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1、第第6 6章章 网络设备网络设备随着计算机技术的飞速发展，计算机网络已经随着计算机技术的飞速发展，计算机网络已经渗透到社会的各个领域，与我们的生活密切相关。渗透到社会的各个领域，与我们的生活密切相关。网络控制着社会经济的发展，也使人们的工作和生网络控制着社会经济的发展，也使人们的工作和生活方式发生了巨大的变化。但是，随着网络规模的活方式发生了巨大的变化。但是，随着网络规模的扩大，影响网络稳定运行的问题也大大增加，如交扩大，影响网络稳定运行的问题也大大增加，如交换机、调制调解器、路由器以及通信线路等网络硬换机、调制调解器、路由器以及通信线路等网络硬件设备的故障问题；网络服务软件和管理软件的设件设
2、备的故障问题；网络服务软件和管理软件的设置、优化问题；网络安全问题等。要解决这些问题，置、优化问题；网络安全问题等。要解决这些问题，就要先了解局域网，了解路由器、交换机、网关等就要先了解局域网，了解路由器、交换机、网关等网络设备。网络设备。6.16.1调制解调器调制解调器(Modem)(Modem)我们常说的我们常说的Modem，其实是，其实是Modulator（调制器）（调制器）与与Demodulator（解调器）的简称，中文称为调制解调器。（解调器）的简称，中文称为调制解调器。也有人根据也有人根据Modem的谐音，亲昵地称之为的谐音，亲昵地称之为“猫猫”。我们。我们知道，计算机内的信息是由
3、知道，计算机内的信息是由“0”和和“1”组成数字信号，组成数字信号，而在电话线上传递的却只能是模拟信号。于是，当两台计而在电话线上传递的却只能是模拟信号。于是，当两台计算机要通过电话线进行数据传输时，就需要一个设备负责算机要通过电话线进行数据传输时，就需要一个设备负责数字信号与模拟信号间或模拟信号与数字信号间的转换数字信号与模拟信号间或模拟信号与数字信号间的转换（通常称为数（通常称为数/模模D/A、模、模/数转换或数转换或A/D转换），这个数转换），这个数模转换器就是模转换器就是Modem。计算机在发送数据时，先由。计算机在发送数据时，先由Modem把数字信号转换为相应的模拟信号，这个过程称把
4、数字信号转换为相应的模拟信号，这个过程称为为“调制调制”，经过调制的信号通过电话载波传送到另一台，经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前，也要经由接收方的计算机之前，也要经由接收方的Modem负责把模拟信号负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号，这个过程我们称还原为计算机能识别的数字信号，这个过程我们称“解调解调”。正是通过这样一个。正是通过这样一个“调制调制”与与“解调解调”的数模转换过的数模转换过程，从而实现了两台计算机之间的远程通讯。程，从而实现了两台计算机之间的远程通讯。6.1.1 Modem6.1.1 Modem的分类的分类一般来说，根据一般来说，根据Modem的形态和
5、安装方式，可以的形态和安装方式，可以大致可以分为以下四类：大致可以分为以下四类：1外置式外置式Modem外置式外置式Modem放置于机箱外，通过串行通讯口与放置于机箱外，通过串行通讯口与主机连接，如图主机连接，如图6-1所示。这种所示。这种Modem方便灵巧、易于方便灵巧、易于安装，闪烁的指示灯便于监视安装，闪烁的指示灯便于监视Modem的工作状况。但外的工作状况。但外置式置式Modem需要使用额外的电源与电缆。需要使用额外的电源与电缆。2内置式内置式Modem内置式内置式Modem安装机箱内，插在主板的扩展插槽安装机箱内，插在主板的扩展插槽上，如图上，如图6-2所示。无需额外的电源与电缆，且
6、价格比外所示。无需额外的电源与电缆，且价格比外置式置式Modem要便宜一些。要便宜一些。3PCMCIA插卡式插卡式Modem插卡式插卡式Modem如图如图6-3所示，主要用于笔记本电脑，所示，主要用于笔记本电脑，体积纤巧。配合移动电话，可方便地实现移动办公体积纤巧。配合移动电话，可方便地实现移动办公图图6-1外置式外置式Modem图图6-2内置式内置式Modem图图6-3插卡式插卡式Modem图图6-4机架式机架式Modem4机架式机架式Modem机架式机架式Modem相当于把一组相当于把一组Modem集中于一个箱集中于一个箱体或外壳里，并由统一的电源进行供电，如图体或外壳里，并由统一的电源进
