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通過案例說明集線器的基本工作原理

發(fā)布時間:2022-06-02 文章來源:深度系統(tǒng)下載 瀏覽:

網(wǎng)絡技術是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術,它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機整體,實現(xiàn)資源的全面共享和有機協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡、傳感器等。 當前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡則被認為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。

我們知道在環(huán)型網(wǎng)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?shù),這樣就存在各節(jié)點爭搶信道的矛盾,傳輸效率較低。引入集線器這一網(wǎng)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(jié)點間不再只有一個傳輸通道,各節(jié)點發(fā)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(fā)送到所有節(jié)點上,這樣至少在上行通道上不再出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象。但基于集線器的網(wǎng)絡仍然是一個共享介質的局域網(wǎng),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(fā)送數(shù)據(jù)時仍然會存在信號碰撞現(xiàn)象。當集線器將從其內部端口檢測到碰撞時,產(chǎn)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(shù)據(jù)都將不能發(fā)送成功,形成網(wǎng)絡"大塞車"。

出現(xiàn)這種網(wǎng)絡現(xiàn)象我們可以用一個形象的現(xiàn)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。

我們知道,單車道上通常只允許一個行駛方向的車通過,但是在小城鎮(zhèn),條件有限通常沒有這樣的規(guī)定,單車道也很有可能允許兩個行馳方向的車通過,但是必須是不同時刻經(jīng)過。在集線器中也一樣,雖然各節(jié)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(shù)據(jù)都必須通過這個共享通道發(fā)送和接收數(shù)據(jù),這樣有可能像單車道一樣,當上、下行通道同時有數(shù)據(jù)發(fā)送時,就可能出現(xiàn)塞車現(xiàn)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(wǎng)絡中(通常是與交換機等設備一起分擔小部分的網(wǎng)絡通信負荷),就像在大城市中心不能有單車道一樣,因為網(wǎng)絡越來,出現(xiàn)網(wǎng)絡碰撞現(xiàn)象的機會就越大。也正因如此,集線器的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸,也就是所謂的"單工"方式。如果器網(wǎng)絡中要選用集線器作為單一的集線設備,則網(wǎng)絡規(guī)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(wǎng)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(fā)送數(shù)據(jù)時都是沒有針對性的,而是采用廣播方式發(fā)送。也就是說當它要向某節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時,不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點,而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點,圖示如圖2所示。

這種廣播發(fā)送數(shù)據(jù)方式有兩方面不足:(1)用戶數(shù)據(jù)包向所有節(jié)點發(fā)送,很可能帶來數(shù)據(jù)通信的不安全因素,一些別有用心的人很容易就能非法截獲他人的數(shù)據(jù)包;(2)由于所有數(shù)據(jù)包都是向所有節(jié)點同時發(fā)送,加上以上所介紹的共享帶寬方式,就更加可能造成網(wǎng)絡塞車現(xiàn)象,更加降低了網(wǎng)絡執(zhí)行效率。



網(wǎng)絡的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中,正因如此,網(wǎng)絡的承受能力也面臨著越來越嚴峻的考驗―從硬件上、軟件上、所用標準上......,各項技術都需要適時應勢,對應發(fā)展,這正是網(wǎng)絡迅速走向進步的催化劑。

本文章關鍵詞: 集線器 工作原理 網(wǎng)絡