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網絡學堂之九:集線器的安裝與連接

來源:互聯網網民  2006-12-16 16:51:34  評論

在上一篇我們介紹了集線器的有關基礎知識,本篇繼續要介紹與集線器的另一些重要方面,就是集線器的安裝與連接。我們通過上一篇的學習已經知道,集線器是一種最爲基礎的網絡集線設備,它主要工作于OSI的數據鏈路層。同時我們也已經知道它幾乎是不需任何軟件配置,一種完全即插即用的純硬件式設備。盡管如此,由于它經曆了較長的曆史發展時期,其技術也得到了一步步的發展,在網絡的應用也有許多需要特別注意的地方。

要正確使用集線器,首先要了解的是集線器的基本工作原理,只有這樣才能正確選擇、安裝、連接集線器。

一、集線器的基本工作原理

我們知道在環型網絡中只存在一個物理信號傳輸通道,都是通過一條傳輸介質來傳輸的,這樣就存在各節點爭搶信道的矛盾,傳輸效率較低。引入集線器這一網絡集線設備後,每一個站是用它自己專用的傳輸介質連接到集線器的,各節點間不再只有一個傳輸通道,各節點發回來的信號通過集線器集中,集線器再把信號整形、放大後發送到所有節點上,這樣至少在上行通道上不再出現碰撞現象。但基于集線器的網絡仍然是一個共享介質的局域網,這裏的"共享"其實就是集線器內部總線,所以當上行通道與下行通道同時發送數據時仍然會存在信號碰撞現象。當集線器將從其內部端口檢測到碰撞時,産生碰撞強化信號(Jam)向集線器所連接的目標端口進行傳送。 這時所有數據都將不能發送成功,形成網絡"大塞車"。

出現這種網絡現象我們可以用一個形象的現實情形來說明,那就是單車道上同時有兩個方向的車馳來,如圖1所示。

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圖1

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,條件有限通常沒有這樣的規定,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過。在集線器中也一樣,雖然各節點與集線器的連接已有各自獨立的通道,但是在集線器內部卻只有一個共同的通道,上、下行數據都必須通過這個共享通道發送和接收數據,這樣有可能像單車道一樣,當上、下行通道同時有數據發送時,就可能出現塞車現象。很好理解吧?

正因爲集線器的這一不足之處,所以它不能單獨應用于較大網絡中(通常是與交換機等設備一起分擔小部分的網絡通信負荷),就像在大城市中心不能有單車道一樣,因爲網絡越來,出現網絡碰撞現象的機會就越大。也正因如此,集線器的數據傳輸效率是比較低的,因爲它在同一時刻只能有一個方向的數據傳輸,也就是所謂的"單工"方式。如果器網絡中要選用集線器作爲單一的集線設備,則網絡規模最好在10台以內,而且集線器帶寬應爲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。因爲集線器屬于純硬件網絡底層設備,基本上不具有"智能記憶"能力,更別說"學習"能力了。它也不具備交換機所具有的MAC地址表,所以它發送數據時都是沒有針對性的,而是采用廣播方式發送。也就是說當它要向某節點發送數據時,不是直接把數據發送到目的節點,而是把數據包發送到與集線器相連的所有節點,圖示如圖2所示。

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圖2

這種廣播發送數據方式有兩方面不足:(1)用戶數據包向所有節點發送,很可能帶來數據通信的不安全因素,一些別有用心的人很容易就能非法截獲他人的數據包;(2)由于所有數據包都是向所有節點同時發送,加上以上所介紹的共享帶寬方式,就更加可能造成網絡塞車現象,更加降低了網絡執行效率。

||||||二、集線器的安裝

了解了集線器的工作原理後,我們再來了解一下集線器在局域網中的安裝與連接方法。

接入設備最重要的是它的接口技術,不同的接口應用于不同的應用環境,不同的應用又對應于相應的接口,不僅集線器如此,包括後面將要講到的交換機、路由器等都一樣。集線器的接口相對來說是最簡單的,爲了使大家熟練地掌握集線器的各種應用連接,我們有必要對集線器的一些主要接口進行一下認識。

1. 集線器常見端口

集線器通常都提供三種類型的端口,即RJ-45端口、BNC端口和AUI端口,以適用于連接不同類型電纜構建的網絡。一些高檔集線器還提供有光纖端口和其他類型的端口。

(1)RJ-45接口

RJ-45接口可用于連接RJ-45接頭,適用于由雙絞線構建的網絡,這種端口是最常見的,一般來說以太網集線器都會提供這種端口。我們平常所講的多少口集線器,就是指的具有多少個RJ-45端口。如圖3所示。

