集线器(hub)(英文)
《网络基础学习之八》了解集线器
⼀、集线器基础 集线器的英⽂名称就是我们通常见到的“HUB”，英⽂“HUB”是“中⼼”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参考模型第⼆层，即“数据链路层”。
集线器是中继器的⼀种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端⼝服务，所以集线器⼜叫多⼝中继器。
集线器主要以优化络布线结构，简化络管理为⽬标⽽设计的。
集线器（HUB）是对络进⾏集中管理的最⼩单元，像树的主⼲⼀样，它是各分枝的汇集点。
常见到的集线器基本结构其外部结构⽐较简单。
以集线器为节点中⼼的优点是：当络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响上其他节点的正常⼯作，这就是集线器刚推出时与传统的总线络的的区别和优点，因为它提供了多通道通信，⼤⼤提⾼了络通信速度。
然⽽随着络技术的发展，集线器的缺点越来越突出，后来发起来的⼀种技术更先进的数据交换设备——交换机逐渐取代了部分集线器的⾼端应⽤。
集线器的主要不⾜体现在如下⼏个⽅⾯： （1）⽤户带宽共享，带宽受限。
集线器的每个端⼝并没有独⽴的带宽，⽽是所有端⼝共享总的背板带宽，⽤户端⼝带宽较窄，且随着集线器所接⽤户的增多，⽤户的平均带宽不断减少，不能满⾜当今许多对络带宽有严格要求的络应⽤，如多媒体、流媒体应⽤等环境。
（2）⼴播⽅式，易造成络风暴。
集线器是⼀个共享设备，它的主要功能只是⼀个信号放⼤和中转的设备，不具备⾃动寻址能⼒，即不具备交换作⽤，所有传到集线器的数据均被⼴播到与之相连的各个端⼝，容易形成络风暴，造成络堵塞。
（3）⾮双⼯传输，络通信效率低。
集线器的同⼀时刻每⼀个端⼝只能进⾏⼀个⽅向的数据通信，⽽不能像交换机那样进⾏双向双⼯传输，络执⾏效率低，不能满⾜较⼤型络通信需求。
正因如此，尽管集线器技术也在不断改进，但实质上就是加⼊了⼀些交换机技术，⽬前集线器与交换机的区别越来越模糊了。
随着交换机价格的不断下降，仅有的价格优势已不再明显，集线器的市场越来越⼩，处于淘汰的边缘。
HUB(集线器)
HUB,也就是集线器。
它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。
而交换机（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。
但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。
这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。
而路由器与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。
路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。
路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。
总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面：（1）工作层次不同最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。
由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。
（2）数据转发所依据的对象不同交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。
而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。
IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。
MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。
而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。
（3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。
连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。
虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。
常用的网络硬件设备
常用的网络硬件设备网络硬件设备是网络的基本组成单元，它们有的实现网络上基本的信息传输功能，有的实现网上信息的安全转发功能……通过它们的有机整合才可以构成一个完整的网络。
下面对人们经常使用的网络硬件设备作一个简单的介绍。
1. 集线器（HUB）集线器可以说是一种特殊的多端口数据信号再生放大器，作为网络传输介质间的中央结点，它克服了介质单一通道的缺陷。
集线器可分为无源（Passive）集线器、有源（Active）集线器和智能（Intelligent）集线器。
随着交换技术在集线器上的应用，集线器又分为共享式和交换式两种。
2. 交换设备交换设备主要是指各种网络交换机，如A TM交换机、FDDI交换机、以太网/快速以太网/千兆以太网交换机、交换式以太网交换机、交换式快速以太网交换机等。
3. 客户机（Client）客户机为最终用户提供上机应用平台。
它包括一般使用的IBM兼容机、苹果机以及高级的图形工作站等。
4. 服务器（Server）服务器主机是整个Intranet的核心硬件设备，它为某个网段或整个网络提供信息服务和网络管理功能，包括常用的PC服务器、UNIX小型机以及大型主机等。
5. 调制解调器（Modem）Modem就是我们常用于拨号上网的“猫”。
在企业的内部网络Intranet上，调制解调器连同远程访问服务器，为远地用户提供访问企业内部网络资源的通路。
6. 防火墙（Firewall）防火墙是指一个由软件系统和硬件系统组合而成的屏障。