7、行供电，如图6-4所示。所示。机架式机架式Modem主要用于电信局、校园网、金融机构等网主要用于电信局、校园网、金融机构等网络的中心机房。络的中心机房。除以上四种常见的除以上四种常见的Modem外，还有外，还有ISDN调制解调器、调制解调器、CableModem和和ADSL调制解调器。调制解调器。CableModem利用利用有线电视的电缆进行信号传送，不但具有调制解调功能，有线电视的电缆进行信号传送，不但具有调制解调功能，还集路由器、集线器、桥接器于一身，理论传输速度可达还集路由器、集线器、桥接器于一身，理论传输速度可达10Mbps以上。通过以上。通过CableModem上网，每个用户都有上网
8、，每个用户都有独立的独立的IP地址，相当于拥有了一条个人专线。地址，相当于拥有了一条个人专线。Modem的最重要技术指标是传输速率，指的是的最重要技术指标是传输速率，指的是Modem每秒钟传送的数据量大小。我们平常说的每秒钟传送的数据量大小。我们平常说的56K、128K、等，指的就是、等，指的就是Modem的传输速率。传输速率以的传输速率。传输速率以bps（比特（比特/秒）为单位。因此，一台秒）为单位。因此，一台56K的的Modem每秒每秒钟可以传输钟可以传输56000bit的数据。的数据。6.1.2 Modem6.1.2 Modem的传输模式的传输模式Modem最初只是用于数据传输。然而，随
9、着用户需最初只是用于数据传输。然而，随着用户需求的不断增长以及厂商之间的激烈竞争，目前市场上越求的不断增长以及厂商之间的激烈竞争，目前市场上越来越多的出现了一些来越多的出现了一些“二合一二合一”、“三合一三合一”的的Modem。这些。这些Modem除了可以进行数据传输以外，还除了可以进行数据传输以外，还具有传真和语音传输功能。具有传真和语音传输功能。1传真模式（传真模式（FaxModem）通过通过Modem进行传真，除省下一台专用传真机的费进行传真，除省下一台专用传真机的费用外，好处还有很多，如可以直接把计算机内的文件传用外，好处还有很多，如可以直接把计算机内的文件传真到对方的计算机或传真机，
10、而无需先把文件打印出来；真到对方的计算机或传真机，而无需先把文件打印出来；可以对接收到的传真方便地进行保存或编辑；可以克服可以对接收到的传真方便地进行保存或编辑；可以克服普通传真机由于使用热敏纸而造成字迹逐渐消退的问题；普通传真机由于使用热敏纸而造成字迹逐渐消退的问题；由于由于Modem使用了纠错的技术，传真质量比普通传真机使用了纠错的技术，传真质量比普通传真机要好，尤其是对于图形的传真更是如此。要好，尤其是对于图形的传真更是如此。目前的目前的FaxModem大多遵循大多遵循V.29和和V.17传真协议。传真协议。其中其中V.29支持支持9600bps传真速率，而传真速率，而V.17则可支持则
11、可支持14400bps的传真速率。的传真速率。2语音模式（语音模式（VoiceModem）语音模式主要提供了电话录音留言和全双工免提语音模式主要提供了电话录音留言和全双工免提通话功能，真正使电话与电脑融为一体。这里，我们通话功能，真正使电话与电脑融为一体。这里，我们主要讨论的是一种新的语音传输模式主要讨论的是一种新的语音传输模式DSVD（DigitalSimultaneousVoiceandData）。）。DSVD是由是由Hayes、Rockwell、U.s.Robotics、Intel等公司在等公司在1995年提出的一项语音传输标准，是现有的年提出的一项语音传输标准，是现有的V.42纠错协议
12、的扩充。纠错协议的扩充。DSVD通过采用通过采用DigiTalk的数的数字式语音与数据同传技术，使字式语音与数据同传技术，使Modem可以在普通电可以在普通电话线上一边进行数据传输一边进行通话。话线上一边进行数据传输一边进行通话。DSVDModem保留了保留了8K的带宽（也有的的带宽（也有的Modem保留保留8.5K的带宽）用于语音传送，其余的带宽则用于的带宽）用于语音传送，其余的带宽则用于数据传输。语音在传输前会先进行压缩，然后与需要数据传输。语音在传输前会先进行压缩，然后与需要传送的数据综合在一起，通过电话载波传送到对方用传送的数据综合在一起，通过电话载波传送到对方用户。在接收端，户。在接
