1.中继器
1.1 功能概述
工作在物理层。当数据离开源在网络上传送时，它转换为能够沿着网络介质传输的电脉冲或光脉冲——这些脉冲称为信号（signal）。当信号沿着网络介质进行传送时， 随着经过的线缆越来越长，信号就会变得越来越弱，越来越差。中继器的目的是对网络信号进行再生和还原，从而使得它们能够在网络上传输更长的距离。
简单来说，中继器就是两个端口，一个进一个出，把流入的网络信号进行放大、加强再流出，从而使它可以传输更远的距离。
2.集线器
2.1 功能概述
工作在物理层。集线器的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。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。可以这样理解，集线器就是多个端口的中继器。
2.2 工作原理
它发送数据时，是没有针对性的。采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点（因为它不认识路），而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。例如：当A要给B发数据时，它会采取广播方式，把要传递的消息广播给B、C、D、E
很容易想到，集线器这样会带来一个很大的坏处就是，广播爆炸和线路冲突。集线器对数据包的的处理大部分是简单的将数据包复制放大后，送到目前连接该集线器的所有端口，因此数据包充斥在整个连通的局域网中，同时仅有一组数据是有效的，所以在数据包传输量较大的居于网中，集线器将无法有效地传输数据，因为可能同时传送多份数据，从而造成数据包的冲突问题问题增加。
3.网桥
3.1功能概述
工作在数据链路层。网桥（Bridge）是早期的两端口数据链路层网络设备，用来连接不同网段的计算机网络设备同时它又可隔离冲突域。
网桥将两个不同的局域网的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。
3.2工作原理
也有人把“网桥”比喻成一个聪明的中继器（Repeater）。因为中继器只是对所接收的信号进行放大，然后直接发送到另一个端口连接的电缆上，主要用于扩展网络的物理连接范围；而网桥除了可以扩展网络的物理连接范围外，还可以对MAC 地址进行分区，不需要像集线器一样去广播（网桥可以根据MAC地址转发消息），同时隔离不同物理网段之间的碰撞（也就是隔离“冲突域”）。
上图是用一个网桥连接的两个网络，网桥的A端口连接A子网，B端口连接B子网，为什么网桥知道哪些数据包该转发，哪些包不该转发呢？那是因为它有两个表A和B，当有数据包进入端口A时，网桥从数据包中提取出源MAC地址和目的MAC地址。
一开始的时候，表A和表B都是空的，没有一条记录，这时，网桥会把数据包转发给B网络，并且在表A中增加一条MAC地址(把源MAC地址记录表中)，说明这个MAC地址的机器是A子网的，同理，当B子网发送数据包到B端口时，网桥也会记录源MAC地址到B表。
当网桥工作一段时候后，表A基本上记录了A子网所有的机器的MAC地址，表B同理，当再有一个数据包从A子网发送给网桥时，网桥会先看看数据包的目的MAC地址是属于A子网还是B子网的，如果从A表中找到对应则，抛弃该包，如果不是，则转发给B子网，然后检查源MAC地址，是否在表中已经存在，如果不存在，在表A中增加一条记录。
4.交换机
4.1功能概述
工作在数据链路层。交换机（Switch）可以说同时是集线器和网桥的升级换代产品，因为交换机具有集线器一样的集中连接功能，同时它又具有网桥的数据交换功能。所以可以这样说，交换机是带有交换功能的集线器，或者说交换机是多端口的网桥。外形上，集线器与交换机产品没什么太大区别。
PS：下图为三层交换机图，就是比较大而已，
4.2工作原理
- 当交换机从某个端口收到一个数据帧后，先读取帧头部的源MAC地址，并与自己缓存中的映射表（CAM 表）进行比较，如果没有找到，则在CAM表中添加一个该源MAC 地址与发送该帧的源端口映射表项。这就是交换机的MAC 地址自动学习功能。
- 如果在CAM表项查到了帧中源MAC地址，则继续查看是否有帧中目的MAC地址所对应的映射表项。如果有，则直接把该帧转发到目的MAC地址节点所连接的交换机端口，然后由该端口发送到目的主机。
- 如果在交换机CAM 表中没有找到帧中目的MAC地址所对应的表项，则把该数据帧向除源端口外的其他所有端口上进行泛洪（广播）。
- 当MAC地址与帧中目的MAC地址的主机接收了该数据帧后就会向源主机产生一个应答帧，交换机获取该应答帧后从其中的源MAC 地址中获取了对应的MAC地址和所连接端口的映射关系，并添加到CAM 表中。这样下次再有MAC地址为这个MAC 地址的帧发送时交换机就可以直接从CAM表中找到对应的转发端口，直接转发，不用再泛洪了。
5.路由器
相比较上边的几个设备而言，要想理解路由器，需要对计算机网络有一定的基础。在Internet网络中，路由器是相对来说最重要的设备。在本文中，对路由器不再做详细解释，在计算机网络这一专栏中我会单独详解路由器这一设备。
5.1功能概述
工作在网络层。路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网（根据IP地址来判断是否在一个子网）。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。转发消息主要用的是IP地址。
5.2工作原理
例如，一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段，只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。当IP子网中的一台主机发送消息给同一IP子网的另一台主机时，它将直接把消息送到网络上，对方就能收到。而要送给不同子网的主机时，它要选择一个能到达目的子网上的路由器，把消息送给该路由器，由路由器负责把消息送到目的地。网络中的设备用它们的网络地址（IP地址）互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。目前TCP／IP网络，全部是通过路由器互连起来的，Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。
一句话总结：路由器的主要工作就是为经过路由器的每个IP数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。 路由器的基本功能是，把数据（IP报文）传送到正确的网络。
6.总结
文章从最简单的中继器讲起，有浅及深（当然，这也是几个设备发展的过程），逐步探讨中继器、集线器、网桥、交换机、路由器的功能。这样一个层次，能使读者更清晰明白他们的不同与相同。
文章如有不当之处，请多多指教~~
