集線(xiàn)器的特點(diǎn)及應(yīng)用

Word集線(xiàn)器的特點(diǎn)及應(yīng)用

集線(xiàn)器的英文稱(chēng)為“Hub”?！癏ub”是“中心”的意思，集線(xiàn)器的主要功能是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行再生整形放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上。它工作于OSI（開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型）參考模型第一層，即“物理層”。集線(xiàn)器與網(wǎng)卡、（網(wǎng)線(xiàn)）等傳輸介質(zhì)一樣，屬于局域網(wǎng)中的基礎(chǔ)設(shè)備，采用CSMA/CD（即帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)技術(shù)）介質(zhì)訪問(wèn)控制機(jī)制。集線(xiàn)器每個(gè)（接口）簡(jiǎn)單的收發(fā)比特，收到1就轉(zhuǎn)發(fā)1，收到0就轉(zhuǎn)發(fā)0，不進(jìn)行碰撞檢測(cè)。

集線(xiàn)器（hub）屬于純硬件網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備，基本上不具有類(lèi)似于（交換機(jī)）的“智能記憶”能力和“學(xué)習(xí)”能力。它也不具備交換機(jī)所具有的MAC地址表，所以它發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)都是沒(méi)有針對(duì)性的，而是采用廣播方式發(fā)送。也就是說(shuō)當(dāng)它要向某節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線(xiàn)器相連的所有節(jié)點(diǎn)，如圖所示，簡(jiǎn)單明了。

HUB是一個(gè)多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器，當(dāng)以HUB為中心設(shè)備時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中某條線(xiàn)路產(chǎn)生了故障，并不影響其它線(xiàn)路的工作。所以HUB在局域網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。大多數(shù)的時(shí)候它用在星型與樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，以（RJ45）接口與各主機(jī)相連（也有BNC接口），HUB按照不同的說(shuō)法有很多種類(lèi)。

集線(xiàn)器的特點(diǎn)

集線(xiàn)器（HUB）屬于（數(shù)據(jù)通信）系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)備，具有流量（監(jiān)控）功能。它和雙絞線(xiàn)等傳輸介質(zhì)一樣，是一種不需任何軟件支持或只需很少管理軟件管理的硬件設(shè)備。它被廣泛應(yīng)用到各種場(chǎng)合。集線(xiàn)器工作在局域網(wǎng)（LAN）環(huán)境，被稱(chēng)為物理層設(shè)備。集線(xiàn)器內(nèi)部采用了電器互聯(lián)，當(dāng)維護(hù)LAN的環(huán)境是邏輯總線(xiàn)或環(huán)型結(jié)構(gòu)時(shí)，完全可以用集線(xiàn)器建立一個(gè)物理上的星型或樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在這方面，集線(xiàn)器所起的作用相當(dāng)于多端口的中繼器。其實(shí)，集線(xiàn)器實(shí)際上就是中繼器的一種，其區(qū)別僅在于集線(xiàn)器能夠提供更多的端口服務(wù)，所以集線(xiàn)器又叫多口中繼器。

這種設(shè)備的廣播發(fā)送數(shù)據(jù)方式有三方面不足：

（1）用戶(hù)數(shù)據(jù)包向所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送，很可能帶來(lái)數(shù)據(jù)通信的不安全因素，一些別有用心的人很容易就能非法截獲他人的數(shù)據(jù)包。

（2）由于所有數(shù)據(jù)包都是向所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，加上其共享帶寬方式（如果兩個(gè)設(shè)備共享10M的集線(xiàn)器，那么每個(gè)設(shè)備就只有5M的帶寬），就更加可能造成網(wǎng)絡(luò)塞車(chē)現(xiàn)象，更加降低了網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行效率。

（3）非雙工傳輸，網(wǎng)絡(luò)通信效率低。集線(xiàn)器的同一時(shí)刻每一個(gè)端口只能進(jìn)行一個(gè)方向的數(shù)據(jù)通信，而不能像交換機(jī)那樣進(jìn)行雙向雙工傳輸，網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行效率低，不能滿(mǎn)足較大型網(wǎng)絡(luò)通信需求。