13、收端，Modem先把语音与数据分离开来，再先把语音与数据分离开来，再把语音信号进行解压和数把语音信号进行解压和数/模转换，从而实现的数据模转换，从而实现的数据/语音的同传。语音的同传。DSVDModem在远程教学、协同工作、在远程教学、协同工作、网络游戏等方面有着广泛的应用前景。但在目前，由网络游戏等方面有着广泛的应用前景。但在目前，由于于DSVDModem的价格比普通的的价格比普通的VoiceModem要贵，要贵，而且要实现数据而且要实现数据/语音同传功能时，需要对方也使用语音同传功能时，需要对方也使用DSVDModem，从而在一定程度上阻碍了，从而在一定程度上阻碍了DSVDModem的普及
14、。的普及。6.1.3 Modem6.1.3 Modem的安装的安装Modem的安装过程可以分为硬件安装与软件安装两的安装过程可以分为硬件安装与软件安装两部分。部分。1Modem的硬件安装的硬件安装(1)外置式外置式Modem的安装的安装第一步：连接电话线，把电话线的第一步：连接电话线，把电话线的RJ11插头插入插头插入Modem的的Line接口，再用电话线把接口，再用电话线把Modem的的Phone接接口与电话机连接。口与电话机连接。第二步：关闭计算机电源，将第二步：关闭计算机电源，将Modem所配的电缆的所配的电缆的一端（一端（25针阳头端）与针阳头端）与Modem连接，另一端（连接，另一端
15、（9针或者针或者25针插头）与主机上的针插头）与主机上的COM口连接。口连接。第三步：将电源变压器与第三步：将电源变压器与Modem的的POWER或或AC接口连接。接通电源后，接口连接。接通电源后，Modem的的MR指示灯应长亮。指示灯应长亮。如果如果MR灯不亮或不停闪烁，则表示未正确安装或灯不亮或不停闪烁，则表示未正确安装或Modem自身故障。对于带语音功能的自身故障。对于带语音功能的Modem，还应把，还应把Modem的的SPK接口与声卡上的接口与声卡上的LineIn接口连接，当然也可直接与接口连接，当然也可直接与耳机等输出设备连接。耳机等输出设备连接。另外，另外，Modem的的MIC接口
16、用于连接驻极体麦克风，接口用于连接驻极体麦克风，但最好还是把麦克风连接到声卡上。但最好还是把麦克风连接到声卡上。(2)内置式内置式Modem的安装的安装第一步：根据说明书的指示，设置好有关的跳线。由第一步：根据说明书的指示，设置好有关的跳线。由于于COM1与与COM3、COM2与与COM4共用一个中断，因此共用一个中断，因此通常可设置为通常可设置为COM3/IRQ4或或COM4/IRQ3。第二步：关闭计算机电源并打开机箱，将第二步：关闭计算机电源并打开机箱，将Modem卡卡插入主板上任一空置的扩展槽。插入主板上任一空置的扩展槽。第三步：连接电话线。把电话线的第三步：连接电话线。把电话线的RJ1
17、1插头插入插头插入Modem卡上的卡上的Line接口，再用电话线把接口，再用电话线把Modem卡上的卡上的Phone接口连接。此时拿起电话机，应能正常拨打电话接口连接。此时拿起电话机，应能正常拨打电话2Modem的软件安装的软件安装当硬件安装完成后，打开计算机，外置式当硬件安装完成后，打开计算机，外置式Modem还还应打开应打开Modem的开关。对于大多数的开关。对于大多数Modem，Windows会报告会报告“找到新的硬件设备找到新的硬件设备”，此时只需选择，此时只需选择“硬件厂商硬件厂商提供驱动程序提供驱动程序”，并插入，并插入Modem的安装盘即可。如果的安装盘即可。如果Windows启
18、动后未能侦测到启动后未能侦测到Modem，也可以按以下步骤，也可以按以下步骤完成安装：完成安装：第一步：进入第一步：进入Windows的的“控制面板控制面板”，双击，双击“调调制解调器制解调器”图标，并在属性窗口中单击图标，并在属性窗口中单击“添加添加”按钮；按钮；第二步：选中第二步：选中“不检测调制解调器，而将从清单中不检测调制解调器，而将从清单中选定一个选定一个”，然后单击，然后单击“下一步下一步”；第三步：在第三步：在Modem列表中选择相应的厂商与型号，列表中选择相应的厂商与型号，然后单击然后单击“下一步下一步”。或者插入。或者插入Modem的安装盘后，选的安装盘后，选择择“从磁盘安装
19、从磁盘安装”即可。要证明即可。要证明Modem是否安装成功，是否安装成功，可使用可使用Windows附件中的电话拨号程序随便拨打一个电附件中的电话拨号程序随便拨打一个电话，话，如果成功的话，说明如果成功的话，说明Modem已被正确安装。对于上网用已被正确安装。对于上网用户，还需要安装拨号网络和协议。户，还需要安装拨号网络和协议。3.Modem指示灯的含义指示灯的含义MR：Modem已准备就绪，并成功通过自检。已准备就绪，并成功通过自检。TR：终端准备就绪。：终端准备就绪。SD：Modem正在发出数据。正在发出数据。RD：Modem正在接收数据。正在接收数据。OH：摘机指示，：摘机指示，Mode
