本期介紹集線器、交換機、路由器、中繼器、網關、網橋等相關概念知識，方便大家對身邊的網絡硬件有所了解和參考，尤其是對于非通信專業的網友來說似乎更有參考價值，實際上有些硬件大家幾乎每天都在使用，比如網橋等也可能從未接觸過，不過都沒關系，稍微比較可參一二。

一、集線器

集線器也稱HUB，工作在OSI七層結構的第一層物理層，屬于共享型設備，接收數據廣播發出，在局域網內一般都是星型連接拓撲結構，每臺工作站都連接到集線器上。由于集線器的帶寬共享特性導致網絡利用效率極低，一般在大中型的網絡中不會使用到集線器。現在的集線器基本都是全雙工模式，市面上常見的集線器傳輸速率普遍都為100Mbps。

二、交換機

交換機顧名思義以交換為主要功能，工作在OSI第二層（數據鏈路層），根據MAC地址進行數據轉發。交換機的每一個端口都屬于一個沖突域，而集線器所有端口屬于一個沖突域。交換機通過分析Ethernet包的包頭信息（其中包含了源MAC地址、目標MAC地址、信息長度等），取得目標MAC地址后，查找交換機中存儲的地址對照表（MAC地址對應的端口），確認具有此MAC地址的網卡連接在哪個端口上，然后將信包送到對應端口，有效的抑制IP廣播風暴。并且信息包處于并行狀態，效率較高。

交換機的轉發延遲非常小，主要的得益于其硬件設計機理非常高效，為了支持各端口的最大數據傳輸速率，交換機內部轉發信包的背板帶寬都必須遠大于端口帶寬，具有強大的整體吞吐率，才能為每臺工作站提供更高的帶寬和更高的網絡利用率，可以滿足大型網絡環境大量數據并行處理 的要求。

三、路由器

路由器跟集線器和交換機不同，是工作在OSI的第三層（網絡層），根據IP進行尋址轉發數據包。路由器是一種可以連接多個網絡或網段的網絡設備，能將不同網絡或網段之間（比如局域網——大網）的數據信息進行轉換，并為信包傳輸分配最合適的路徑，使它們之間能夠進行數據傳輸，從而構成一個更大的網絡。

路由器具有最主要的兩個功能，即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等，一般由特定的硬件來完成；控制功能一般用軟件來實現，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。

四、中繼器

中繼器（Repeater）工作于OSI的第一層（物理層），中繼器是最簡單的網絡互聯設備，連接同一個網絡的兩個或多個網段，主要完成物理層的功能，負責在兩個網絡節點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復制、調整和放大功能，以此從而增加信號傳輸的距離，延長網絡的長度和覆蓋區域，支持遠距離的通信。

一般來說，中繼器兩端的網絡部分是網段，而不是子網。中繼器只將任何電纜段上的數據發送到另一段電纜上，并不管數據中是否有錯誤數據或不適于網段的數據。大家最常接觸的是網絡中繼器，在通訊上還有微波中繼器、激光中繼器、紅外中繼器等等，機理類似，觸類旁通。

五、網關

網關（Gateway）又叫協議轉換器，網關的概念實際上跟上面的設備型不是一類問題，但是為了方便參考還是放到這里一并介紹。

網關是一種復雜的網絡連接設備，可以支持不同協議之間的轉換，實現不同協議網絡之間的互連。網關具有對不兼容的高層協議進行轉換的能力，為了實現異構設備之間的通信，網關需要對不同的鏈路層、專用會話層、表示層和應用層協議進行翻譯和轉換。所以網關兼有路由器、網橋、中繼器的特性。

若要使兩個完全不同的網絡（異構網）連接在一起，一般使用網關，在Internet中兩個網絡也要通過一臺稱為網關的計算機實現互聯。這臺計算機能根據用戶通信目標計算機的IP地址，決定是否將用戶發出的信息送出本地網絡，同時，它還將外界發送給屬于本地網絡計算機的信息接收過來，它是一個網絡與另一個網絡相聯的通道。為了使TCP/IP協議能夠尋址，該通道被賦予一個IP地址，這個IP地址稱為網關地址。

所以，網關的作用就是將兩個使用不同協議的網絡段連接在一起的設備，對兩 個網絡段中的使用不同傳輸協議的數據進行互相的翻譯轉換。在互連設備中，由于協議轉換的復雜性，一般只能進行一對一的轉換，或是少數幾種特定應用協議的轉換。

六、網橋

網橋和交換機一樣都是工作在OSI模型的第二層（數據鏈路層），可以看成是一個二層路由器（真正的路由器是工作在網絡層，根據IP地址進行信包轉發）。網橋可有效的將兩個局域網（LAN）連起來，根據MAC地址（物理地址）來轉發幀，使本地通信限制在本網段內，并轉發相應的信號至另一網段，網橋通常用于聯接數量不多的、同一類型的網段。