简述集线器，交换机，路由器的功能和区别

### Hub、Switch 和 Router 的功能及区别

#### Hub（集线器）

Hub 是一种基本的网络设备，用于连接多个设备到单一的共享通信线路或总线上。当数据包到达其中一个端口时，Hub 将该数据包广播给所有其他端口，而不考虑目标地址。这种方式使得所有的连接设备处于同一个冲突域中，容易造成带宽浪费和潜在的安全风险[^1]。

#### Switch（交换机）

相比于 Hub，Switch 提供更高效的数据传输机制。它能够识别每个连接设备的 MAC 地址，并据此建立内部转发表来决定如何转发帧至特定的目的地而不是盲目广播出去。因此，在基于第二层工作的 Switch 可以有效减少甚至消除冲突域内的碰撞问题，提高局域网性能的同时也增强了安全性[^2]。

#### Router（路由器）

Router 工作在网络层次结构中的第三层——即 IP 层面之上，负责不同子网间的路由选择与报文传递任务。除了具备类似于 Switch 对MAC地址的学习能力外，还支持更高阶的功能如动态寻径协议、访问控制列表ACLs以及NAT转换等服务；更重要的是它可以隔离各个独立的逻辑网络环境从而实现跨网段的信息交流[^3]。

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综上所述：

- **Hub** 主要作用在于物理层面扩展有限范围内的有线连接数量；
- **Switch** 则进一步优化了本地范围内多台计算机间通讯效率；
- **Router** 更侧重于广义上的互联性构建，允许跨越地理边界的不同LAN/WAN之间互相沟通。

通过上述三种典型网络组件的发展历程可以看出技术进步是如何逐步解决早期设计局限性的：从最初的简单信号放大/重发装置演变为如今复杂多功能化的智能型节点设备[^4]。