防火墙的功能是防止非法入侵和非法使用系统资源，执行被赋予的安全管制任务，并记录下所有可疑的事件。
7. 路由器（Router）路由器亦称选径器，是在网络层实现互连的设备。
路由器有很强的异种网互连能力，连接对象包括局域网和广域网。
8. 网桥（Bridge）网桥又称桥接器，是一种在链路层实现局域网互连的存储转发设备。
网桥从一个局域网接收MAC帧，拆封、校验之后，按另一个局域网的格式重新组装，发往它的物理层。
hub,路由器,集线器,调制解调器,交换机等各有什么作用
hub，路由器，集线器，调制解调器，交换机等各有什么作用？modem就是调制解调器。
是调制器和解调器的合称。
它是电话线拨号上网的必备设备。
通过modem将计算机的数字信息变成音频信息才得以在电话线上传播集线器的英文称为“Hub”。
它工作于OSI第一层，即“物理层”，属于纯硬件网络底层设备。
“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。
集线器基本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力，它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。
也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。
传统交换机从网桥发展而来，属于OSI第二层即数据链路层设备。
工作在网络物理层，从物理上划分网段。
它根据MAC地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。
交换机最大的好处是快速，由于交换机只须识别帧中MAC地址，直接根据MAC地址产生选择转发端口算法简单，便于ASIC实现，因此转发速度极高。
路由器属于OSI第三层即网络层设备，它根据IP地址进行寻址，通过路由表路由协议产生。
路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。
路由器是互联网的主要节点设备。
路由器通过路由决定数据的转发。
转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来（router，转发者）。
从过滤网络流量的角度来看，路由器的作用与交换机和网桥非常相似。
但是与工作在网络物理层，从物理上划分网段的交换机不同，路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。
例如，一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段，只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。
对于每一个接收到的数据包，路由器都会重新计算其校验值，并写入新的物理地址。
集线器(HUB),交换机,和路由器的区别
木南天交换机与集线器的区别从大的方面来看可以分为以下三点：1.从OSI体系结构来看，集线器属于OSI第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。
也就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法进行有效的处理，不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过虑短帧、碎片等。
2.从工作方式来看，集线器是一种广播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其他所有端口都能够收听到信息，容易产生广播风暴，当网络较大时网络性能会受到很大的影响。
而交换机就能够避免这种现象，当交换机工作的事后，只有发出请求的端口和目的端口之间相互相应而不影响其它端口，因此交换机就能够隔离冲突与病有效的抑制广播风暴的产生。
3.从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都是共想一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据其它端口只能等待，同时集线器只能工作在半双工模式下；而对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时并不影响其它端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下且可以工作在全双工模式下。
目前，80％的局域网（LAN）是以太网，在局域网中大量地了集线器（HUB）或交换机（Switch）这种连接设备。
利用集线器连接的局域网叫共享式局域网，利用交换机连接的局域网叫交换式局域网。
那它们二者有何区别呢？大家知道，以太网中采用的工作方式是CSMA／CD（载波监听多路访问／冲突检测），对于发送端来说，它每发送一个数据信息时，首先对网络进行监听，当它检测到线路正好有空，便立即发送数据，否则继续检测，直到线路空闲时再发送。
对于接收端来说，对接收到的信号首先进行确认，如果是发给自己的就接收，否则不予理睬。
在介绍集线器与交换机二者区别的时候，我们先来谈谈网络中的共享和交换这两个概念。
在此，我们打个比方，同样是10个车道的马路，如果没有给道路标清行车路线，那么车辆就只能在无序的状态下抢道或占道通行，容易发生交通堵塞和反向行驶的车辆对撞，使通行能力降低。
hub
——Internetr好比一个货运中心，当Internetr传输数据或信息时，它会先在货物里装入集装箱单（TCP协议），然后将它们分解，并在每个包中装入一张单（IP协议）。分解后的货物经过的第一个“路口”就是路由器，它的作用就是检查这些单条，确定无误后就让这些包走不同的路。上路后它们就根据单条（IP协议）上所记载的收发信人的名称地址，往收信人的地址送去。当所有的包都送到后，就按照集装箱单（TCP协议），把它们重组成原来的模样，文仵的传送就这样完成了。如果在传输中其中的一部分丢失了，它就会根据TCP协议重发那一部分的数据，这样就确保了数据的安全。Internetr就是在TCP/IP协议的协调下，高速而有效的工作着。
什么是IP地址?