集線(xiàn)器的應(yīng)用

依據(jù)IEEE802．3協(xié)議，集線(xiàn)器功能是隨機(jī)選出某一端口的設(shè)備，并讓它獨(dú)占全部帶寬，與集線(xiàn)器的上聯(lián)設(shè)備（交換機(jī)、路由器或服務(wù)器等）進(jìn)行通信。由此可以看出，集線(xiàn)器在工作時(shí)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)。

首先是Hub只是一個(gè)多端口的信號(hào)放大設(shè)備，工作中當(dāng)一個(gè)端口接收到數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，由于信號(hào)在從源端口到Hub的傳輸過(guò)程中已有了衰減，所以Hub便將該信號(hào)進(jìn)行整形放大，使被衰減的信號(hào)再生（恢復(fù)）到發(fā)送時(shí)的狀態(tài)，緊接著轉(zhuǎn)發(fā)到其他所有處于工作狀態(tài)的端口上。從Hub的工作方式可以看出，它在網(wǎng)絡(luò)中只起到信號(hào)放大和重發(fā)作用，其目的是擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸范圍，而不具備信號(hào)的定向傳送能力，是—個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的共享式設(shè)備。因此有人稱(chēng)集線(xiàn)器為“傻Hub”或“啞Hub”。

不過(guò)，隨著技術(shù)的發(fā)展和需求的變化，許多Hub在功能上進(jìn)行了拓寬，不再受這種工作機(jī)制的影響。由Hub組成的網(wǎng)絡(luò)是共享式網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)Hub也只能夠在半雙工下工作。

Hub主要用于共享網(wǎng)絡(luò)的組建，是解決從服務(wù)器直接到桌面最經(jīng)濟(jì)的方案。在交換式網(wǎng)絡(luò)中，Hub直接與交換機(jī)相連，將交換機(jī)端口的數(shù)據(jù)送到桌面。使用Hub組網(wǎng)靈活，它處于網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)星型結(jié)點(diǎn)，對(duì)結(jié)點(diǎn)相連的工作站進(jìn)行集中管理，不讓出問(wèn)題的工作站影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，并且用戶(hù)的加入和退出也很自由。

局域網(wǎng)劃分

從局域網(wǎng)角度來(lái)區(qū)分，集線(xiàn)器可分為五種不同類(lèi)型。

（1）單中繼網(wǎng)段集線(xiàn)器

最簡(jiǎn)單的集線(xiàn)器，是一類(lèi)用于最簡(jiǎn)單的中繼式LAN網(wǎng)段的集線(xiàn)器，與堆疊式（以太網(wǎng)）集線(xiàn)器或令牌環(huán)網(wǎng)多站訪問(wèn)部件（MAU）等類(lèi)似。

（2）多網(wǎng)段集線(xiàn)器

從單中繼網(wǎng)段集線(xiàn)器直接派生而來(lái)，采用集線(xiàn)器背板，這種集線(xiàn)器帶有多個(gè)中繼網(wǎng)段。其主要優(yōu)點(diǎn)是可以將用戶(hù)分布于多個(gè)中繼網(wǎng)段上，以減少每個(gè)網(wǎng)段的信息流量負(fù)載，網(wǎng)段之間的信息流量一般要求獨(dú)立的網(wǎng)橋或路由器。

（3）端口交換式集線(xiàn)器

該集成器是在多網(wǎng)段集線(xiàn)器基礎(chǔ)上，將用戶(hù)端口和多個(gè)背板網(wǎng)段之間的連接過(guò)程自動(dòng)化，并通過(guò)增加端口交換矩陣（PSM）來(lái)實(shí)現(xiàn)的集線(xiàn)器。PSM可提供一種自動(dòng)工具，用于將任何外來(lái)用戶(hù)端口連接到集線(xiàn)器背板上的任何中繼網(wǎng)段上。端口交換式集線(xiàn)器的主要優(yōu)點(diǎn)是，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、增加和修改的自動(dòng)化特點(diǎn)。