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圖3

集線器的RJ-45端口即可直接連接計算機、網絡打印機等終端設備,也可以與其他交換機、集線器等集線設備和路由器進行連接。需要注意的是,當連接至不同設備時,所使用的雙絞線電纜的跳線方法有所不同。具體參見前面介紹的網線制作篇內容介紹。

(2)BNC端口

BNC端口就是用于與細同軸電纜連接的接口,它一般是通過BNC T型接頭進行連接的,圖4所示的是一個集線器BNC端口通過BNC 型接頭連接的示意圖。

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圖4

大多數10Mbit/s集線器都擁有一個BNC端口。當集線器同時擁有BNC和RJ-45端口時,由于既可通過RJ-45端口與雙絞線網絡連接,又可通過BNC接口與細纜網絡連接,因此,可實現雙絞線和細同軸電纜兩個采用不同通訊傳輸介質的網絡之間的連接。這種雙接口的特性可用于兼容原有的細同軸電纜網絡(10Base-2),並可實現逐步向主流的雙絞線網絡(10Base-T)的過渡,當然還可實現與遠程細同軸電纜網絡(少于185米)之間的連接,下圖5所示的是一種通過集線器所帶有的BNC接口與雙絞線RJ-45接口連接兩種不同傳輸介質網絡的網絡連接示意圖。


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圖5

同樣,如果兩個網絡之間的距離大于100米,使用雙絞線不能實現兩個網絡之間的連接時,這時也可以通過集線器的BNC端口利用細同軸電纜傳輸將兩個輸網絡連接起來,而兩個網絡都可以仍采用雙絞線這種廉價、常見的傳輸介質,如圖6所示。不過要注意的是這兩個網絡之間的距離仍不能大于185m。

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圖6

(3)AUI端口

AUI端口可用于連接粗同軸電纜的AUI接頭,因此這種接口用于與粗同軸電纜網絡的連接,它的示意圖如圖7所示,目前帶有這種接口的集線器比較少,主要是在一些骨幹級集線器中才具備。

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圖7

由于采用粗同軸電纜作爲傳輸介質的網絡造價較高,且布線較爲困難,所以,實踐中真正用于粗同軸電纜進行布線的情況已十分少見。不過,由于單段粗同軸電纜的(10Base-5)所支持的傳輸距離高達500米,因此,完全可以使用粗同軸電纜作爲較遠距離網絡之間連接的通訊電纜。因此,也可以作爲一種廉價的遠程連接解決方案。連接圖參照上圖6所示,所不同的這裏所采用的網絡間的連接介質爲粗同軸電纜。

||||||借助于收發器,AUI端口也可實現與RJ-45接口、BNC接口甚至光纖接口的連接。下圖8所示的從左至右分別爲:AUI to RJ-45收發器(用于實現AUI端口與RJ-45接口的連接)、AUI to BNC收發器(用于實現AUI端口與BNC接口的連接)、AUI to ST收發器(用于實現AUI端口與光纖接口的連接)。當然這種收發器種類還有許多,如RJ-45 to RS-232、RJ-45 to BNC等。不過千萬不要小看這小小的玩意兒,猜一下其價格,我想多數情況下您是會把它看扁了,我第一次購買時也是怎麽也想不通的這個價格的,但問了許多家(還真難找),我才明白我得接受這個價格事實。一般來說這種産品,正品的要130元左右,是不是出乎您的意料呢?這種轉接口收發器主要品牌有:D-Link、HP等。這種産品起到一個接口類型轉換的作用(當然不是電纜連接這麽簡單,需要通過一定電路來完成的),所以通常稱之爲"轉接器"。

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圖8

(4)集線器堆疊端口

這種端口當然是只有可堆棧集線器才具備的,它的作用也就是如它的名字一樣,是用來連接兩個可堆棧集線器的。一般來說一個可堆棧集線器中同時具有兩個外觀類似的端口:一個標注爲"UP",另一個就標注爲"DOWN",在連接時是用電纜從一個集線器的"UP"端口連接到另一個可堆集線器的"DOWN"端口上,都是"母"頭,所以連接線端就必須都是"公頭"了,不過這種連接線是購買可堆棧集線器時廠家就會爲您提供的,如果損壞或丟失,也可直接在電腦城做一條,只要對商家講明用途即可,端口示意圖如下圖9所示。

