[转载]集线器、交换机、路由器和全双工、半双工
本文来源于：https://www.cnblogs.com/clnchanpin/p/6753866.html。这篇文章对于“网络硬件三剑客”，做出了一个很好的总结，我这里摘抄引述下:
集线器
什么是集线器
在认识集线器之前，必须先了解一下中继器。在我们接触到的网络中。最简单的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”，两块网卡之间通常是由非屏蔽双绞线来充当信号线的。
因为双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减，当信号衰减到一定程度时将造成信号失真，因此在保证信号质量的前提下，双绞线的最大传输距离为100米。
当两台电脑之间的距离超过100米时，为了实现双机互连。人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”。它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理。又一次产生出完整的信号再继续传送。
中继器就是普通集线器的前身，集线器实际就是一种多port的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为对应数量的电脑完毕“中继”功能。因为它在网络中处于一种“中心”位置。因此集线器也叫做“Hub”。
集线器的工作原理
集线器的工作原理非常easy，以图2为例。图中是一个具备8个port的集线器。共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”。通过集线器对信号进行转发。8台电脑之间能够互连互通。
详细通信过程是这种：假如计算机1要将一条信息发送给计算机8。当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时，集线器并不会直接将信息送给计算机8，它会将信息进行“广播”--将信息同一时候发送给8个port，当8个port上的计算机接收到这条广播信息时，会对信息进行检查，假设发现该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。
由于该信息是计算机1发给计算机8的，因此终于计算机8会接收该信息，而其他7台电脑看完信息后，会由于信息不是自己的而不接收该信息。
集线器的特点
- 共享宽带
集线器是一种“共享”设备，集线器本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机数据传输时，数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。
因为集线器在一个时钟周期中仅仅能传输一组信息。假设一台集线器连接的机器数目较多，而且多台机器常常须要同一时候通信时，将导致集线器的工作效率非常差，如发生信息阻塞、碰撞等。
为什么会这样呢?打给例如。当计算机1正在通过集线器发信息给计算机8时，假设此时计算机2也想通过集线器将信息发给计算机7，当它试图与集线器联系时。却发现集线器正在忙计算机1的事情。于是计算机2便会“带”着数据站在集线器的面前等待，并时时要求集线器停下计算机1的活来帮自己干。假设计算机2成功地将集线器“抢”过来了（因为集线器是“共享”的。因此非常easy抢到手），此时正处于传输状态的计算机1的数据便会停止，于是计算机1也会去“抢”集线器……
可见，集线器上每一个port的真实速度除了与集线器的带宽有关外，与同一时候工作的设备数量也有关。比方说一个带宽为10Mb的集线器上连接了8台计算机，当这8台计算机同一时候工作时，则每台计算机真正所拥有的带宽是10/8=1.25Mb!
- 半双工
因为集线器採取的是“广播”传输信息的方式。因此集线器传送数据时仅仅能工作在半双工状态下，比方说计算机1与计算机8须要相互传送一些数据，当计算机1在发送数据时。计算机8仅仅能接收计算机1发过来的数据，仅仅有等计算机1停止发送并做好了接收准备。它才干将自己的信息发送给计算机1或其他计算机。
交换机
什么是交换机
交换机也叫交换式集线器。它通过对信息进行又一次生成，并经过内部处理后转发至指定port，具备自己主动寻址能力和交换作用，因为交换机依据所传递信息包的目的地址。将每一信息包独立地从源port送至目的port。避免了和其它port发生碰撞。广义的交换机就是一种在通信系统中完毕信息交换功能的设备。
交换机的工作原理
在计算机网络系统中。交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。
集线器是采用共享工作模式的代表，假设把集线器比作一个邮递员，那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜”--要他去送信，他不知道直接依据信件上的地址将信件送给收信人。仅仅会拿着信分发给全部的人，然后让接收的人依据地址信息来推断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员--交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的全部的port都挂接在这条背部总线上。当控制电路收到数据包以后。处理port会查找内存中的地址对比表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个port上。通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的port。
目的MAC若不存在。交换机才广播到全部的port，接收port回应后交换机会“学习”新的地址，并把它加入入内部地址表中。
交换机的特点
- 独享宽带
因为交换机可以智能化地依据地址信息将数据高速送到目的地。因此它不会像集线器那样在数据传输时“打搅”那些非收信人。这样一来，交换机在同一时刻可进行多个port组之间的数据传输。并且每一个port都可视为是独立的网段。相互通信的两方独自享有所有的带宽，无须同其它设备竞争使用。