（4）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)集線(xiàn)器

端口交換式集線(xiàn)器注重端口交換，而網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)集線(xiàn)器在背板的多個(gè)網(wǎng)段之間可提供一些類(lèi)型的集成連接，該功能通過(guò)一臺(tái)綜合網(wǎng)橋、路由器或LAN交換機(jī)來(lái)完成。這類(lèi)集線(xiàn)器通常都采用機(jī)箱形式。

（5）交換式集線(xiàn)器

集線(xiàn)器和交換機(jī)之間的界限已變得模糊。交換式集線(xiàn)器有一個(gè)核心交換式背板，采用一個(gè)純粹的交換系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的共享介質(zhì)中繼網(wǎng)段。此類(lèi)產(chǎn)品已經(jīng)上市，并且混合的（中繼/交換）集線(xiàn)器很可能在以后幾年控制這一市場(chǎng)。應(yīng)該指出，這類(lèi)集線(xiàn)器和交換機(jī)之間的特性幾乎沒(méi)有區(qū)別。

隨著技術(shù)的發(fā)展，在局域網(wǎng)尤其是—些大中型局域網(wǎng)中，集線(xiàn)器已逐漸退出應(yīng)用，而被交換機(jī)代替。集線(xiàn)器主要應(yīng)用于一些中小型網(wǎng)絡(luò)或大中型網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分。下面以中小型局域網(wǎng)的應(yīng)用為特點(diǎn)，介紹其選擇方法。

速度

集線(xiàn)器速度的選擇，主要決定于以下3個(gè)因素。

（1）上聯(lián)設(shè)備帶寬

如果上聯(lián)設(shè)備允許跑100Mbit/s，自然可購(gòu)買(mǎi)100Mbit/s集線(xiàn)器；否則10Mbit/s集線(xiàn)器應(yīng)是理想選擇，由于是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備數(shù)較少，而且通信流量不是很大的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，10Mbit/s集線(xiàn)器就可以滿(mǎn)足應(yīng)用需要。

（2）提供的連接端口數(shù)

由于連接在集線(xiàn)器上的所有站點(diǎn)均爭(zhēng)用同一個(gè)上行總線(xiàn)，所以連接的端口數(shù)目越多，就越容易造成沖突。同時(shí)，發(fā)往集線(xiàn)器任一端口的數(shù)據(jù)將被發(fā)送至與集線(xiàn)器相連的所有端口上，端口數(shù)過(guò)多將降低設(shè)備有效利用率。依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)10Mbit/s集線(xiàn)器所管理的（計(jì)算機(jī)）數(shù)不宜超過(guò)15個(gè)，100Mbit/s的不宜超過(guò)25個(gè)。如果超過(guò)，應(yīng)使用交換機(jī)來(lái)代替集線(xiàn)器。

（3）應(yīng)用需求

傳輸?shù)膬?nèi)容不涉及語(yǔ)音、圖像，傳輸量相對(duì)較小時(shí)，選擇10Mbit/s即可。如果傳輸量較大，且有可能涉及多媒體應(yīng)用（注意集線(xiàn)器不適于用來(lái)傳輸時(shí)間敏感性信號(hào)，如語(yǔ)音信號(hào)）時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇100Mbit/s或10/100Mbit/s自適應(yīng)集線(xiàn)器。10/100Mbit/s自適應(yīng)集線(xiàn)器的價(jià)格一般要比100Mbit/s的高。

中繼器

集線(xiàn)器（Hub）是一種特殊的中繼器，可作為多個(gè)網(wǎng)段的轉(zhuǎn)接設(shè)備，因?yàn)閹讉€(gè)集線(xiàn)器可以級(jí)聯(lián)起來(lái)。智能集線(xiàn)器，還可將網(wǎng)絡(luò)管理、路徑選擇等網(wǎng)絡(luò)功能集成于其中。集線(xiàn)器是管理網(wǎng)絡(luò)的最小單元，是局域網(wǎng)的星型連接點(diǎn)。它對(duì)工作站進(jìn)行集中管理，不讓出問(wèn)題的區(qū)段影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。Hub是局域網(wǎng)中應(yīng)用最廣的連接設(shè)備，若按配置形式可分為獨(dú)立型集線(xiàn)器、（模塊化）集線(xiàn)器和堆疊式集線(xiàn)器三種，它的作用可以簡(jiǎn)單的理解為將一些機(jī)器連接起來(lái)組成一個(gè)局域網(wǎng)。

