集線器(Hub)

2019-11-05 01:19:33

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供稿：網友

　　一、概述
　　
　　
　　正如其名字所暗示的，Hub就是活動的中心。用網絡術語來說，Hub或Concentrator，是基于星形拓撲的接線點。Arcnet、10Base-T、10Base-F及許多其它專用網絡都依靠集線器來連接各段電纜及把數據分發到各個網段。集線器的基本功能是信息分發，它把一個端口接收的所有信號向所有端口分發出去。一些集線器在分發之前將弱信號重新生成，一些集線器整理信號的時序以提供所有端口間的同步數據通信。具有多個10Base-F接口的集線器就象是使用鏡子來把光線分到各個端口。
　　
　　圖1是基本的10Base-2網絡，注重機器間連接的方式和數據在源設備和目的設備間的各個設備的處理及傳遞。
　　　集線器(Hub)（圖一）

　　圖2是與圖1相同的網絡，不過是10Base-T，可以看到拓撲的不同和集線器是如何嵌到此網中。
　　　集線器(Hub)（圖二）

　　在10Base-T網絡中，所有設備需要用非屏蔽雙絞線連接到一個或多個集線器，集線器應該有多個端口甚至多種類型的端口。有時需要把多個集線器連接起來，這時，你可能想用高速端口來建立網絡的主干，各集線器與服務器應直接連到高速主干上。因為多數LAN的主要通信是在工作站和主服務器之間的，主干對網絡的整體性能意義重大。
　　
　　圖3是個較復雜的10Base-T網絡示意圖，注重主干是怎樣連接多個集線器和服務器的。主干應該是高速連接，如快速以太網或FDDI等。
　　集線器(Hub)（圖三）