20、m正占用电话线。正占用电话线。CD：载波检测，：载波检测，Modem与对方连接成功。与对方连接成功。RI：Modem处于自动应答状态。某些处于自动应答状态。某些Modem用用AA表示表示HS：高速指示，速率大于：高速指示，速率大于9600。6.1.4 Modem的芯片的芯片Modem的芯片就好像处理器的品牌一样有不同的芯片就好像处理器的品牌一样有不同厂家的产品，其中占有量最大的是厂家的产品，其中占有量最大的是ROCKWELL芯片，芯片，它占全球市场份额的它占全球市场份额的70左右，地位和处理器市场上左右，地位和处理器市场上的的Intel差不多，目前国内大多数外置差不多，目前国内大多数外置Mod
21、em产品采产品采用的都是用的都是ROCKWELL芯片。其次是芯片。其次是TI芯片，著名的芯片，著名的USR“大黑猫大黑猫”就用就用TI芯片。除此以外，还有芯片。除此以外，还有CurissLogic的产品，不过使用这种芯片的外置的产品，不过使用这种芯片的外置Modem比较比较少。总的来看，采用少。总的来看，采用ROCKWELL芯片的芯片的Modem的的性能和稳定性都比采用其他芯片的性能和稳定性都比采用其他芯片的Modem要好，但要好，但USR的的“大黑猫大黑猫”是个特例。在国际市场上是个特例。在国际市场上TI芯片的芯片的交易价格要比交易价格要比ROCKWELL芯片低一些。芯片低一些。6.1.5
22、Modem6.1.5 Modem常见故障的处理常见故障的处理1.56K的的Modem不能上到不能上到56K(1)实际的实际的56Kmodem最高速度只能达到最高速度只能达到53K左右，考左右，考虑各种影响，虑各种影响，56Kmodem的速度一般在的速度一般在45-53K之间。之间。(2)电话线路在很大程度上影响电话线路在很大程度上影响Modem的传输速度，的传输速度，如果电话线路质量不好、线路电压不稳，如果电话线路质量不好、线路电压不稳，56K的的Modem就上不到就上不到56K；另外使用分机上网，也会影响；另外使用分机上网，也会影响上网速度。上网速度。(3)未安装正确的驱动程序。未安装正确的
23、驱动程序。(4)和和ISP使用的协议不同，只有您的使用的协议不同，只有您的Modem和您的和您的ISP协议相同时，协议相同时，Modem才会达到才会达到56K的标准。的标准。排除以上原因，排除以上原因，56KModem仍速度远远低于仍速度远远低于53K，这，这就是您的就是您的Modem硬件问题，可以考虑更换或送修了。硬件问题，可以考虑更换或送修了。2.Modem经常掉线，产生掉线问题可能有以下几种原因经常掉线，产生掉线问题可能有以下几种原因(1)电话线路质量不好；电话线路质量不好；(2)若数据终端就绪若数据终端就绪(DTR)信号无效持续的时间超过信号无效持续的时间超过Modem默认设置值，就会
24、引起掉线；默认设置值，就会引起掉线；(3)如果您的电话具有如果您的电话具有呼叫等待呼叫等待这一程控电话新功能，这一程控电话新功能，每当有电话打进来，调制解调器就会受到干扰而断开；每当有电话打进来，调制解调器就会受到干扰而断开；(4)另外，另外，Modem本身的质量以及不同本身的质量以及不同Modem间的兼容间的兼容性问题也是引起性问题也是引起Modem掉线的一个普遍存在的原因。掉线的一个普遍存在的原因。3.Modem无拨号音无拨号音当在夜深人静的时候上网时，为了不使拨号音影响别当在夜深人静的时候上网时，为了不使拨号音影响别人睡眠，可以通过适当的人睡眠，可以通过适当的AT命令来改变：可以用命令来
25、改变：可以用ATM0设设置置Modem无拨号音，而无拨号音，而ATM1设置设置Modem从拨号到连接从拨号到连接时有拨号音。对于音量的选择您可以通过以下指令改变，时有拨号音。对于音量的选择您可以通过以下指令改变，ATL0(低音量低音量)、ATL1(低音量低音量)、ATL2(中音量中音量)、ATL3(高音量高音量)。4.传真速率达不到传真速率达不到14400Modem的最大传真速率是的最大传真速率是14400，而发传真时速，而发传真时速率只有率只有9600。这是因为大部分传真机的发送和接受速。这是因为大部分传真机的发送和接受速率都是率都是9600，只有使用速率是，只有使用速率是14400或是或是
