组网与网络管理技术第三讲

组网与网络管理技术　第三讲第2章 组网实践（下）2．3常用网络设备介绍2．3．1 集线器集线器，也称为Hub。用网络术语来说，Hub或Concentrator，是基于星形拓扑的接线点。Arcnet、10Base-T、10Base-F及许多其他专用网络都依靠集线器来连接各段电缆及把数据分发到各个网段。集线器的基本功能是信息分发，它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成，一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。图2－6是基本的10Base-2网络，注意机器间连接的方式和数据在源设备和目的设备间的各个设备的处理及传递。图2－7是与图2-6相同的网络，不过是lOBase-T，可以看到拓扑的不同和集线器是如何嵌到此网中。

图2－6 10Base-2网络图2－7 10Base-T网络图2－8是个较复杂的10Base-T网络示意图，注意主干是怎样连接多个集线器和服务器的。主干应该是高速连接，如快速以太网或FDDI等。令牌环网中也有可以称作集线器的设备，MSAU(Multi-StationAccess Unit)就可以看做一种集线器，因为它的功能与以太网的集线器很类似，但是MSAU把包串行地路由到各个设备，不像以太网集线器是并行的。为了不发生混淆，令牌环网MSAU不作为集线器讨论。一、谁需要集线器?判断你的局域网是否需要集线器的方法很简单：如果你想建立星形网络且有不少于两台主机，那么就需要集线器。这个规则只有一个例外，那就是只有两台主机的10Base-T网络，可以直接将之相连，但是需要一条特殊发送端与接收端交叉连接的线缆。图2－8 较复杂的10Base－T网络

表2－3 电缆引脚RJ－45接头1 RJ－45接头2针号功能 针号功能1发送+←→3接收2发送－←→6接收3接收+←→1发送6接收－←→2发送

二、集线器的类型1．基本规范必须遵从IEEE（电器和电子工程师协会）对介质的规定。多数集线器主要的连接是RJ－45插座，这是基于双绞线的多种以太网的标准接头类型。RJ-45头主要用于以太网，但也可用于令牌环网。集线器是电子设备，因此需要电源，多数集线器还有指示多种状态的LED指示灯，常见的两种指示灯是电源和端口状态指示灯，有的集线器还有监视端口通信状态和冲突的指示灯。2．被动集线器简单地从一个端口接收数据并通过所有端口分发，不提高网络性能，也不检测硬件错误或性能瓶颈。被动集线器通常有一个lOBase－2端口和一些RJ-45接口。lOBase－2接头可以用于连接主干。有些集线器还有可连到收发器的AUI端口以建立主干。3．主动集线器主动集线器拥有被动集线器的所有性能，此外还能监视数据。它们是在以太网实现存贮转发技术的重要角色，它们在转发之前检查数据，它们并不区分优先次序，而是纠正损坏的分组并调整时序。如果信号比较弱但仍然可读，主动集线器在转发前将其恢复到较强的状态。此外，主动集线器还可以报知哪些设备失效，从而提供了一定的诊断功能。主动集线器可以将转发的分组重新同步。主动集线器通过在单个端口重发分组来弥补数据的丢失。主动集线器可以调整时序以适应较慢的、错误率较高的连接。主动集线器提供一定的优化性能和一些诊断能力，它们比简单的被动集线器贵，可以配以多个、多种端口。4．智能集线器智能集线器比前两种提供更多的好处，可以使用户更有效地共享资源。除了主动集线器的特性外，智能集线器提供了集中管理功能。如果连接到智能集线器上的设备出了问题，你可以很容易地识别、诊断和修补。智能集线器的另一个出色的特性是可以为不同设备提供灵活的传输速率。5．高级特性高端集线器还提供其他一些特性，如冗余交流电源、内置直流电源、冗余风扇，还有线缆连接的自动中断、模块的热插拔、自动调整10Base－T接头的极性，再如冗余配置存贮、冗余时钟，有些集线器还集成了路由和桥接功能。2．3．2 交换式集线器交换式集线器(Switching Hub)是一个能在共享网络拓扑结构中减少竞争访问的设备，其采用的技术是用微分段的方法来减少一个段上的节点数。交换技术不同于端口交换，端口交换实质上是一个管理功能。有了交换技术，LAN可被分段，类似于一个桥接器，交换式集线器处理段之间的数据传送，但交换式集线器的吞吐率不会低于桥接器的吞吐率。交换式Hub的特性是使用内部网桥或交换机，对流经该设备的通信进行下述三种交换：端口交换；网段交换；企业交换。争用背板上的可用带宽是交换式Hub出现的第一个原因。此外，从使用一般Hub升级到交换式Hub，原来使用的网卡、缆线、工作站和服务器都不必进行任何变动，惟一改变的是用交换式Hub代替一般Hub，因而付出的代价很小。这是交换式Hub出现的第二个原因。一、端口交换式Hub能动态地同时实现点对点会话，能对与之相连的每一工作站的通信量进行检查，并对包的源端口和终点端口地址进行标识，随后将接通从源端口到终点端口的专用电路。专用电路的建立和断开是按照需要进行的。图2－9示出了端口交换的概念。图2-9 端口交换式Hub端口交换式Hub对所连接的工作站可同时建立多条专用电路。二、网段交换Hub网段交换Hub对其每个端口分配一个以上的MAC地址，借此将端口按需连接到某一网段上。网段交换类似于网桥和路由器，但网段交换Hub比网桥和路由器具有更多的优势，主要表现在下述四个方面：1．网段交换Hub每个端口的费用大约为网桥或路由器每个端口的2/5；2．交换式Hub比路由器易于调谐和管理，其原因是交换式Hub插入即工作，而路由器由于操作在OSI网络层，需要复杂的网络管理；3．由于交换式Hub只检查包的标头部分的MAC地址，所以速度快，时延很小。例如，网桥的时延大约为400μs，路由器的时延可能高达1500ps，而交换式Hub通常在lOOps数量级上；4．基于交换式的Hub易于升级到ATM模式。三、企业交换式Hub企业交换式Hub是构成的规模最大、档次最高的模块化设备。机箱内可插入Ethernet10Base-T模块、100Base-T模块、令牌环模块和FDDI模块。通过机箱内的互连背板将其模块互连在一起。交换式Hub，switch与一般的Hub的不同和特点：Hub的特点如下：1．它是以集中器为基本功能在星型结构中，它是连接的中间结点，它起放大信号的作用；2．10M，连结了10个设备，每个设备就是1M；3．Hub所有端口共享一个MAC地址。Switch的特点如下：1．用于星型结构时，它作为中心结点起放大信号的作用；2．端口不共享带宽，如果是一个10M的switch，那么每个端口的带宽就是10M；3，每个端口拥有自己的MAC地址；4．它是一个网络设备，拥有路由器的一部分功能，它可以决定接收到的数据向什么地方发送，它的速度比路由器要快。