　　令牌環網中也有可以稱作集線器的設備，MSAU(Multi-Station access Unit)就可以看作一種集線器，因為它的功能與以太網的集線器很類似，但是MSAU把包串行地路由到各個設備，不象以太網集線器是并行的。為了不發生混淆，令牌環網MSAU不作為集線器討論。
　　
　　　
　　
　　二、誰需要集線器？
　　
　　
　　判定你的局域網是否需要集線器的方法很簡單：假如你想建立星形網絡且有不少于兩臺主機，那么就需要集線器。這個規則只有一個例外，那就是只有兩臺主機的10Base-T網絡，可以直接將之相連，但是需要一條非凡發送端與接收端交叉連接的線纜，這種線纜很普通，假如你實在找不到，也可以自己做一個，很輕易也很便宜，所需物品為一小段雙絞線、兩個RJ-45接頭和工具，按照下表連接就是了。
　　RJ-45接頭1 　　　　　　　RJ-45接頭2
　　------------　　　　　 ------------
　　針號　功能　　　　　　　針號功能
　　
　　1　　發送 +　　 <- ->　　 3　接收 +
　　2　　發送 -　　 <- ->　　 6　接收 -
　　3　　接收 +　　 <- ->　　 1　發送 +
　　6　　接收 -　　 <- ->　　 2　發送 -
　　
　　
　　
　　三、集線器的類型
　　
　　
　　我們知道，集線器在星形拓撲的網絡中起著重要作用。集線器有多種，各個種類具有特定的功能、提供不同等級的服務。下面講講多數集線器的一些標準特性和被動、主動、智能集線器的區別以及一些高性能集線器的附加特性。
　　
　　1、基本規范
　　
　　
　　所有的集線器根據可連接的線纜類型都有一些基本特性。集線器可以給網絡提供除接口之外的附加服務，但也必須遵從IEEE對介質的規定。
　　
　　多數集線器主要的連接是RJ-45插座，這是基于雙絞線的多種以太網的標準接頭類型，從10Base-T到100Base-T，局域網中的工作站、打印機等設備通常是以某種雙絞線連接到集線器的，其兩端為RJ-45連接頭。
　　
　　注：RJ-45頭看起來有點象電話線的接頭，不過稍微寬點。它主要用于以太網，但也可用于令牌環網。
　　
　　每種線纜到集線器的長度由使用的介質決定（見下表）。
　　
　　以太網類型　　　　　距離
　　---------　　　　--------
　　10Base-2　　　　　185米
　　10Base-5　　　　　500米
　　10Base-T　　　　　100米
　　10Base-F　　　　　2公里
　　10broad-36　　　　3,600米
　　
　　
　　上述是以太網規范的最大長度，其中多數可以用中繼器(repeater)來延長。當然還有其他的要求。
　　
　　集線器是電子設備，因此需要電源，多數集線器還有指示多種狀態的LED指示燈，常見的兩種指示燈是電源和端口狀態指示燈，有的集線器還有監視端口通信狀態和沖突的指示燈。
　　
　　2、被動集線器
　　
　　顧名思義，被動集線器是相對靜止的。它們沒有專門的動作來提高網絡性能，也不能幫你檢測硬件錯誤或性能瓶頸，它們只是簡單地從一個端口接收數據并通過所有端口分發，這是集線器可以做的最簡單的事情。被動集線器是星形拓撲以太網的入門級設備。
　　
　　被動集線器通常有一個10Base-2端口和一些RJ-45接頭。我們知道，10Base-5是使用粗纜的以太網，這個10Base-2接頭可以用于連接主干。有些集線器還有可連到收發器的AUI端口以建立主干。
　　
　　3、主動集線器
　　
　　主動集線器擁有被動集線器的所有性能，此外還能監視數據。它們是在以太網實現存貯轉發技術的重要角色，它們在轉發之前檢查數據，它們并不區分優先次序，而是糾正損壞的分組并調整時序。
　　
　　假如信號比較弱但仍然可讀，主動集線器在轉發前將其恢復到較強的狀態。這使得一些性能不是非凡理想的設備也可正常使用。假如某設備發出的信號不夠強，使得被動集線器無法識別，那么主動集線器的信號放大器可以使該設備繼續正常使用。此外，主動集線器還可以報知那些設備失效，從而提供了一定的診斷能力。
　　
　　有些線纜可能有電磁干擾使分組不能按正常時序到達集線器，主動集線器可以將轉發的分組重新同步。有時數據根本就到不了目的地，主動集線器通過在單個端口重發分組來彌補數據的丟失。主動集線器可以調整時序以適應較慢的、錯誤率較高的連接。當然，這樣做會降低連接到該集線器上設備的整體網絡速度，但是，有時這比丟失數據要好。此外時序調整實際上可以減少局域網中的沖突次數，數據不需要重復廣播，局域網就可以傳輸新的數據。
　　
　　主動集線器提供一定的優化性能和一些診斷能力，它們比簡單的被動集線器貴，可以配以多個、多種端口。
　　
　　4、智能集線器
　　
　　智能集線器比前兩種提供更多的好處，可以使用戶更有效地共享資源。其技術近些年才出現，很多地方還沒有機會享受到它的好處。除了主動集線器的特性外，智能集線器提供了集中治理功能。假如連接到智能集線器上的設備出了問題，你可以很輕易的識別、診斷和修補。這是極大的提高，在一個大型網絡里，假如沒有集中的治理工具，那么你經常需要一個一個線盒地跑，尋找出問題的設備。
　　
　　智能集線器的另一個出色的特性是可以為不同設備提供靈活的傳輸速率。除了上連到高速主干的端口外，智能集線器還支持到桌面的10、16和100Mbps的速率，即以太網、令牌環和FDDI。
　　
　　5、高級特性
　　
　　高端集線器還提供其它一些特性，如冗余交流電源、內置直流電源、冗余風扇，還有線纜連接的自動中斷、模塊的熱插拔、自動調整10Base-T接頭的極性，再如冗余配置存貯、冗余時鐘，有些集線器還集成了路由和橋接功能。

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