集線器、交換機、網(wǎng)關(guān)、路由器、網(wǎng)橋之間有什么關(guān)系？各個的作用是什么？

集線器：集線器的基本功能是信息分發(fā)，它把一個端口接收的所有信號向所有端口分發(fā)出去，工作在物理層（最底層）。實際就是一種多端口的中繼器（將已經(jīng)衰減得不完整的信號經(jīng)過整理，重新產(chǎn)生出完整的信號再繼續(xù)傳送）。

網(wǎng)橋（Bridge）：是連接兩個局域網(wǎng)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用它可以完成具有相同或相似體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接。

　　在集線器組成的局域網(wǎng)里面，大量主機之間的通信都是通過arp廣播來分發(fā)數(shù)據(jù)，為了減小在共享環(huán)境中的介質(zhì)爭用（也就是沖突），網(wǎng)橋產(chǎn)生了，它的作用是將廣播域劃分為一個一個小的沖突域，通過尋址和路徑選擇轉(zhuǎn)發(fā)信息，一個網(wǎng)段上的各工作站之間的通信量局限在本網(wǎng)段的范圍內(nèi)，而不會經(jīng)過網(wǎng)橋流到其他的網(wǎng)段去?？梢匀〉脺p少通信量的作用，這樣便增大了可用的帶寬，但是廣播域還是沒有變。

　　網(wǎng)橋工作在第二層數(shù)據(jù)鏈路層，將兩個LAN連起來，根據(jù)MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀，可以看作一個“低層的路由器”（路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址如IP地址進行轉(zhuǎn)發(fā)），并且端口很少（注意與后面的交換機區(qū)別）。

　　網(wǎng)橋分為本地網(wǎng)橋和遠程網(wǎng)橋兩大類，本地網(wǎng)橋主要是用來提供同一地理區(qū)域內(nèi)的多個局域網(wǎng)段之間的直接連接。遠程網(wǎng)橋則是用于連接不同區(qū)域內(nèi)的局域網(wǎng)段。

網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)關(guān)的功能就是把信息重新進行包裝以適應(yīng)目標網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求。網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了不同的體系結(jié)構(gòu)和環(huán)境之間的通信，數(shù)據(jù)被網(wǎng)關(guān)重新轉(zhuǎn)換后，可以從一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進入另一個不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境能夠相互理解、交流對方的數(shù)據(jù)，在OSI網(wǎng)絡(luò)層之上的具有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能設(shè)施。

交換機：實際上是一種多端口網(wǎng)橋，所以說網(wǎng)橋和交換機都有交換功能。交換機具備自動尋址能力和交換作用，根據(jù)所傳遞信息包的目的地址，將每一信息包通過其擁有的一條高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣，獨立地從源端口送至目的端口，避免了和其他端口發(fā)生碰撞。目的MAC若不存在，交換機才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機會“學習”新的地址，并把它添加入內(nèi)部地址表中。

　　看到了網(wǎng)橋的作用，于是人們將其發(fā)展為多端口設(shè)備，并且整合了集線器的功能，發(fā)明了交換機，交換機也是工作在第二層。交換機除了具有橋接（也就是隔絕沖突）和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報之外，還具有其他高級特性：比如說vlan(虛擬局域網(wǎng))，port trunking（連路聚合），spanning tree（生成樹），等等特性，高端的交換機還具有路由功能，具體的路由功能將在后面介紹。交換機是一種專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它是基于硬件的，所以具有比基于軟件的網(wǎng)橋更高的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力。

　　交換機允許連接在交換機上的設(shè)備并行通訊，設(shè)備間通訊不會再發(fā)生沖突，因此交換機打破了沖突域，交換機每個接口是一個沖突域，不會與其他接口發(fā)生通訊沖突。但是交換機和集線器一樣不能判斷廣播數(shù)據(jù)包，會把廣播發(fā)送到全部接口，所以交換機和集線器一樣連接了一個廣播域網(wǎng)絡(luò)。

　　并且有系統(tǒng)的交換機可以記錄MAC地址表，發(fā)送的數(shù)據(jù)不會再以廣播方式發(fā)送到每個接口，而是直接到達目的接口，節(jié)省了接口帶寬。高端一點的交換機不僅可以記錄MAC地址表，還可以劃分VLAN（虛擬局域網(wǎng)）來隔離廣播，但是VLAN間也同樣不能通訊。要使VLAN間能夠通訊，必須有三層設(shè)備介入。

路由器：進行路由的設(shè)備
　　隨著網(wǎng)絡(luò)的進一步發(fā)展，在廣泛分布的網(wǎng)絡(luò)之間，選擇路徑便是一件麻煩的事情，于是一種專門的網(wǎng)絡(luò)硬件產(chǎn)生了---路由器。路由器工作在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）之上，其實也涉及第二層以及第一層，但是它的主要用途是選路。路由器的存儲器里面存放著路由表，這些表是易失的并且容易改變的。路由表的內(nèi)容包括到達目的地址的下一跳（next hop）路由地址，不同地址的管理距離，等等。

　　路由表內(nèi)容都是路由器啟動之后經(jīng)過學習得到的。路由器啟動之后便根據(jù)設(shè)定的路由協(xié)議與其他路由器交換信息，在交換信息的過程中，學習路由。所以一臺路由器雖然是基于硬件的專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但是路由器支持的路由算法才是最核心的東西。路由算法有兩大類：距離矢量算法（如rip ， igrp）以及連路狀態(tài)算法(如ospf)，還有一種平衡混合的算法（如eigrp），是前面兩種算法的綜合。路由器使用距離矢量算法，判斷到達目的地址的優(yōu)先路徑的標準只有一個，那就是跳數(shù)，認為具有最小跳數(shù)的路徑是最有路徑，而不理會其帶寬，可靠性，時延等因素。并且認為跳數(shù)大于15跳的目的地址是不可到達的，這邊限制了可路斷最優(yōu)路徑，這樣可路由的區(qū)域便增大了，并且能平衡各條鏈路之間的流量。

　　路由器不僅能像交換機一樣隔離沖突域，另外，路由還有一個二層設(shè)備不具有的功能，那就是隔絕廣播，它可以將廣播限制在一個網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)，進而增大網(wǎng)絡(luò)之間的帶寬。路由器的介入可以使交換機劃分的VLAN實現(xiàn)互相通訊。

總結(jié)：

集線器：純硬件、用于連接網(wǎng)絡(luò)終端、不能打破沖突域和廣播域。

網(wǎng)　橋：是一個二層設(shè)備，用于隔絕沖突，但是不能隔絕廣播。常常是基于軟件的，現(xiàn)在使用得很少了。

交換機：擁有軟件系統(tǒng)、用于連接網(wǎng)絡(luò)終端、能夠打破沖突域，但是不能分割廣播域。是一個多端口的二層設(shè)備，功能除了網(wǎng)橋所具有的功能之外，還有其特定的高級功能。

路由器：擁有軟件系統(tǒng)、用于路徑選擇，可以打破沖突域也可以分割廣播域，是連接大型網(wǎng)絡(luò)的比備設(shè)備。

一般來說網(wǎng)橋不能代替交換機(因為它是單端口的)，而網(wǎng)橋和交換機都不能代替網(wǎng)關(guān)，它們不能連接兩個不同的網(wǎng)絡(luò)。而網(wǎng)關(guān)則可以起網(wǎng)橋的作用。

交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的目的地址。
而路由器則是利用不同網(wǎng)絡(luò)的ID號（即IP地址）來確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的地址。