Internet 上的每台主机(Host)都有一个唯一的IP地址。IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是Internet 能够运行的基础。IP地址的长度为32位，分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每段数字范围为1～254，段与段之间用句点隔开。例如159.226.1.1。IP地址有两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。IP地址分为A、B、C、D、E,5类。常用的是B和C两类。
集线器为共享方式，即同一网段的计算机共享固有的带宽，传输通过碰撞检测进行，同一网段计算机越多，传输碰撞也越多，传输速率会变慢，交换机则采用一种与集线器完全不同的、独特的传输方式。无论网卡还是交换机端口，都具有独一无二的MAC地址。因此MAC地址便可以用作识别其身份的号码，而交换机上的每个端口都能在其地址表中记忆若干个MAC地址，从而建立一张端口号与MAC相对应的地址表。
——2、文件传输(Ftp)服务
——3、电子函件(Email)服务
集线器,交换机,路由器是什么？
举例告诉你什么是集线器、交换机、路由器集线器:一、简介1.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（即带冲突检测的载波监听多路访问技术)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。
2.集线器（hub）属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。
它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。
也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点，如图所示，简单明了。
3.HUB是一个多端口的转发器，当以HUB为中心设备时，网络中某条线路产生了故障，并不影响其它线路的工作。
所以HUB在局域网中得到了广泛的应用。
大多数的时候它用在星型与树型网络拓扑结构中，以RJ45接口与各主机相连（也有BNC接口），HUB按照不同的说法有很多种类。
4.集线器（Hub）是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。
集线器是运作在OSI模型中的物理层。
它可以视作多端口的中继器，若它侦测到碰撞，它会提交阻塞信号。
5.集线器通常会附上BNC and/or AUI转接头来连接传统10BASE2或10BASE5网络。
6.由于集线器会把收到的任何数字信号，经过再生或放大，再从集线器的所有端口提交，这会造成信号之间碰撞的机会很大，而且信号也可能被窃听，并且这代表所有连到集线器的设备，都是属于同一个碰撞域名以及广播域名，因此大部份集线器已被交换机取代。
集线器和控制器有什么区别？
集线器（Hub）和控制器（Controller）在计算机网络中有不同的作用和功能。
1. 集线器（Hub）：集线器是一种简单的网络设备，用于连接多个计算机、设备或网络节点，并将它们组成一个共享网络。
它的主要作用是将接收到的数据包广播给所有连接的设备。
当一个设备发送数据时，集线器会将数据包复制并发送给所有其他设备，而其他设备则负责判断自己是否是数据包的目标。
2. 控制器（Controller）：控制器是一个更高级的网络设备，用于管理和控制网络中的数据流动。
控制器通常采用软件定义网络技术（Software-Defined Networking, SDN）来实现对网络的集中控制和管理。
它可以通过集中管理网络流量、配置网络策略、监控网络状态等功能来优化和提升网络性能。
控制器在网络架构中发挥更为复杂的作用，可以进行网络拓扑设计、流量控制、安全策略管理等。
而集线器只是简单地将数据包广播给所有设备，没有智能的管理和控制功能。
需要注意的是，随着技术的发展，集线器逐渐被交换机（Switch）所取代。
交换机具有类似于集线器的连接功能，但
可以通过学习和识别设备的MAC地址来更有效地转发数据，提供更高的网络性能和灵活性。
而控制器则属于更高层次的网络设备，与交换机或路由器等网络设备共同工作，提供对网络的集中化管理和控制。
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Logical topology:ring
MAU
MAC Method - Token Ring
Free-token - A special bit pattern (ex.11111111) Busy-token - The last bit of the free token is changed (e.g., 11111110) Any station gets the free-token may change it to a busy-token and followed by the frame to be transmitted. The source station will remove the frame from the ring A new free-token will be regenerated if the station has completed transmission of its frame.
