交换机和集线器的主要区别是什么？

Answer 1

交换机和集线器的主要区别分为四个方面，分别是在OSI体系结构，数据传输方式，带宽占用方式和传输模式上。

1 OSI体系结构上的区别集线器属于OSI的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。也就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法进行有效的处理，不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过滤短帧、碎片等。

2 数据传输方式上的区别

目前，80％的局域网（LAN）是以太网，在局域网中大量地使用了集线器（HUB）或交换机（Switch）这种连接设备。利用集线器连接的局域网叫共享式局域网，利用交换机连接的局域网叫交换式局域网。

2.1 工作方式不同我们先来谈谈网络中的共享和交换这两个概念。在此，我们打个比方，同样是10个车道的马路，如果没有给道路标清行车路线，那么车辆就只能在无序的状态下抢道或占道通行，容易发生交通堵塞和反向行驶的车辆对撞，使通行能力降低。为了避免上述情况的发生，就需要在道路上标清行车线，保证每一辆车各行其道、互不干扰。共享式网络就相当于前面所讲的无序状态，当数据和用户数量超出一定的限量时，就会造成碰撞冲突，使网络性能衰退。而交换式网络则避免了共享式网络的不足，交换技术的作用便是根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从端口送至目的端口,避免了与其它端口发生碰撞，提高了网络的实际吞吐量。

共享式以太网存在的主要问题是所有用户共享带宽，每个用户的实际可用带宽随网络用户数的增加而递减。这是因为当信息繁忙时，多个用户都可能同进“争用”一个信道，而一个通道在某一时刻只充许一个用户占用，所以大量的经常处于监测等待状态，致使信号在传送时产生抖动、停滞或失真，严重影响了网络的性能。

交换式以太网中，交换机供给每个用户专用的信息通道，除非两个源端口企图将信息同时发往同一目的端口，否则各个源端口与各自的目的端口之间可同时进行通信而不发生冲突。

2.2 工作机理不同集线器的工作机理是广播（broadcast），无论是从哪一个端口接收到什么类型的信包，都以广播的形式将信包发送给其余的所有端口，由连接在这些端口上的网卡（NIC）判断处理这些信息，符合的留下处理，否则丢弃掉，这样很容易产生广播风暴，当网络较大时网络性能会受到很大的影响。从它的工作状态看，HUB的执行效率比较低（将信包发送到了所有端口），安全性差（所有的网卡都能接收到，只是非目的地网卡丢弃了信包）。而且一次只能处理一个信包，在多个端口同时出现信包的时候就出现碰撞，信包按照串行进行处理，不适合用于较大的网络主干中。

交换机的工作就完全不同，它通过分析Ethernet包的包头信息（其中包含了原MAC地址、目标MAC地址、信息长度等），取得目标MAC地址后，查找交换机中存储的地址对照表（MAC地址对应的端口），确认具有此MAC地址的网卡连接在哪个端口上，然后仅将信包送到对应端口，有效的有效的抑制广播风暴的产生。

这就是Switch 同HUB最大的不同点。而Switch内部转发信包的背板带宽也远大于端口带宽，因此信包处于并行状态，效率较高，可以满足大型网络环境大量数据并行处理的要求。

3 带宽占用方式上的区别

集线器不管有多少个端口，所有端口都是共享一条带宽，在同一时刻只能有二个端口传送数据，其他端口只能等待，同时集线器只能工作在半双工模式下；而对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，这样在速率上对于每个端口来说有了根本的保障。当二个端口工作时并不影响其他端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下而且可以工作在全双工模式下。

4 传输模式上的区别

集线器只能采用半双工方式进行传输的，因为集线器是共享传输介质的，这样在上行通道上集线器一次只能传输一个任务，要么是接收数据，要么是发送数据。而交换机则不一样，它是采用全双工方式来传输数据的，因此在同一时刻可以同时进行数据的接收和发送，这不但令数据的传输速度大大加快，而且在整个系统的吞吐量方面交换机比集线器至少要快一倍以上，因为它可以接收和发送同时进行，实际上还远不止一倍，因为端口带宽一般来说交换机比集线器也要宽许多倍。

举个简单的例子，比如说让两组人同时给对方互相传输一个文件，从一个人传到另一个的时间为1分钟。如果是用集线器的话，需要的时间是4分钟。数据先从一个人传到对方那里，然后对方再传回来。接着才能是另一组做相同的工作，这样算下来就是4分钟。但是用交换机的话速度就快多了，在相同情况下只需要1分钟就足够了。由于每个端口都是独立的，所以这两组人可以同时传输数据，再因为交换机可以工作在全双工下，所以每两个人也可以同时传输，换句话说这4个人是在同一个时间内完成的工作。所以我们也可以把集线器和交换机的处理能力看做串行处理与并行处理。

Answer 2

众所周知，网络分为：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层 5 层。
集线器是工作在物理层，可以在物理层扩展以太网，其仍属于一个碰撞域。而交换机工作在数据链路层，端口两端不属于同一个碰撞域