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圖9

2. 集線器的安裝

集線器的安裝相對簡單,尤其是傻瓜集線器,只要將其固定在配線櫃並插上電源線即可。需要連接哪根雙絞線,就把哪根雙絞線的RJ-45頭插入至集線器端口即可。智能集線器雖然也是固定好就能行使用,不過,如果想實現遠程管理,就必須進行必要的配置,爲集線器指定IP地址信息。另外在一些大的網絡中一般都采用機架式集線器,這樣就涉及到集線器的機架安裝了。

集線器從結構上來講有機架式和桌機式的兩種,一般部門用的集線器是采用桌面式;企業機房通常采用機架式。機架式集線器便于固定在一個固定的地方,一般是與其它集線器、交換機,還有的與服務器安裝放在一個機櫃中,這一樣一來一則便于網絡的連接與管理,同時也節省上設備所占用的空間。如果您在選購時所選購的是機架式的集線器時,您可以選配集線器機架(一般爲廠家提供)。下面我們就來看一下機架式集線器的安裝。

機架式的集線器一般都是與其它設備一起安裝在機櫃中,這些機櫃當然在業界都有相應的結構標准的,特別是在尺寸方面有嚴格的規定(如寬度,1U(單元)的高度等),這樣所有設備都可以方便、美觀地安裝在一起,這就是爲什麽集線器裏面空空的,卻非要做得一樣大的原因所在,當然機箱大也有另一方面好處,那就是可以更好地散熱。

在國際標准機櫃從寬度上大致可分19英寸、23英寸和24英寸三類,這主要是根據服務器機櫃的要求而定的。根據安裝設備數量的不同,還可以選擇不同高度的機櫃。機櫃的高度通常以"U"作爲單位,"U"其實就是"Unit"的意思,中文的意思就是"一單元",1U=1.75英寸。這種機櫃的安裝通常主要按以下幾步來進行。

第1步: 固定安裝支架

在將集線器安裝至機櫃之前,應當先在集線器規定位置上安裝固定支架(這要參照操作手冊進行),這是爲以後將集線器安裝在機架上作准備。不同的集線器,所安裝的支架有較大的差異,不過,安裝原理基本上是一致的。圖10所示的是Cisco集線器隨機提供的一種安裝支架。

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圖10

Cisco公司網絡設備的尺寸大多爲19英寸(因爲19英寸是國際上最爲流行的機櫃標准),當將19英寸的網絡設備安裝至19英寸機櫃時,安裝支架的固定方式如圖11所示。當將機櫃的尺寸爲23或24英寸時,網絡設備就需要安裝至23或24英寸機櫃中,安裝支架的固定方式就要如圖12所示。

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圖11

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圖12

第2步: 固定設備

安裝支架固定好之後,接下來要做的就是把安裝好支架的集線器設備放入機櫃相應位置,並且固定在機櫃中了。其實這種安裝方法很容易,實際上只是固定幾個镙釘即可,安裝方式參照圖13所示。

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圖13

||||||第3步: 固定導線器

將集線器安裝至機櫃後,就要進行網線連接了,在一個機櫃中一般來說有好幾個網絡設備在地起,這樣也就有許多條網線集中在這個機櫃中,如果這些網線不理清楚的話對網絡管理會帶來非常大的不便,爲此我們就需要對網線進行捆綁安裝、整理。這時一般就要爲網線安裝導線器,從而使成束地網線變得整齊和美觀,且易于管理。導線器的安裝方式如圖14所示。

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圖14

上面我們介紹了機架式集線器安裝在機櫃中的方法,這一般適用于較大網絡中,對于小型辦公室,通常沒有機櫃,集線器只能安裝在桌面或牆面上。

集線器在桌面上的安裝,可先固定安裝支架在桌面上,這種安裝方式要注意又有兩種不同的安裝方向:一種是讓集線器水平放置的水平安裝方式,如圖15爲水平固定方式;另一種是讓集線器垂直放置,它的支架固定方式如圖16所示。

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圖15

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圖16

集線器在牆面上安裝的方法同樣有兩種方式:一種是把集線器水平固定在牆上,則可采用如圖17所示的安裝方法;另一種是把集線器垂直安裝在牆上時,則要按圖18所示方式安裝。

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圖17

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圖18

三、集線器的連接

集線器的連接雖然簡單,基本上不需什麽配置,但是通過對它的連接原理的理解,可以更好地利用集線器,滿足中、小型網絡應用需求。在正式介紹集線器的連接方法前,先來了解一下集線器的信號轉發原理。

