其实是路由器先问世的。

路由器

路由器是一种基于IP设计的，对数据包进行转发的设备，负责连接两个或多个网络，在网络间起网关的作用，就是能够理解不同的协议，可以将两个高层协议不同的网络互连。
例如某个局域网使用的以太网协议，因特网使用的TCP/IP协议。这样，路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址，把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址，或者反之；再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/ IP网络连接到因特网上。它是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。

现今，发展的无线路由器几乎家家必备，家里没有wifi简直要了肥宅的老命。目前，路由器已经集成了集线器和交换机的功能。

路由选择是什么？

路由器进行IP分组路径选择的处理即为路由选择（routing）。路由器从输入接口处收到IP分组后，根据其首部包含的发送目的地地址信息进行路径选择，并按照选择结果将IP分组转发到流出接口处。其中转发的路线叫作路径，而路由器在路由选择处理时所参考的信息叫做路由表（routing table）。路由通过这些信息可以决定将收到的IP分组转发到那个网络。路由表由多个路由表表项构成，其中每个表项都可以由管理者手动设置（即静态路由），也可以根据路由协议自动生成（即动态路由）。

个人计算机或服务器也可做路由器使用

路由器的功能是以编译CPU上运行程序的软件为形式提供的。在普通的个人计算机、服务器上运行的通用操作系统，如Windows、MacOS、UNIX、Linux等也安装有路由器运行的软件，这就使个人计算机或服务器设备通过运行这些软件也能作为一台路由器来使用。例如，UNIX操作系统配备了标准链路控制程序routed，该程序使用RIP协议并提供了路由选择功能。

但通常所说的路由器还是指安装了路由器专用的操作系统并配有专用硬件的设备，这样的设备也可以称为硬件设备。使用专用的硬件设备的优点如下：
1、提供更为容易使用的用户接口
2、操作简单，可靠性更高
3、即使不精通技术也能进行简单的设置
4、能够在短时间内完成加载。
5、由于功能定制化，系统能够较为轻松地提高吞吐率
6、由于内置搭载了路由器功能，使得满足最低需求地成本降低。

误区
很多人以为调制解调器也就是我们通常所说的“猫”是路由器，其实它俩并不一样。
电脑可以直接通过猫来拨号上网，如果家里有多台电脑，则一般先把光纤连接到猫，再连接到路由器。电脑只有通过猫才能上网，而路由器则可以把光纤传输的信息分配给多个电脑。其实现在人们已经将他俩合二为一了，很多运营商会给用户配置带无线路由器功能的光猫。不过，这类产品在WiFi性能上面较低，

区别

一、工作层次不同

众所周知，开放系统互联参考模型（OSI /RM）该模型把网络通信的工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。1至4层被认为是低层，这些层与数据移动密切相关。5至7层是高层，包含应用程序级的数据。

1、路由器在网络层，根据IP地址寻址。
2、交换机工作在数据链路层，通过MAC地址转发数据。
3、集线器工作在物理层，通过广播的形式转发数据。

二、转发方式不同

集线器的工作原理是广播形式，无论哪个端口收到数据之后，都要广播到所有的端口，当接入设备比较多时，网络性能会受到很大的影响。

交换机通过“学习”（会与其他的交换机交换信息）和“记忆能力“，为每个端口形成一张MAC地址转发表，根据MAC地址转发数据，收到数据包之后，检查报文的目的MAC地址，找到对应的端口进行转发，而不是广播到所有的端口。

路由器转发的工作原理与交换机类似，不过具体操作上有区别，路由器是基于IP设计的，所以它会根据数据包的IP地址，在路由表中查询进行转发。

三、传输模式不同

集线器采用半双工模式
集线器内部采用了总线型拓扑，各个节点共用一条总线进行通信，数据包的发送和接收采用了CSMA/CD协议，在同一时间内必须是单向的，只能维持在半双工模式下。两个端口不能同时收发数据，并且当两个端口通信时，其他端口不同工作。

交换机采用半双工或全双工模式
交换机上的几个端口通信时，它们之间的通道是相互独立的，可以实现全双工通信。几个端口同时收发数据。

不了解通信模式的看这篇文章——单工通信模式、半双工通信模式和全双工通信模式的区别