比方说，当A主机向D主机发送数据时，B主机可同一时候向C主机发送数据，并且这两个传输都享有网络的所有带宽--如果此时它们使用的是10Mb的交换机。那么该交换机此时的总流通量就等于2×10Mb=20Mb。
- 全双工
当交换机上的两个port在通信时，因为它们之间的通道是相对独立的，因此它们能够实现全双工通信。
集线器和交换机的区别
从两者的工作原理来看。交换机和集线器是有非常大区别的。首先，从OSI体系结构来看，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。
其次，从工作方式来看，集线器採用一种“广播”模式。因此非常easy产生“广播风暴”。当网络规模较大时性能会受到非常大的影响。而当交换机工作的时候，仅仅有发出请求的port和目的port之间相互响应而不影响其它port，因此交换机可以在一定程度上隔离冲突域和有效抑制“广播风暴”的产生。
另外，从带宽来看。集线器无论有多少个port，全部port都是共享一条带宽，在同一时刻仅仅能有两个port传送数据。其它port仅仅能等待，同一时候集线器仅仅能工作在半双工模式下；而对于交换机而言。每一个port都有一条独占的带宽，当两个port工作时并不影响其它port的工作，同一时候交换机不但能够工作在半双工模式下并且能够工作在全双工模式下。
假设用最简单的语言叙述交换机与集线器的差别，那就应该是智能与非智能的差别。
集线器说白了仅仅是连接多个计算机的网络设备，它仅仅能起到信号放大和传输的作用，不能对信号中的碎片进行处理，所以在传输过程中easy出错。而交换机则能够看作为是一种智能型的集线器，它除了拥有集线器的全部特性外，还具有自己主动寻址、交换、处理的功能。而且在数据传递过程中。发送端与接受端独立工作。不与其他port发生关系，从而达到防止数据丢失和提高吞吐量的目的。
路由器
什么是路由器
路由器又可称之为【Router 】。工作在网络的第三层（又叫网络层），它的作用在于连接不同的网段（比方两个不同地址的局域网）而且找到网络中传输数据最合适的路径（能够说普通情况下个人用户对这项功能的需求不是非常大）。一般路由器的接口数量都比較少。其主要作用是进行网络与网络间的连接，路由器依据记录的路由表来连接不同的局域网并转发数据，从而使得由交换机划分出的不同VLAN间相互通讯得以实现。路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域，并且还能检測并丢弃广播数据包。以此来隔离广播域，并有效的扩大了网络规模。
交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号(即IP地址)来确定数据转发地址的。
传统的交换机仅仅能切割冲突域。不能切割广播域。而路由器能够切割广播域
路由器的工作原理
路径表（Routing Table）保存着各种传输路径的相关数据。如子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表能够是由系统管理员固定设置好的，也能够由系统动态改动，能够由路由器自己主动调整，也能够由主机控制。
通过路由器能够让不同子网、网段进行互连，因此路由器与集线器、交换机不同。它一般安装在网络的“骨干”部位，而不像集线器、交换机那样工作在基层。
为什么家用的是无线路由器而不是无线交换机
来源：https://product.pconline.com.cn/itbk/wlbg/network/1710/10195032.html
无线交换机的作用是让多台设备使用同一根 网线 进行上网，但是在使用无线交换机进行上网的时候，是需要每台设备分别进行拨号的，每一台设备都拥有自己的宽带账号，每台电脑之间都是相互独立的，一台电脑的运行不会影响到另外一台电脑的网络，不管另外一台电脑做什么都不会影响到这台电脑的网速，而且同时使用一个无线交换机的设备都处于同一个局域网当中。
题外话，关于用交换机组建局域网，可以看我写的这篇博客：https://www.cnblogs.com/jiading/p/11981902.html
无线路由器如果被多台设备使用，它们使用的网络是同一个，宽带账号也是同一个，每台电脑之间的网络是互相影响的，如果一个电脑正在进行下载操作，则其他连接无线路由器的设备网速会受到很大的影响，它们所处的局域网也是同一个。
既然已经有了路由器了，为什么还有人用交换机
来源：https://blog.csdn.net/weixin_34124651/article/details/86128263
路由器和交换机的功能不同，路由器的作用是与外部通讯，交换机是提供内网通讯。不是每个网络都需要路由器，相比交换机来说，路由器的用量很少，比如企业、学校、政府机关、医院。。。。等内部通讯，需要大量的接入设备，只需要交换机，在几千台电脑的单位里，至少需要几十上百台交换机进行网络接入，一台交换机可以接入几十台设备，而仅仅只需要一个路由器提供对外访问。更大型的网络里，需要对内部网进行划分若干小内网，实现内部小网之间互相访问，可采用带路由功能的交换机，就是三层交换机，一般价格都比较昂贵。 路由器=NAT共享器+交换机 但路由器侧重点是共享，交换机功能不强，口少； 交换机侧重点是多口，构成局域网； 如果你有50台电脑，你不得不用交换机的， 用6只路由器既浪费又别扭； 小路由器便宜，但代理能力很弱，只能代理几台，若加很多口，它又没有 能力代理，这样的东西有何用呢？ 但口多代理能力强的路由器价很贵，属网巴级或企业级，如只要 交换机，你加了路由，价贵了,功能也多余的。同样的，可以看看这个问题：https://www.zhihu.com/question/21815304
一个家用无线路由器，一个无线SSID能连接的无线设备最多有16个，这个是wifi芯片厂家限制的(不同的wifi芯片厂商可能不一样)，如果可以开多个SSID，连接的设备会多一点，但也有上限，所有SSID连接的设备总数之和不能超过128。
另外，路由器厂商还有可能更改这个设置，但只会将这个数目改小，太多了会影响性能。
你的TP-Link路由器只能链接7～8个无线设备可能就是TP-Link设置的，而TP-Link并没有提供修改的方法。所以你只能自己控制了，不用的设备断开无线连接，以免影响其他设备的使用，或者再买个无线路由器。所以路由器在代理能力上是比交换机弱不少的