1. 集線器的信號轉發原理

集線器工作于OSI/RM參考模型的物理層和數據鏈路層的MAC(介質訪問控制)子層。物理層定義了電氣信號,符號,線的狀態和時鍾要求,數據編碼和數據傳輸用的連接器。因爲集線器只對信號進行整形、放大後再重發,不進行編碼,所以是物理層的設備。10M集線器在物理層有4個標准接口可用,那就是:10BASE-5、10BASE-2、10BASE-T、10BASE-F。10M集線器的10BASE-5(AUI)端口用來連接層1和層2 。

集線器采用了CSMA/CD(載波幀聽多路訪問/沖突檢測)協議,CSMA/CD爲MAC層協議,所以集線器也含有數據鏈路層的內容。

10M集線器作爲一種特殊的多端口中繼器,它在連網中繼擴展中要遵循5-4-3規則,即:一個網段最多只能分5個子網段;一個網段最多只能有4個中繼器;一個網段最多只能有三個子網段含有PC,如圖19,子網段2和子網段4是用來延長距離的。

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圖19

集線器的工作過程是非常簡單的,它可以這樣的簡單描述:首先是節點發信號到線路,集線器接收該信號,因信號在電纜傳輸中有衰減,集線器接收信號後將衰減的信號整形放大,最後集線器將放大的信號廣播轉發給其他所有端口。

||||||2. 集線器的堆疊

爲了使集線器滿足大型網絡對端口的數量要求,一般在較大型網絡中都采用集線器的堆疊或級聯方式來解決。但這兩種方式的主要應用場合不一樣,下面先來介紹堆疊方式。

堆疊方式是指將若幹集線器的以電纜通過堆棧端口連接起來,以實現單台集線器端口數的擴充,要注意的是只有可堆疊集線器才具備這種端口,一個可堆疊集線器中一般同時具有"UP"和"DOWN"堆疊端口,參見圖9。

集線器堆棧是通過廠家提供的一條專用連接電纜,從一台的"UP"堆棧端口直接連接到另一台集線器的"DOWN"堆棧端口。堆棧中的所有集線器可視爲一個整體的集線器來進行管理,也就是說,堆疊棧中所有的集線器從拓樸結構上可視爲一個集線器。如圖20所示的是一款3Com的SuperStack II PS Hub 40/50堆棧集線器的堆棧連接示意圖,而圖21所示的是Cisco FastHub 300/400堆棧集線器堆棧連接示意圖。這種集線器間的連接通常不會占用集線器上原有的普通端口,而且在這種堆棧端口中具有智能識別性能,所以堆棧在一起的集線器可以當作一台集線器來統一管理。集線器堆疊技術采用了專門的管理模塊和堆棧連接電纜,能夠在集線器之間建立一條較寬的寬帶鏈路,這樣每個實際使用的用戶帶寬就有可能更寬(只有在並不是所有端口都在使用情況下)。

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圖20

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圖21

采用堆疊的集線器端口擴展方式要受到集線器的種類和間隔距離的限制,首要條件是實現堆疊的集線器必須是可堆棧的;另一個這種堆棧連接一般彼此間隔非常近的向台集線器之間的連接(廠家所能提供的堆棧連接電纜一般是1m的),所以這種集線器端口擴展連接方式受距離限制太大。

||||||3. 級聯

級聯是另一種集線器端口擴展方式,它是指使用集線器普通的或特定的端口來進行集線器間的連接的。所謂普通端口就是通過集線器的某一個常用端口(如RJ-45端口)進行連接,而所謂特殊端口就是集線器爲級聯專門設計的一種"級聯端口",一般都標有"UPLink"字樣。因爲有兩種級聯方式,所以事實上所有的集線器都能夠進行級聯,至少可以通過普通端口進行。下面來分別看看這兩種級聯方式。

(1)使用Uplink端口級聯

"Uplink"級聯端口大多數集線器都會帶有,如圖22所示的就是一款帶有"Uplink"端口的集線器。當使用集線器提供的專門用于上行連接的"Uplink端口"時,通常可利用直通跳線的雙絞線將該端口連接至其他集線器上除"Uplink端口"外的任意端口。

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圖22

在這裏就要注意了,級聯的兩台集線器間,級聯雙絞電纜所連接的下一台集線器的端口不再是我們想象的"UPlink端口"了,而是連接到普通端口上,連接示意圖如圖23所示。還有一點需要注意的是,有些品牌的集線器(如3Com)利用一個普通端口兼作Uplink端口,並利用一個開關(MDI/MDI-X轉換開關)在兩種類型間進行切換。如圖24所示的爲3Com SuperStack II MDI/MDI-X切換開關。