例2.3.1单选：下列说法（ ）不是集线器的功能。A．把一个端口接收的所有信号向所有的端口发送B．根据IP地址发送信号C．将弱信号重新生成，再发送D．整理信号的时序以便提供端口间的同步数据通信(P61) B例2.3.2单选：下述描述正确的是（ ）。A. 激光不属于无线传输介质 B. 在传输介质中双绞线的抗电磁干扰最差C. 同轴电缆分为50欧姆和75欧姆两种 D.集线器一般使用双绞线连接(P63) D例2.3.3单选：端口交换集线器的工作特点是( )。A．对每个端口分配一个以上的MAC地址 B．动态的实现点对点的会话C．在机箱内插入不同的模块 D．转发较弱信号之前对信号进行恢复(P65) B例2.3.4单选：网段交换集线器的工作特点是（ ）。A．对每个端口分配一个以上的MAC地址。B．动态的实现点对点的会话。C．在机箱内插入不同的模块。D．转发较弱信号之前对信号进行恢复。(P66) A例2.3.5多选：下列哪些集线器是交换式集线器（ ）。A．被动集线器B．企业交换式集线器C．端口交换式集线器D．网段交换式集线器(P65) BCD例2.3.6多选：对于普通的10M Hub，连接10个设备，每个设备的速率是（ ），对于10M Switch，连接10个设备，每个设备的速率是（ ）。A．1MB．2MC．10MD．100M(P67) A C例2.3.7多选：下列关于HUB的描述正确的是( )。A．一个10M的HUB连接了10个设备，每个设备的平均带宽为10MB．一个10M的HUB连接了10个设备，每个设备的平均带宽为1MC．HUB所有端口共享一个MAC地址D．HUB每个端口有独立的MAC地址(P67) BC例2.3.8判断：被动式集线器能够检测网络中的硬件错误。 ( )(P64) ×例2.3.9判断：将一般集线器升级到交换式集线器需要改变原来的网卡。 ( )(P65) ×例2.3.10判断：对于普通的Hub来讲，HUB的所有端口共享一个MAC地址。 ( )(P67) √例2.3.11简答：简述HUB与switch的特点。(P67)