Both use 802.2 at the LLC Layer MAC Layer: CSMA/CD versus tokenpassing PHY Layer Topology: Bus versus Ring 802.3 802.5 LLC MAC PHY Bus 802.2 CSMA/CD Token Passing Ring
indicates whether the frame contains data or control information.
As with IEEE 802.5, addresses are 6 bytes in length
Ring Network Configuration
Physical topology:star
Only stations with a priority equal to, or higher than, the priority value contained in a token can seize that token.
Data / Command Frame
frame control byte
FDDI Spec.
Station Management (SMT) - defines the FDDI station configuration, including:
ring configuration ring control features station insertion and removal initialization fault isolation and recovery scheduling collection of statistics
No Station is transmitting. Now Station B May Transmit
Station A is transmitting Station B must wait
A
Must Wait
A
Now may transmit
B
B
CSMA/CD Operation
Collision Detection
FDDI
FDDI
Although FDDI implementations are not as common today as Ethernet or Token Ring, FDDI has a substantial following, and continues to grow as its costs decrease. FDDI is frequently used as a backbone technology, and to connect high-speed computers in a LAN.
Remove error frames and token.
Token Ring Signals
Manchester encoding combines data and clock into bit symbols
802.3 Ethernet versus 802.5 Token-Ring Network
10Base-T Hub
3&6
Step 1 Station A Transmits on Upstream Pair (Wires 1&2)
1&2
Station A Station B Station C
Example of 10 base T Networks
10Base-T Hub
1&2
3&6
End delimiter
Priority System
Token Ring frames have two fields that control priority
the priority field and the reservation field. support eight level of priority
Station A Station B Station C
Step 2 Hub Repeats (Broadcasts) The Message To All Stations On Downstream Pairs (Wires 3&6)
10 base T+10 base 2 Networks
I 10 base 5 界面 10 base 2 界面 10 base T 集線器(hub) 集線器(hub) 串聯線 A B C D E H F G A B C 無遮蔽式 雙絞線 (UTP) 最長 100 公尺 D 10 base T 集線器(hub) 集線器(hub) K J 10 base 2 細線 Ethernet
FDDI Spec.
Physical Layer Protocol (PHY) defines data encoding/decoding procedures, including:
clocking requirements framing other functions
FDDI Spec.
Hub repeats each bit received out all of its ports. The procedure is called broadcast. To Hub (Pins 1 & 2)
From Hub (Pins 3 & 6)
Example of 10 base T Networks
E
H F G
Pure 10 base T 10 base T + 10 basion
If no one is transmitting, transmit If anyone is transmitting, wait until nobody is transmitting
MAC Method - Token Ring
B B B
A
C
A
C
A
C
D
D
D
(a)
(b)
(c)
Within an 802.5 Access Unit
Access unit connections maintain a ring (loop)
Access Unit Ring In Ring Out
Lobe
If two stations do transmit at the same time, each hears the other Both stop, wait random amounts of time Transmit after wait, but only if the line is free
FDDI Spec.
Physical Layer Medium (PMD) defines the characteristics of the transmission medium, including:
fiber optic link power levels bit error rates optical components connectors
Layer 2 - Technologies
Shawn Shuoh-Ren Tsai Cisco Academy Training Center David Ta-Wei Shih CGUIC
Ethernet Frame Format
Star Topology: 10Base-T
10 Mbps, Manchester encoding. Using UTP,RJ-45. Using hub-based Network Topology. Hub operates at the physical layer. Suffer greater attenuation and the maximum length is 100 m.
Bridges (Cont)
Switches
Switches (cont)
Ethernet LAN Segments
IBM Token Ring vs. IEEE 802.5
Token Ring Frame Format
Token Frame
3 bytes Start delimiter
alerts each station to the arrival of a token, or data/command frame
Access control byte
token bit distinguishes a token from a data/command frame a monitor bit determines whether a frame is continuously circling the ring priority and reservation field