了解集线器及其三个重要的概念

　　集线器是LAN-LAN网络的一个互联设备，通常大家都会把它与中继器，交换机等放在一起来做比较。但这次小编想要把它单独拿出来讲解一番，主要是想让大家对集线器的概念理解得更清晰一点。

　　集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD(一种检测协议)介质访问控制机制。集线器每个接口简单的收发比特，收到1就转发1，收到0就转发0，不进行碰撞检测。

　　价格便宜是它最大的优势，但由于集线器属于共享型设备，导致了在繁重的网络中，效率变得十分低下，所以我们在中、大型的网络中看不到集线器的身影。如今的集线器普遍采用全双工模式，市场上常见的集线器传输速率普遍都为100Mbps。

  集线器的构成：集线器是中继器的一种形式，也称为盒装总线，如下图所示，所以集线器连接的计算机是共享同一物理带宽的。正是因为这个特点，集线器不适合用来构建大型网络。集线器也工作在OSI/RM中的物理层。

　　结构功能

　　按结构和功能分类，集线器可分为未管理的集线器、堆叠式集线器和底盘集线器三类。

      1.未管理的集线器

  最简单的集线器通过以太网总线提供中央网络连接，以星形的形式连接起来。这称之为未管理的集线器，只用于很小型的至多12个节点的网络中(在少数情况下，可以更多一些)。未管理的集线器没有管理软件或协议来提供网络管理功能，这种集线器可以是无源的，也可以是有源的，有源集线器使用得更多。

　　2.堆叠式集线器

　　堆叠式集线器堆叠式集线器是稍微复杂一些的集线器。堆叠式集线器最显著的特征是8个转发器可以直接彼此相连。这样只需简单地添加集线器并将其连接到已经安装的集线器上就可以扩展网络，这种方法不仅成本低，而且简单易行。

      3.底盘集线器

  底盘集线器是一种模块化的设备，在其底板电路板上可以插入多种类型的模块。有些集线器带有冗余的底板和电源。同时，有些模块允许用户不必关闭整个集线器便可替换那些失效的模块。集线器的底板给插入模块准备了多条总线，这些插入模块可以适应不同的段，如以太网、快速以太网、光纤分布式数据接口(Fiber Distributed Data Interface，FDDl)和异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)中。有些集线器还包含有网桥、路由器或交换模块。有源的底盘集线器还可能会有重定时的模块，用来与放大的数据信号关联。

　　分类

　　HUB按照对输入信号的处理方式上，可以分为无源HUB、有源HUB、智能HUB和其他HUB。

　　1.无源HUB

　　它是品质最差的一种，不对信号做任何的处理，对介质的传输距离没有扩展，并且对信号有一定的影响。连接在这种HUB上的每台计算机，都能收到来自同一HUB上所有其它电脑发出的信号;

　　2.有源HUB

　　有源HUB与无源HUB的区别就在于它能对信号放大或再生，这样它就延长了两台主机间的有效传输距离;

　　3.智能HUB

　　一听这词就知道这家伙一定比那两个强!智能HUB除具备有源HUB所有的功能外，还有网络管理及路由功能。在智能HUB网络中，不是每台机器都能收到信号，只有与信号目的地址相同地址端口计算机才能收到。有些智能HUB可自行选择最佳路径，这就对网络有很好的管理。

　　集线器的三个重要的概念

　　1.共享型

　　集线器最大的特点就是采用共享型模式，就是指在有一个端口在向另一个端口发送数据时，其他端口就处于“等待”状态。为什么会“等待”呢?举个例子来说，其实在单位时间内A向B发送数据包时，A是发送给B、C、D三个端口的(该现象即紧接下文介绍的ip广播)，但是只有B接收，其他的端口在第一单位时间判定不是自己需要的数据后将不会再去接收A发送来的数据。直到A再次发送IP广播，在A再次发送IP广播之前的单位时间内，C，D是闲置的，或者CD之间可以传输数据。如图1，我们可以理解为集线器内部只有一条通道(即公共通道)，然后在公共通道下方就连接着所有端口。

　　2.IP广播

　　所谓IP广播(也称：群发)，是指集线器在发送数据给下层设备时，不分原数据来自何处，将所得数据发给每一个端口，假如其中有端口需要来源的数据，就会处于接收状态，而不需要的端口就处于拒绝状态。举个例子来说：在网内时，当客户端A发送数据包给客户端B时，集线器便将来自A的数据包群发给每一个端口，此时B就处于接收状态，其它端口则处于拒绝状态;在网外也如此，当客户端A发送域名“www.163.com”时，通过集线器，然后经过DNS域名解析把IP地址(202.108.36.172)发回给集线器。此时，集线器便群发给所有接入的端口，需要此地址的机器便处于接收状态(客户端A处于接收状态)，不需要则处于拒绝状态。

　　3.单位时间

　　这应该是最简单的一个名词了，也可以理解为Hub的工作频率，比如工作频率为33MHz的Hub，那么在单位时间内Hub能做什么事呢?上面在解释共享型的时候已经举了个例子，但是有一点在这需要解释的是，比如我们有的时候会看到A在向B发送数据的“同时”，C也在向D传送数据，这看起来似乎有点矛盾，也确实是这样，那为什么会看起来2者同时在进行呢?因为A在第一个单位时间内发送数据给B的时候，由于广播的原因，B、C、D在第一个单位时间内会同时接受广播，但是C，D会从第2个单位时间开始拒绝接收A发来的数据，因为C和D已经判定出这些数据不是他们需要的数据。而且在第2个单位时间的时候C也发送一个数据广播，A，B，D都接受，但是只有D会接收这些数据。这些操作只用2到3个单位时间，但是我们却很难察觉到，感觉上就是在同时“进行”一样。

　　集线器的讲解小编就讲到这里了，剩下的就靠大家去理解了，希望这篇文章能给大家带来帮助。如果大家有什么内容想要了解的可以前往课课家教育官方网站搜索阅读或者关注我们的微信公众号【课课家】，课课家教育期待大家的加入。