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圖23

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圖24

2)使用普通端口級聯

集線器間除了可以使用上面介紹的專用級聯端口(Uplink端口)進行級連外,還可以通過集線器的普通端口進行級聯,不過要注意的是這時所用的連接雙絞線要用反線了,就是說雙絞線的兩端要跳線,反跳的方法就是一端的第1-3與2-6腳下對調,連接如圖25所示。

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圖25

從以上兩種集線器端口擴展方式("堆棧"與"級聯")可以看出堆棧方式實現起來比較困難,投資較大,而且集線器間的距離也受到很大限制。而級聯方式相對來說實現起來比較容易,投資也較便宜(帶有級聯端口的集線器隨處都是,而且也不是很貴,況且還可以通過普通端口來實現級聯),在距離上也是有很大余地的,可以達到單段雙絞線網段的最大距離100m,實現起來比較靈活。但是不得不說明的一點就是堆棧方式在性能方面遠比級聯方式更具有優勢,而且堆棧方式可以實現多台集線器統一管理。

集線器間的級聯除了能夠增加集線器的端口數量外,還有一個重要作用就是延擴局域網絡的範圍(其實在同時也擴展了集線器的端口數)。對于10Base-T網絡而言,非屏蔽雙絞線所能允許的最長傳輸距離爲100米,也就是說,網絡範圍爲以集線器爲中心的100m範圍,這對于一個較大型的網絡來說肯定是遠遠不夠的。這時當計算機與集線器的距離超過100米時,就可以通過在線路的中間加一個集線器的方法來實現距離的擴展,只需要計算機到集線器以及集線器到集線器的距離均小于100米就可以上述解決問題。雖然集線器級連方式有專用"Uplink"端口"方式和"普通端口"方式兩種,但從網絡連接距離來考慮的話最好選用"Uplink端口方式",因爲這種連接方式可以最大限度的保證下一個集線器的帶寬和信號強度,而采用普通端口進行擴展的話信號衰減嚴重,而且帶寬受網絡影響較大,這對于有多級級聯的網絡中是比較注重的,網絡擴展示意圖如圖26所示。

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圖26

好了,以上介紹的是集線器的通用安裝與連接方法,通過本篇的學習,讀者一定可以輕松的選擇使用集線器這一廉價的網絡設備爲自己家庭或者企業構建局域網。在下一篇將要介紹小型企業常見的純集線器星形以太局域網配置方案,這個方案與前面所介紹的對等網最大區別就是在這個網絡中使用的是專用網絡操作系統,並且配置了專用服務器。當然利用集線器也可組建對等以太網,但配置方法與前面雙機對等網配置方法基本一樣,本教程就不再另外介紹了,參照即可。

