集线器的三个重要概念及其优缺点

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集线器的三个重要概念及其优缺点

来源: 作者: 时间:2015-10-04 13:44 【

集线器(HUB)属于数据通信系统中的基础设备,它和双绞线等传输介质一样,是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。它被广泛应用到各种场合。什么是集线器?

  集线器的概念

  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。接下来我们了解一下集线器的几个概念:

  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。

  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。

  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。

  随交换机产品价格的日益下降,集线器市场日益痿缩,不过,在特定的场合,集线器以其低延迟的特点可以用更低的投入带来更高的效率。交换机不可能完全代替集线器。以上就是集线器的三个重要概念及其优缺点。谢谢阅读。

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