26、33600的传的传真机，真机，Modem的传真速率才会达到的传真速率才会达到14400。6.2 6.2 集线器集线器图图6-5RJ45接口集线器接口集线器图图6-6USB口集线器口集线器随着网络技术的发展，集线器技术也在不断改进，随着网络技术的发展，集线器技术也在不断改进，如在集线器中加入了一些交换机（如在集线器中加入了一些交换机（SWITCH）技术，）技术，具有堆叠技术的堆叠式集线器，有的集线器还具有智具有堆叠技术的堆叠式集线器，有的集线器还具有智能交换机功能。可以说集线器产品已在技术上向交换能交换机功能。可以说集线器产品已在技术上向交换机技术进行了过渡，具备了一定的智能性和数据交换机技术进
27、行了过渡，具备了一定的智能性和数据交换能力。但随着交换机价格的不断下降，仅有的价格优能力。但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，处于淘汰的势已不再明显，集线器的市场越来越小，处于淘汰的边缘。尽管如此，集线器对于家庭或者小型企业来说，边缘。尽管如此，集线器对于家庭或者小型企业来说，在经济上还是有一点诱惑力的，特别适合家庭几台机在经济上还是有一点诱惑力的，特别适合家庭几台机器的网络或者中小型公司作为分支网络使用。器的网络或者中小型公司作为分支网络使用。HUB是一个多端口的转发器，当以是一个多端口的转发器，当以HUB为中心设为中心设备时，网络中某条线路产生了故障
28、，并不影响其它线路备时，网络中某条线路产生了故障，并不影响其它线路的工作。所以的工作。所以HUB在局域网中得到了广泛的应用。大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（也有接口与各主机相连（也有BNC接口）。接口）。普通集线器外部板面结构非常简单。高档集线器从普通集线器外部板面结构非常简单。高档集线器从外表上看，与现代路由器或交换式路由器没有多大区别外表上看，与现代路由器或交换式路由器没有多大区别。尤其是现代双速自适应以太网集线器，由于普遍内置。尤其是现代双速自适应以太网集线器，由于普遍内置有
29、可以实现内部有可以实现内部10Mbs和和100Mbs网段间相互通信网段间相互通信的交换模块，使得这类集线器完全可以在以该集线器为的交换模块，使得这类集线器完全可以在以该集线器为节点的网段中，实现各节点之间的通信交换，有时也将节点的网段中，实现各节点之间的通信交换，有时也将此类交换式集线器简单地称之为交换机，这些都使得初此类交换式集线器简单地称之为交换机，这些都使得初次使用集线器的用户很难正确地辨别它们。但根据背板次使用集线器的用户很难正确地辨别它们。但根据背板接口类型来判别集线器，是一种比较简单的方法。接口类型来判别集线器，是一种比较简单的方法。6.2.1 集线器的分类集线器的分类1按照对输入
30、信号的处理方式，集线器可以分为无源按照对输入信号的处理方式，集线器可以分为无源HUB、有源、有源HUB和智能和智能HUB。(1)无源无源HUB不对信号做任何的处理，对介质的传输距离没有扩展，并不对信号做任何的处理，对介质的传输距离没有扩展，并且对信号有一定的影响。连接在这种且对信号有一定的影响。连接在这种HUB上的每台计算机，上的每台计算机，都能收到来自同一都能收到来自同一HUB上所有其它电脑发出的信号上所有其它电脑发出的信号(2)有源有源HUB有源有源HUB与无源与无源HUB的区别就在于它能对信号放大或再的区别就在于它能对信号放大或再生，这样它就延长了两台主机间的有效传输距离。生，这样它就延
31、长了两台主机间的有效传输距离。(3)智能智能HUB智能智能HUB除具备有源除具备有源HUB所有的功能外，还有网络管理所有的功能外，还有网络管理及路由功能。在智能及路由功能。在智能HUB网络中，不是每台机器都能收到网络中，不是每台机器都能收到信号，只有与信号目的地址相同地址端口计算机才能收到。信号，只有与信号目的地址相同地址端口计算机才能收到。有些智能有些智能HUB可自行选择最佳路径，这就对网络有很好的可自行选择最佳路径，这就对网络有很好的管理。管理。2按结构和功能分类，集线器可分为未管理的集线器、按结构和功能分类，集线器可分为未管理的集线器、堆叠式集线器和底盘集线器三类。堆叠式集线器和底盘集线