主要規(guī)格有8，16，24端口的集線(xiàn)器。

對(duì)于最普通最常用的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，集線(xiàn)器（HUB）是心臟部分，一旦它出問(wèn)題，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)便無(wú)法工作，所以它的好壞對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)都是相當(dāng)重要的。

應(yīng)用

當(dāng)我們計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡和網(wǎng)線(xiàn)都準(zhǔn)備好了，怎樣用HUB來(lái)把網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)呢？

在HUB正面的面板上有多個(gè)端口即RJ-45插孔，用于連接來(lái)自計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)線(xiàn)，只需要把網(wǎng)線(xiàn)上做好的RJ-45插頭插進(jìn)去就可以了，在這些RJ-45插孔中一般有一個(gè)特殊的端口稱(chēng)作級(jí)聯(lián)口用于連接其他的HUB，級(jí)聯(lián)口通過(guò)旁邊的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在級(jí)聯(lián)功能和普通連接功能之間轉(zhuǎn)換，有一些則是單獨(dú)設(shè)計(jì)了一個(gè)級(jí)聯(lián)口。面板上還有各個(gè)端口的狀態(tài)（指示燈），通過(guò)這些指示燈我們可以知道哪些端口連接了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，哪些端口在傳輸數(shù)據(jù)等信息，面板上還有集線(xiàn)器本身的通電和工作狀況的指示燈。

在集線(xiàn)器背面有用于連接電源的電源插座，可堆疊式集線(xiàn)器還有上下兩個(gè)堆疊端口用于堆疊。堆疊的方法就是使用專(zhuān)用的連接線(xiàn)把兩臺(tái)集線(xiàn)器的上堆疊端口和下堆疊端口連接起來(lái)。

連接好網(wǎng)線(xiàn)，打開(kāi)HUB的電源，你的網(wǎng)絡(luò)在物理上說(shuō)就開(kāi)始工作了，當(dāng)然了計(jì)算機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)軟件需要安裝好，協(xié)議配置好以后才能真正完成網(wǎng)絡(luò)安裝并可以使用。

我們知道當(dāng)我們擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)然而HUB的端口不夠用的時(shí)候，我們必須增加HUB來(lái)提供更多的端口，這就需要兩個(gè)HUB之間進(jìn)行連接。一般我們采用級(jí)聯(lián)的方式擴(kuò)充HUB端口，把網(wǎng)線(xiàn)一端接在一個(gè)HUB的普通端口，另一端接在另外一個(gè)HUB的級(jí)聯(lián)端口。這樣就可以擴(kuò)展HUB所能提供的端口數(shù)量，這種方式有一個(gè)上下級(jí)的關(guān)系，所以稱(chēng)為級(jí)聯(lián)。從它的工作模式我們可以看出它的優(yōu)點(diǎn)是除了擴(kuò)充端口，還可以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離，因?yàn)槊恳患?jí)HUB都有放大和轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的功能，但HUB也有缺點(diǎn)，下一級(jí)HUB所連接的計(jì)算機(jī)訪問(wèn)上一級(jí)HUB的計(jì)算機(jī)時(shí)，下一級(jí)各臺(tái)計(jì)算機(jī)只能共享級(jí)聯(lián)線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)帶寬，信號(hào)需要分別在上下兩級(jí)的端口中檢索目的端口。各個(gè)HUB就好像是獨(dú)立的信息轉(zhuǎn)發(fā)器，一級(jí)一級(jí)傳遞信號(hào)。

通過(guò)特殊連線(xiàn)和HUB上的堆疊端