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深圳研通關(guān)于集線器與交換機(jī)相關(guān)知識

閱讀：745發(fā)布時間：2015-4-10

　　以太網(wǎng)是目前使用zui廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)，是一種局域網(wǎng)體系，使用CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)訪問方法。
　　
　　以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的zui通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng)（LAN）中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網(wǎng)在互聯(lián)設(shè)備之間以10~100Mbps的速率傳送信息包，雙絞線電纜10BaseT以太網(wǎng)由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成為應(yīng)用的以太網(wǎng)技術(shù)。直擴(kuò)的無線以太網(wǎng)可達(dá)11Mbps，許多制造供應(yīng)商提供的產(chǎn)品都能采用通用的軟件協(xié)議進(jìn)行通信，開放性。
　　
　　△以太網(wǎng)的連接
　　
　　集線器是什么？
　　
　　集線器英文名字是HUB，從字面意思上就可以知道它的功能所在，就是把線集合起來。
　　
　　HUB工作在物理層，多個設(shè)備可以利用雙絞線連接HUB來實(shí)現(xiàn)物理層的互聯(lián)互通。
　　
　　HUB內(nèi)部還是采用總線共享的技術(shù)，所以還是采用CSMA/CD的技術(shù)進(jìn)行交互，它接受到數(shù)據(jù)時就廣播一下，這樣所有連接這個HUB的設(shè)備都要接收并看一遍是不是自己的包。
　　
　　集線器同中繼器一樣都是工作在物理層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
　　
　　共享式以太網(wǎng)存在的弊端：由于所有的節(jié)點(diǎn)都接在同一沖突域中，不管一個幀從哪里來或到哪里去，所有的節(jié)點(diǎn)都能接受到這個幀。隨著節(jié)點(diǎn)的增加，大量的沖突將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能急劇下降。而且集線器同時拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：
　　
　　總線型：所需的電纜較少、價格便宜、管理成本高，不易隔離故障點(diǎn)、采用共享的訪問機(jī)制，易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。早期以太網(wǎng)多使用總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用同軸纜作為傳輸介質(zhì)，連接簡單，通常在小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中不需要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但由于它存在的固有缺陷，已經(jīng)逐漸被以集線器和交換機(jī)為核心的星型網(wǎng)絡(luò)所代替。
　　
　　星型：管理方便、容易擴(kuò)展、需要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)、需要更多的網(wǎng)線、對核心設(shè)的可靠性要求高。采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如RS485集線器或以太網(wǎng)交換機(jī)）作為核心節(jié)點(diǎn)，通過雙絞線將局域網(wǎng)中的各臺主機(jī)連接到核心節(jié)點(diǎn)上，這就形成了星型結(jié)構(gòu)。星型網(wǎng)絡(luò)雖然需要的線纜比總線型多，但布線和連接器比總線型的要便宜。此外，星型拓?fù)淇梢酝ㄟ^級聯(lián)的方式很方便的將網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到很大的規(guī)模，因此得到了廣泛的應(yīng)用，被絕大部分的以太網(wǎng)所采用。
　　
　　傳輸介質(zhì)：
　　
　　以太網(wǎng)可以采用多種連接介質(zhì)，包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用于從主機(jī)到集線器或交換機(jī)的連接，而光纖則主要用于交換機(jī)間的級聯(lián)和交換機(jī)到路由器間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上。同軸纜作為早期的主要連接介質(zhì)已經(jīng)逐漸趨于淘汰。只能傳輸一個數(shù)據(jù)幀，這意味著RS485HUB集線器所有端口都要共享同一帶寬。
　　
　　交換機(jī)是什么？
　　
　　前面講到，HUB工作在物理層，采用CSMA/CD技術(shù)進(jìn)行交互，缺點(diǎn)是廣播多，沖突多。
　　
　　而交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，有幾點(diǎn)要知道：
　　
　　（1）以太網(wǎng)交換機(jī)內(nèi)部是一個數(shù)字交叉網(wǎng)絡(luò)，而不是一條共享總線了。其好處是可以把各個終端進(jìn)行暫時連接，互相獨(dú)立的交互數(shù)據(jù)。
　　
　　（2）每個端口有發(fā)送線路和接受線路，各有一個緩沖區(qū)，可以暫時緩存終端發(fā)來的數(shù)據(jù)，等線路資源空閑后再發(fā)送數(shù)據(jù)。
　　
　　（3）可以做到按端口轉(zhuǎn)發(fā)，其原理是交換機(jī)可以根據(jù)數(shù)據(jù)幀頭中的目的MAC地址找到端口，該端口所連接的設(shè)備*接受該數(shù)據(jù)幀，這就避免了大量的沖突。
　　
　　交換機(jī)的工作過程如下：
　　
　　（1）每個端口接收網(wǎng)絡(luò)上的所有數(shù)據(jù)幀。
　　
　　（2）利用接收到的數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址來建立MAC地址表（即是源地址學(xué)習(xí)），使用地址老化機(jī)制進(jìn)行地址表的維護(hù)。
　　
　　（3）在MAC地址表中查找數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址。若找到，則發(fā)送到目的MAC地址設(shè)備所在的端口(不包括原端口)。；若找不到，則向所有端口發(fā)送(不包括原端口)。
　　
　　（4）對于廣播幀和多播幀則向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。

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