集線器的基本工作原理

2019-11-05 01:19:58

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供稿：網友

　　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。
　　　集線器的基本工作原理（圖一）

　　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。
　　集線器的基本工作原理（圖二）