32、器三类。(1)未管理的集线器未管理的集线器最简单的集线器通过以太网总线提供中央网络连接，以最简单的集线器通过以太网总线提供中央网络连接，以星形的形式连接起来。这称之为未管理的集线器，只用星形的形式连接起来。这称之为未管理的集线器，只用于很小型的至多于很小型的至多12个节点的网络中个节点的网络中(在少数情况下，可在少数情况下，可以更多一些以更多一些)。未管理的集线器没有管理软件或协议来。未管理的集线器没有管理软件或协议来提供网络管理功能，这种集线器可以是无源的，也可以提供网络管理功能，这种集线器可以是无源的，也可以是有源的，有源集线器使用得更多。是有源的，有源集线器使用得更多。(3)堆叠式集线器
33、堆叠式集线器堆叠式集线器是稍微复杂一些的集线器。堆叠式集线器堆叠式集线器是稍微复杂一些的集线器。堆叠式集线器最显著的特征是最显著的特征是8个转发器可以直接彼此相连。这样只个转发器可以直接彼此相连。这样只需简单地添加集线器并将其连接到已经安装的集线器上需简单地添加集线器并将其连接到已经安装的集线器上就可以扩展网络，这种方法不仅成本低，而且简单易行。就可以扩展网络，这种方法不仅成本低，而且简单易行。(3)底盘集线器底盘集线器底盘集线器是一种模块化的设备，在其底板电路底盘集线器是一种模块化的设备，在其底板电路板上可以插入多种类型的模块。有些集线器带有冗余板上可以插入多种类型的模块。有些集线器带有冗余
34、的底板和电源。同时，有些模块允许用户不必关闭整的底板和电源。同时，有些模块允许用户不必关闭整个集线器便可替换那些失效的模块。集线器的底板给个集线器便可替换那些失效的模块。集线器的底板给插入模块准备了多条总线，这些插入模块可以适应不插入模块准备了多条总线，这些插入模块可以适应不同的段，如以太网、快速以太网、光纤分布式数据接同的段，如以太网、快速以太网、光纤分布式数据接口口(FiberDistributedDataInterface，FDDl)和异步和异步传输模式传输模式(AsynchronousTransferMode，ATM)中。中。有些集线器还包含有网桥、路由器或交换模块。有源有些集线器还包
35、含有网桥、路由器或交换模块。有源的底盘集线器还可能会有重定时的模块，用来与放大的底盘集线器还可能会有重定时的模块，用来与放大的数据信号关联。的数据信号关联。3按局域网的类型分类，集线器可分为五种不同类型。按局域网的类型分类，集线器可分为五种不同类型。(1)单中继网段集线器单中继网段集线器最简单的集线器，是一类用于最简单的中继式最简单的集线器，是一类用于最简单的中继式LAN网段的网段的集线器，与堆叠式以太网集线器或令牌环网多站访问部件集线器，与堆叠式以太网集线器或令牌环网多站访问部件(MAU)等类似。等类似。(2)多网段集线器多网段集线器从单中继网段集线器直接派生而来，采用集线器背板，这从单中继
36、网段集线器直接派生而来，采用集线器背板，这种集线器带有多个中继网段。其主要优点是可以将用户分种集线器带有多个中继网段。其主要优点是可以将用户分布于多个中继网段上，以减少每个网段的信息流量负载，布于多个中继网段上，以减少每个网段的信息流量负载，网段之间的信息流量一般要求独立的网桥或路由器。网段之间的信息流量一般要求独立的网桥或路由器。(3)端口交换式集线器端口交换式集线器该集线器是在多网段集线器基础上，将用户端口和多个背该集线器是在多网段集线器基础上，将用户端口和多个背板网段之间的连接过程自动化，并通过增加端口交换矩阵板网段之间的连接过程自动化，并通过增加端口交换矩阵(PSM)来实现的集线器。来
37、实现的集线器。PSM可提供一种自动工具，用于可提供一种自动工具，用于将任何外来用户端口连接到集线器背板上的任何中继网段将任何外来用户端口连接到集线器背板上的任何中继网段上。端口交换式集线器的主要优点是，可实现移动、增加上。端口交换式集线器的主要优点是，可实现移动、增加和修改的自动化特点。和修改的自动化特点。(5)网络互联集线器网络互联集线器端口交换式集线器注重端口交换，而网络互联集线器在背端口交换式集线器注重端口交换，而网络互联集线器在背板的多个网段之间可提供一些类型的集成连接，该功能通板的多个网段之间可提供一些类型的集成连接，该功能通过一台综合网桥、路由器或过一台综合网桥、路由器或LAN交换