 
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在上一篇我們介紹了集線器的有關基礎知識,本篇繼續要介紹與集線器的另一些重要方面,就是集線器的安裝與連接。我們通過上一篇的學習已經知道,集線器是一種最爲基礎的網絡集線設備,它主要工作于OSI的數據鏈路層。同時我們也已經知道它幾乎是不需任何軟件配置,一種完全即插即用的純硬件式設備。盡管如此,由于它經曆了較長的曆史發展時期,其技術也得到了一步步的發展,在網絡的應用也有許多需要特別注意的地方。   要正確使用集線器,首先要了解的是集線器的基本工作原理,只有這樣才能正確選擇、安裝、連接集線器。   一、集線器的基本工作原理   我們知道在環型網絡中只存在一個物理信號傳輸通道,都是通過一條傳輸介質來傳輸的,這樣就存在各節點爭搶信道的矛盾,傳輸效率較低。引入集線器這一網絡集線設備後,每一個站是用它自己專用的傳輸介質連接到集線器的,各節點間不再只有一個傳輸通道,各節點發回來的信號通過集線器集中,集線器再把信號整形、放大後發送到所有節點上,這樣至少在上行通道上不再出現碰撞現象。但基于集線器的網絡仍然是一個共享介質的局域網,這裏的"共享"其實就是集線器內部總線,所以當上行通道與下行通道同時發送數據時仍然會存在信號碰撞現象。當集線器將從其內部端口檢測到碰撞時,産生碰撞強化信號(Jam)向集線器所連接的目標端口進行傳送。 這時所有數據都將不能發送成功,形成網絡"大塞車"。   出現這種網絡現象我們可以用一個形象的現實情形來說明,那就是單車道上同時有兩個方向的車馳來,如圖1所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259087921.jpg[/img][/url] 圖1   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,條件有限通常沒有這樣的規定,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過。在集線器中也一樣,雖然各節點與集線器的連接已有各自獨立的通道,但是在集線器內部卻只有一個共同的通道,上、下行數據都必須通過這個共享通道發送和接收數據,這樣有可能像單車道一樣,當上、下行通道同時有數據發送時,就可能出現塞車現象。很好理解吧? 正因爲集線器的這一不足之處,所以它不能單獨應用于較大網絡中(通常是與交換機等設備一起分擔小部分的網絡通信負荷),就像在大城市中心不能有單車道一樣,因爲網絡越來,出現網絡碰撞現象的機會就越大。也正因如此,集線器的數據傳輸效率是比較低的,因爲它在同一時刻只能有一個方向的數據傳輸,也就是所謂的"單工"方式。如果器網絡中要選用集線器作爲單一的集線設備,則網絡規模最好在10台以內,而且集線器帶寬應爲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。因爲集線器屬于純硬件網絡底層設備,基本上不具有"智能記憶"能力,更別說"學習"能力了。它也不具備交換機所具有的MAC地址表,所以它發送數據時都是沒有針對性的,而是采用廣播方式發送。也就是說當它要向某節點發送數據時,不是直接把數據發送到目的節點,而是把數據包發送到與集線器相連的所有節點,圖示如圖2所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259088078.jpg[/img][/url] 圖2   這種廣播發送數據方式有兩方面不足:(1)用戶數據包向所有節點發送,很可能帶來數據通信的不安全因素,一些別有用心的人很容易就能非法截獲他人的數據包;(2)由于所有數據包都是向所有節點同時發送,加上以上所介紹的共享帶寬方式,就更加可能造成網絡塞車現象,更加降低了網絡執行效率。 ||||||二、集線器的安裝   了解了集線器的工作原理後,我們再來了解一下集線器在局域網中的安裝與連接方法。   接入設備最重要的是它的接口技術,不同的接口應用于不同的應用環境,不同的應用又對應于相應的接口,不僅集線器如此,包括後面將要講到的交換機、路由器等都一樣。集線器的接口相對來說是最簡單的,爲了使大家熟練地掌握集線器的各種應用連接,我們有必要對集線器的一些主要接口進行一下認識。   1. 集線器常見端口   集線器通常都提供三種類型的端口,即RJ-45端口、BNC端口和AUI端口,以適用于連接不同類型電纜構建的網絡。一些高檔集線器還提供有光纖端口和其他類型的端口。   (1)RJ-45接口   RJ-45接口可用于連接RJ-45接頭,適用于由雙絞線構建的網絡,這種端口是最常見的,一般來說以太網集線器都會提供這種端口。我們平常所講的多少口集線器,就是指的具有多少個RJ-45端口。如圖3所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259088187.jpg[/img][/url] 圖3   集線器的RJ-45端口即可直接連接計算機、網絡打印機等終端設備,也可以與其他交換機、集線器等集線設備和路由器進行連接。需要注意的是,當連接至不同設備時,所使用的雙絞線電纜的跳線方法有所不同。具體參見前面介紹的網線制作篇內容介紹。   (2)BNC端口   BNC端口就是用于與細同軸電纜連接的接口,它一般是通過BNC T型接頭進行連接的,圖4所示的是一個集線器BNC端口通過BNC 型接頭連接的示意圖。