集線器的基本工作原理
我們知道在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中只存在一個物理信號傳輸通道,都是通過一條傳輸介質(zhì)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(luò)集線設(shè)備后,每一個站是用它自己專用的傳輸介質(zhì)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(luò)仍然是一個共享介質(zhì)的局域網(wǎng),這里的"共享"其實就是集線器內(nèi)部總線,所以當(dāng)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(dāng)集線器將從其內(nèi)部端口檢測到碰撞時,產(chǎn)生碰撞強(qiáng)化信號(Jam)向集線器所連接的目標(biāo)端口進(jìn)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(luò)"大塞車"。
出現(xiàn)這種網(wǎng)絡(luò)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。
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(nèi)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(dāng)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(yīng)用于較大網(wǎng)絡(luò)中(通常是與交換機(jī)等設(shè)備一起分擔(dān)小部分的網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷),就像在大城市中心不能有單車道一樣,因為網(wǎng)絡(luò)越來,出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)碰撞現(xiàn)象的機(jī)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(luò)中要選用集線器作為單一的集線設(shè)備,則網(wǎng)絡(luò)規(guī)模最好在10臺以內(nèi),而且集線器帶寬應(yīng)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(luò)底層設(shè)備,基本上不具有"智能記憶"能力,更別說"學(xué)習(xí)"能力了。它也不具備交換機(jī)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(dāng)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。
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(luò)塞車現(xiàn)象,更加降低了網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行效率。
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