38、机来完成。目前，这交换机来完成。目前，这类集线器通常都采用机箱形式。类集线器通常都采用机箱形式。(6)交换式集线器交换式集线器目前，集线器和交换机之间的界限已变得模糊。交换式集目前，集线器和交换机之间的界限已变得模糊。交换式集线器有一个核心交换式背板，采用一个纯粹的交换系统代线器有一个核心交换式背板，采用一个纯粹的交换系统代替传统的共享介质中继网段。此类产品已经上市，并且混替传统的共享介质中继网段。此类产品已经上市，并且混合的合的(中继交换中继交换)集线器很可能在以后几年控制这一市场。集线器很可能在以后几年控制这一市场。应该指出，这类集线器和交换机之间的特性几乎没有区别。应该指出，这类集线器和
39、交换机之间的特性几乎没有区别。6.2.2 6.2.2 集线器的工作特点集线器的工作特点依据依据IEEE8023协议，集线器功能是随机选出某协议，集线器功能是随机选出某一端口的设备，并让它独占全部带宽，与集线器的上联一端口的设备，并让它独占全部带宽，与集线器的上联设备设备(交换机、路由器或服务器等交换机、路由器或服务器等)进行通信。由此可以进行通信。由此可以看出，集线器在工作时具有以下两个特点。看出，集线器在工作时具有以下两个特点。首先，首先，Hub只是一个多端口的信号放大设备，工作中当只是一个多端口的信号放大设备，工作中当一个端口接收到数据信号时，由于信号在从源端口到一个端口接收到数据信号时，
40、由于信号在从源端口到Hub的传输过程中已有了衰减，所以的传输过程中已有了衰减，所以Hub便将该信号进便将该信号进行整形放大，使被衰减的信号再生行整形放大，使被衰减的信号再生(恢复恢复)到发送时的状到发送时的状态，紧接着转发到其他所有处于工作状态的端口上。从态，紧接着转发到其他所有处于工作状态的端口上。从Hub的工作方式可以看出，它在网络中只起到信号放大的工作方式可以看出，它在网络中只起到信号放大和重发作用，其目的是扩大网络的传输范围，而不具备和重发作用，其目的是扩大网络的传输范围，而不具备信号的定向传送能力，是信号的定向传送能力，是个标准的共享式设备。因此个标准的共享式设备。因此有人称集线器为
41、有人称集线器为“傻傻Hub”或或“哑哑Hub”。其次，其次，Hub只与它的上联设备只与它的上联设备(如上层如上层Hub、交换机或、交换机或服务器服务器)进行通信，同层的各端口之间不会直接进行通信，进行通信，同层的各端口之间不会直接进行通信，而是通过上联设备再将信息广播到所有端口上。由此可见，而是通过上联设备再将信息广播到所有端口上。由此可见，即使是在同一即使是在同一Hub的不同两个端口之间进行通信，都必须的不同两个端口之间进行通信，都必须要经过两步操作：第一步是将信息上传到上联设备；第二要经过两步操作：第一步是将信息上传到上联设备；第二步是上联设备再将该信息广播到所有端口上。步是上联设备再将该
42、信息广播到所有端口上。不过，随着技术的发展和需求的变化，目前的许多不过，随着技术的发展和需求的变化，目前的许多Hub在在功能上进行了拓宽，不再受这种工作机制的影响。由功能上进行了拓宽，不再受这种工作机制的影响。由Hub组成的网络是共享式网络，同时组成的网络是共享式网络，同时Hub也只能够在半双工下也只能够在半双工下工作。工作。Hub主要用于共享网络的组建，是解决从服务器直接主要用于共享网络的组建，是解决从服务器直接到桌面最经济的方案。在交换式网络中，到桌面最经济的方案。在交换式网络中，Hub直接与交换直接与交换机相连，将交换机端口的数据送到桌面。使用机相连，将交换机端口的数据送到桌面。使用Hu
43、b组网灵组网灵活，它处于网络的一个星型结点，对结点相连的工作站进活，它处于网络的一个星型结点，对结点相连的工作站进行集中管理，不让出问题的工作站影响整个网络的正常运行集中管理，不让出问题的工作站影响整个网络的正常运行，并且用户的加入和退出也很自由。行，并且用户的加入和退出也很自由。6.2.3 6.2.3 集线器的工作原理集线器的工作原理在环型网络中只存在一个物理信号传输通道，都是在环型网络中只存在一个物理信号传输通道，都是通过一条传输介质来传输的，这样就存在各节点争抢信道通过一条传输介质来传输的，这样就存在各节点争抢信道的矛盾，传输效率较低。引入集线器这一网络集线设备后，的矛盾，传输效率较低。
44、引入集线器这一网络集线设备后，每一个站是用它自己专用的传输介质连接到集线器的，各每一个站是用它自己专用的传输介质连接到集线器的，各节点间不再只有一个传输通道，各节点发回来的信号通过节点间不再只有一个传输通道，各节点发回来的信号通过集线器集中，集线器再把信号整形、放大后发送到所有节集线器集中，集线器再把信号整形、放大后发送到所有节点上，这样至少在上行通道上不再出现碰撞现象。但基于点上，这样至少在上行通道上不再出现碰撞现象。但基于集线器的网络仍然是一个共享介质的局域网，这里的集线器的网络仍然是一个共享介质的局域网，这里的“共共享享”其实就是集线器内部总线，所以当上行通道与下行通其实就是集线器内部总