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259088328.jpg[/img][/url] 圖4 大多數10Mbit/s集線器都擁有一個BNC端口。當集線器同時擁有BNC和RJ-45端口時,由于既可通過RJ-45端口與雙絞線網絡連接,又可通過BNC接口與細纜網絡連接,因此,可實現雙絞線和細同軸電纜兩個采用不同通訊傳輸介質的網絡之間的連接。這種雙接口的特性可用于兼容原有的細同軸電纜網絡(10Base-2),並可實現逐步向主流的雙絞線網絡(10Base-T)的過渡,當然還可實現與遠程細同軸電纜網絡(少于185米)之間的連接,下圖5所示的是一種通過集線器所帶有的BNC接口與雙絞線RJ-45接口連接兩種不同傳輸介質網絡的網絡連接示意圖。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259088437.jpg[/img][/url] 圖5   同樣,如果兩個網絡之間的距離大于100米,使用雙絞線不能實現兩個網絡之間的連接時,這時也可以通過集線器的BNC端口利用細同軸電纜傳輸將兩個輸網絡連接起來,而兩個網絡都可以仍采用雙絞線這種廉價、常見的傳輸介質,如圖6所示。不過要注意的是這兩個網絡之間的距離仍不能大于185m。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259088531.jpg[/img][/url] 圖6   (3)AUI端口   AUI端口可用于連接粗同軸電纜的AUI接頭,因此這種接口用于與粗同軸電纜網絡的連接,它的示意圖如圖7所示,目前帶有這種接口的集線器比較少,主要是在一些骨幹級集線器中才具備。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259089265.jpg[/img][/url] 圖7   由于采用粗同軸電纜作爲傳輸介質的網絡造價較高,且布線較爲困難,所以,實踐中真正用于粗同軸電纜進行布線的情況已十分少見。不過,由于單段粗同軸電纜的(10Base-5)所支持的傳輸距離高達500米,因此,完全可以使用粗同軸電纜作爲較遠距離網絡之間連接的通訊電纜。因此,也可以作爲一種廉價的遠程連接解決方案。連接圖參照上圖6所示,所不同的這裏所采用的網絡間的連接介質爲粗同軸電纜。 ||||||借助于收發器,AUI端口也可實現與RJ-45接口、BNC接口甚至光纖接口的連接。下圖8所示的從左至右分別爲:AUI to RJ-45收發器(用于實現AUI端口與RJ-45接口的連接)、AUI to BNC收發器(用于實現AUI端口與BNC接口的連接)、AUI to ST收發器(用于實現AUI端口與光纖接口的連接)。當然這種收發器種類還有許多,如RJ-45 to RS-232、RJ-45 to BNC等。不過千萬不要小看這小小的玩意兒,猜一下其價格,我想多數情況下您是會把它看扁了,我第一次購買時也是怎麽也想不通的這個價格的,但問了許多家(還真難找),我才明白我得接受這個價格事實。一般來說這種産品,正品的要130元左右,是不是出乎您的意料呢?這種轉接口收發器主要品牌有:D-Link、HP等。這種産品起到一個接口類型轉換的作用(當然不是電纜連接這麽簡單,需要通過一定電路來完成的),所以通常稱之爲"轉接器"。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259089375.jpg[/img][/url] 圖8   (4)集線器堆疊端口   這種端口當然是只有可堆棧集線器才具備的,它的作用也就是如它的名字一樣,是用來連接兩個可堆棧集線器的。一般來說一個可堆棧集線器中同時具有兩個外觀類似的端口:一個標注爲"UP",另一個就標注爲"DOWN",在連接時是用電纜從一個集線器的"UP"端口連接到另一個可堆集線器的"DOWN"端口上,都是"母"頭,所以連接線端就必須都是"公頭"了,不過這種連接線是購買可堆棧集線器時廠家就會爲您提供的,如果損壞或丟失,也可直接在電腦城做一條,只要對商家講明用途即可,端口示意圖如下圖9所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259089468.jpg[/img][/url] 圖9   2. 集線器的安裝   集線器的安裝相對簡單,尤其是傻瓜集線器,只要將其固定在配線櫃並插上電源線即可。需要連接哪根雙絞線,就把哪根雙絞線的RJ-45頭插入至集線器端口即可。智能集線器雖然也是固定好就能行使用,不過,如果想實現遠程管理,就必須進行必要的配置,爲集線器指定IP地址信息。另外在一些大的網絡中一般都采用機架式集線器,這樣就涉及到集線器的機架安裝了。   集線器從結構上來講有機架式和桌機式的兩種,一般部門用的集線器是采用桌面式;企業機房通常采用機架式。機架式集線器便于固定在一個固定的地方,一般是與其它集線器、交換機,還有的與服務器安裝放在一個機櫃中,這一樣一來一則便于網絡的連接與管理,同時也節省上設備所占用的空間。如果您在選購時所選購的是機架式的集線器時,您可以選配集線器機架(一般爲廠家提供)。下面我們就來看一下機架式集線器的安裝。   機架式的集線器一般都是與其它設備一起安裝在機櫃中,這些機櫃當然在業界都有相應的結構標准的,特別是在尺寸方面有嚴格的規定(如寬度,1U(單元)的高度等),這樣所有設備都可以方便、美觀地安裝在一起,這就是爲什麽集線器裏面空空的,卻非要做得一樣大的原因所在,當然機箱大也有另一方面好處,那就是可以更好地散熱。   在國際標准機櫃從寬度上大致可分19英寸、23英寸和24英寸三類,這主要是根據服務器機櫃的要求而定的。