網絡學堂：集線器的安裝與連接

2019-11-04 23:45:57

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供稿：網友

　　在上一篇我們介紹了集線器的有關基礎知識，本篇繼續要介紹與集線器的另一些重要方面，就是集線器的安裝與連接。我們通過上一篇的學習已經知道，集線器是一種最為基礎的網絡集線設備，它主要工作于OSI的數據鏈路層。同時我們也已經知道它幾乎是不需任何軟件配置，一種完全即插即用的純硬件式設備。盡管如此，由于它經歷了較長的歷史發展時期，其技術也得到了一步步的發展，在網絡的應用也有許多需要非凡注重的地方。
　　
　　要正確使用集線器，首先要了解的是集線器的基本工作原理，只有這樣才能正確選擇、安裝、連接集線器。
　　
　　一、集線器的基本工作原理
　　
　　我們知道在環型網絡中只存在一個物理信號傳輸通道，都是通過一條傳輸介質來傳輸的，這樣就存在各節點爭搶信道的矛盾，傳輸效率較低。引入集線器這一網絡集線設備后，每一個站是用它自己專用的傳輸介質連接到集線器的，各節點間不再只有一個傳輸通道，各節點發回來的信號通過集線器集中，集線器再把信號整形、放大后發送到所有節點上，這樣至少在上行通道上不再出現碰撞現象。但基于集線器的網絡仍然是一個共享介質的局域網，這里的"共享"其實就是集線器內部總線，所以當上行通道與下行通道同時發送數據時仍然會存在信號碰撞現象。當集線器將從其內部端口檢測到碰撞時，產生碰撞強化信號（Jam）向集線器所連接的目標端口進行傳送。這時所有數據都將不能發送成功，形成網絡"大塞車"。
　　
　　出現這種網絡現象我們可以用一個形象的現實情形來說明，那就是單車道上同時有兩個方向的車馳來，如圖1所示。
　　　網絡學堂：集線器的安裝與連接（圖一）

　　圖1
　　
　　我們知道，單車道上通常只答應一個行駛方向的車通過，但是在小城鎮，條件有限通常沒有這樣的規定，單車道也很有可能答應兩個行馳方向的車通過，但是必須是不同時刻經過。在集線器中也一樣，雖然各節點與集線器的連接已有各自獨立的通道，但是在集線器內部卻只有一個共同的通道，上、下行數據都必須通過這個共享通道發送和接收數據，這樣有可能像單車道一樣，當上、下行通道同時有數據發送時，就可能出現塞車現象。很好理解吧？
　　
　　正因為集線器的這一不足之處，所以它不能單獨應用于較大網絡中（通常是與交換機等設備一起分擔小部分的網絡通信負荷），就像在大城市中心不能有單車道一樣，因為網絡越來，出現網絡碰撞現象的機會就越大。也正因如此，集線器的數據傳輸效率是比較低的，因為它在同一時刻只能有一個方向的數據傳輸，也就是所謂的"單工"方式。假如器網絡中要選用集線器作為單一的集線設備，則網絡規模最好在10臺以內，而且集線器帶寬應為10/100Mbps以上。
　　
　　集線器除了共享帶寬這一不足之處外，還有一個方面在選擇集線器時必須要考慮到，那就是它的廣播方式。因為集線器屬于純硬件網絡底層設備，基本上不具有"智能記憶"能力，更別說"學習"能力了。它也不具備交換機所具有的MAC地址表，所以它發送數據時都是沒有針對性的，而是采用廣播方式發送。也就是說當它要向某節點發送數據時，不是直接把數據發送到目的節點，而是把數據包發送到與集線器相連的所有節點，圖示如圖2所示。
　　　網絡學堂：集線器的安裝與連接（圖二）

　　圖2
　　
　　這種廣播發送數據方式有兩方面不足：（1）用戶數據包向所有節點發送，很可能帶來數據通信的不安全因素，一些別有專心的人很輕易就能非法截獲他人的數據包；（2）由于所有數據包都是向所有節點同時發送，加上以上所介紹的共享帶寬方式，就更加可能造成網絡塞車現象，更加降低了網絡執行效率。
　　
　　二、集線器的安裝
　　
　　了解了集線器的工作原理后，我們再來了解一下集線器在局域網中的安裝與連接方法。
　　接入設備最重要的是它的接口技術，不同的接口應用于不同的應用環境，不同的應用又對應于相應的接口，不僅集線器如此，包括后面將要講到的交換機、路由器等都一樣。集線器的接口相對來說是最簡單的，為了使大家熟練地把握集線器的各種應用連接，我們有必要對集線器的一些主要接口進行一下熟悉。
　　
　　1. 集線器常見端口
　　
　　集線器通常都提供三種類型的端口，即RJ-45端口、BNC端口和AUI端口，以適用于連接不同類型電纜構建的網絡。一些高檔集線器還提供有光纖端口和其他類型的端口。
　　
　　（1）RJ-45接口
　　
　　RJ-45接口可用于連接RJ-45接頭，適用于由雙絞線構建的網絡，這種端口是最常見的，一般來說以太網集線器都會提供這種端口。我們平常所講的多少口集線器，就是指的具有多少個RJ-45端口。如圖3所示。
　　　網絡學堂：集線器的安裝與連接（圖三）