45、线，所以当上行通道与下行通道同时发送数据时仍然会存在信号碰撞现象。当集线器将道同时发送数据时仍然会存在信号碰撞现象。当集线器将从其内部端口检测到碰撞时，产生碰撞强化信号（从其内部端口检测到碰撞时，产生碰撞强化信号（Jam）向集线器所连接的目标端口进行传送。向集线器所连接的目标端口进行传送。这时所有数据都这时所有数据都将不能发送成功，形成网络将不能发送成功，形成网络大塞车大塞车。正因为集线器的这一不足之处，所以它不能单独应正因为集线器的这一不足之处，所以它不能单独应用于较大网络中（通常是与交换机等设备一起分担小部分用于较大网络中（通常是与交换机等设备一起分担小部分的网络通信负荷），集线器的数据传
46、输效率是比较低的，的网络通信负荷），集线器的数据传输效率是比较低的，因为它在同一时刻只能有一个方向的数据传输，也就是所因为它在同一时刻只能有一个方向的数据传输，也就是所谓的谓的“单工单工”方式。如果网络中要选用集线器作为单一的方式。如果网络中要选用集线器作为单一的集线设备，则网络规模最好在集线设备，则网络规模最好在10台以内，而且集线器带宽台以内，而且集线器带宽应为应为10/100Mbps以上。以上。集线器除了共享带宽这一不足之处外，还有一个方集线器除了共享带宽这一不足之处外，还有一个方面在选择集线器时必须要考虑到它的广播方式。因为集线面在选择集线器时必须要考虑到它的广播方式。因为集线器属于纯
47、硬件网络底层设备，基本上不具有器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有“智能记忆智能记忆”能力。也不具备交换机所具有的能力。也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发地址表，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。点。这种广播发送数据方式有两方面不足：一是用户这种广播发送数据方式有两方面不足：一是用户数据包向所有节点发送，很可
48、能带来数据通信的不安数据包向所有节点发送，很可能带来数据通信的不安全因素，很容易被他人非法截获数据包。二是由于所全因素，很容易被他人非法截获数据包。二是由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上以上所介绍有数据包都是向所有节点同时发送，加上以上所介绍的共享带宽方式，就更加可能造成网络塞车现象，更的共享带宽方式，就更加可能造成网络塞车现象，更加降低了网络执行效率。加降低了网络执行效率。6.2.4 6.2.4 局域网集线器的选择局域网集线器的选择由于交换机技术的发展，在局域网尤其是由于交换机技术的发展，在局域网尤其是些大些大中型局域网中，集线器已逐渐退出应用，而被交换中型局域网中，集线器已逐渐退出
49、应用，而被交换机代替。目前，集线器主要应用于一些中小型网络机代替。目前，集线器主要应用于一些中小型网络或大中型网络的边缘部分。下面以中小型局域网的或大中型网络的边缘部分。下面以中小型局域网的应用为特点，介绍其选择方法。应用为特点，介绍其选择方法。1以速度为标准以速度为标准集线器速度的选择，主要决定于以下集线器速度的选择，主要决定于以下3个因素。个因素。(1)上联设备带宽上联设备带宽如果上联设备允许跑如果上联设备允许跑100Mbits，自然可购买，自然可购买lOOMbits集线器；否则集线器；否则lOMbits集线器应是理集线器应是理想选择，由于是对于网络连接设备数较少，而且通想选择，由于是对于
50、网络连接设备数较少，而且通信流量不是很大的网络来说，信流量不是很大的网络来说，lOMbits集线器就可集线器就可以满足应用需要。以满足应用需要。(2)提供的连接端口数提供的连接端口数由于连接在集线器上的所有站点均争用同一个上行由于连接在集线器上的所有站点均争用同一个上行总线，所以连接的端口数目越多，就越容易造成冲突。同总线，所以连接的端口数目越多，就越容易造成冲突。同时，发往集线器任一端口的数据将被发送至与集线器相连时，发往集线器任一端口的数据将被发送至与集线器相连的所有端口上，端口数过多将降低设备有效利用率。依据的所有端口上，端口数过多将降低设备有效利用率。依据实践经验，一个实践经验，一个l