　　圖3
　　
　　集線器的RJ-45端口即可直接連接計算機、網絡打印機等終端設備，也可以與其他交換機、集線器等集線設備和路由器進行連接。需要注重的是，當連接至不同設備時，所使用的雙絞線電纜的跳線方法有所不同。具體參見前面介紹的網線制作篇內容介紹。
　　
　　（2）BNC端口
　　
　　BNC端口就是用于與細同軸電纜連接的接口，它一般是通過BNC T型接頭進行連接的，圖4所示的是一個集線器BNC端口通過BNC 型接頭連接的示意圖。
　　　網絡學堂：集線器的安裝與連接（圖四）

　　圖4
　　
　　大多數10Mbit/s集線器都擁有一個BNC端口。當集線器同時擁有BNC和RJ-45端口時，由于既可通過RJ-45端口與雙絞線網絡連接，又可通過BNC接口與細纜網絡連接，因此，可實現雙絞線和細同軸電纜兩個采用不同通訊傳輸介質的網絡之間的連接。這種雙接口的特性可用于兼容原有的細同軸電纜網絡（10Base-2），并可實現逐步向主流的雙絞線網絡（10Base-T）的過渡，當然還可實現與遠程細同軸電纜網絡（少于185米）之間的連接，下圖5所示的是一種通過集線器所帶有的BNC接口與雙絞線RJ-45接口連接兩種不同傳輸介質網絡的網絡連接示意圖。
　　　網絡學堂：集線器的安裝與連接（圖五）

　　圖5
　　
　　同樣，假如兩個網絡之間的距離大于100米，使用雙絞線不能實現兩個網絡之間的連接時，這時也可以通過集線器的BNC端口利用細同軸電纜傳輸將兩個輸網絡連接起來，而兩個網絡都可以仍采用雙絞線這種廉價、常見的傳輸介質，如圖6所示。不過要注重的是這兩個網絡之間的距離仍不能大于185m。
　　　網絡學堂：集線器的安裝與連接（圖六）

　　圖6
　　
　　（3）AUI端口
　　
　　AUI端口可用于連接粗同軸電纜的AUI接頭，因此這種接口用于與粗同軸電纜網絡的連接，它的示意圖如圖7所示，目前帶有這種接口的集線器比較少，主要是在一些骨干級集線器中才具備。
　　　網絡學堂：集線器的安裝與連接（圖七）

　　圖7
　　
　　由于采用粗同軸電纜作為傳輸介質的網絡造價較高，且布線較為困難，所以，實踐中真正用于粗同軸電纜進行布線的情況已十分少見。不過，由于單段粗同軸電纜的（10Base-5）所支持的傳輸距離高達500米，因此，完全可以使用粗同軸電纜作為較遠距離網絡之間連接的通訊電纜。因此，也可以作為一種廉價的遠程連接解決方案。連接圖參照上圖6所示，所不同的這里所采用的網絡間的連接介質為粗同軸電纜。
　　
　　借助于收發器，AUI端口也可實現與RJ-45接口、BNC接口甚至光纖接口的連接。下圖8所示的從左至右分別為：AUI to RJ-45收發器（用于實現AUI端口與RJ-45接口的連接）、AUI to BNC收發器（用于實現AUI端口與BNC接口的連接）、AUI to ST收發器（用于實現AUI端口與光纖接口的連接）。當然這種收發器種類還有許多，如RJ-45 to RS-232、RJ-45 to BNC等。不過千萬不要小看這小小的玩意兒，猜一下其價格，我想多數情況下您是會把它看扁了，我第一次購買時也是怎么也想不通的這個價格的，但問了許多家（還真難找），我才明白我得接受這個價格事實。一般來說這種產品，正品的要130元左右，是不是出乎您的意料呢？這種轉接口收發器主要品牌有：D-Link、HP等。這種產品起到一個接口類型轉換的作用（當然不是電纜連接這么簡單，需要通過一定電路來完成的），所以通常稱之為"轉接器"。
　　　網絡學堂：集線器的安裝與連接（圖八）

　　圖8
　　
　　（4）集線器堆疊端口
　　
　　這種端口當然是只有可堆棧集線器才具備的，它的作用也就是如它的名字一樣，是用來連接兩個可堆棧集線器的。一般來說一個可堆棧集線器中同時具有兩個外觀類似的端口：一個標注為"UP"，另一個就標注為"DOWN"，在連接時是用電纜從一個集線器的"UP"端口連接到另一個可堆集線器的"DOWN"端口上，都是"母"頭，所以連接線端就必須都是"公頭"了，不過這種連接線是購買可堆棧集線器時廠家就會為您提供的，假如損壞或丟失，也可直接在電腦城做一條，只要對商家講明用途即可，端口示意圖如下圖9所示。
　　　網絡學堂：集線器的安裝與連接（圖九）

　　圖9
　　
　　2. 集線器的安裝
　　
　　集線器的安裝相對簡單，尤其是傻瓜集線器，只要將其固定在配線柜并插上電源線即可。需要連接哪根雙絞線，就把哪根雙絞線的RJ-45頭插入至集線器端口即可。智能集線器雖然也是固定好就能行使用，不過，假如想實現遠程治理，就必須進行必要的配置，為集線器指定ip地址信息。另外在一些大的網絡中一般都采用機架式集線器，這樣就涉及到集線器的機架安裝

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