根據安裝設備數量的不同,還可以選擇不同高度的機櫃。機櫃的高度通常以"U"作爲單位,"U"其實就是"Unit"的意思,中文的意思就是"一單元",1U=1.75英寸。這種機櫃的安裝通常主要按以下幾步來進行。 第1步: 固定安裝支架   在將集線器安裝至機櫃之前,應當先在集線器規定位置上安裝固定支架(這要參照操作手冊進行),這是爲以後將集線器安裝在機架上作准備。不同的集線器,所安裝的支架有較大的差異,不過,安裝原理基本上是一致的。圖10所示的是Cisco集線器隨機提供的一種安裝支架。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259090265.jpg[/img][/url] 圖10   Cisco公司網絡設備的尺寸大多爲19英寸(因爲19英寸是國際上最爲流行的機櫃標准),當將19英寸的網絡設備安裝至19英寸機櫃時,安裝支架的固定方式如圖11所示。當將機櫃的尺寸爲23或24英寸時,網絡設備就需要安裝至23或24英寸機櫃中,安裝支架的固定方式就要如圖12所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259090640.jpg[/img][/url] 圖11 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259091671.jpg[/img][/url] 圖12   第2步: 固定設備   安裝支架固定好之後,接下來要做的就是把安裝好支架的集線器設備放入機櫃相應位置,並且固定在機櫃中了。其實這種安裝方法很容易,實際上只是固定幾個镙釘即可,安裝方式參照圖13所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259091812.jpg[/img][/url] 圖13 ||||||第3步: 固定導線器   將集線器安裝至機櫃後,就要進行網線連接了,在一個機櫃中一般來說有好幾個網絡設備在地起,這樣也就有許多條網線集中在這個機櫃中,如果這些網線不理清楚的話對網絡管理會帶來非常大的不便,爲此我們就需要對網線進行捆綁安裝、整理。這時一般就要爲網線安裝導線器,從而使成束地網線變得整齊和美觀,且易于管理。導線器的安裝方式如圖14所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259091906.jpg[/img][/url] 圖14   上面我們介紹了機架式集線器安裝在機櫃中的方法,這一般適用于較大網絡中,對于小型辦公室,通常沒有機櫃,集線器只能安裝在桌面或牆面上。   集線器在桌面上的安裝,可先固定安裝支架在桌面上,這種安裝方式要注意又有兩種不同的安裝方向:一種是讓集線器水平放置的水平安裝方式,如圖15爲水平固定方式;另一種是讓集線器垂直放置,它的支架固定方式如圖16所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259091984.jpg[/img][/url] 圖15 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259092093.jpg[/img][/url] 圖16   集線器在牆面上安裝的方法同樣有兩種方式:一種是把集線器水平固定在牆上,則可采用如圖17所示的安裝方法;另一種是把集線器垂直安裝在牆上時,則要按圖18所示方式安裝。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259092203.jpg[/img][/url] 圖17 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259092296.jpg[/img][/url] 圖18 三、集線器的連接   集線器的連接雖然簡單,基本上不需什麽配置,但是通過對它的連接原理的理解,可以更好地利用集線器,滿足中、小型網絡應用需求。在正式介紹集線器的連接方法前,先來了解一下集線器的信號轉發原理。   1. 集線器的信號轉發原理   集線器工作于OSI/RM參考模型的物理層和數據鏈路層的MAC(介質訪問控制)子層。物理層定義了電氣信號,符號,線的狀態和時鍾要求,數據編碼和數據傳輸用的連接器。因爲集線器只對信號進行整形、放大後再重發,不進行編碼,所以是物理層的設備。10M集線器在物理層有4個標准接口可用,那就是:10BASE-5、10BASE-2、10BASE-T、10BASE-F。10M集線器的10BASE-5(AUI)端口用來連接層1和層2 。   集線器采用了CSMA/CD(載波幀聽多路訪問/沖突檢測)協議,CSMA/CD爲MAC層協議,所以集線器也含有數據鏈路層的內容。   10M集線器作爲一種特殊的多端口中繼器,它在連網中繼擴展中要遵循5-4-3規則,即:一個網段最多只能分5個子網段;一個網段最多只能有4個中繼器;一個網段最多只能有三個子網段含有PC,如圖19,子網段2和子網段4是用來延長距離的。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259092406.jpg[/img][/url] 圖19   集線器的工作過程是非常簡單的,它可以這樣的簡單描述:首先是節點發信號到線路,集線器接收該信號,因信號在電纜傳輸中有衰減,集線器接收信號後將衰減的信號整形放大,最後集線器將放大的信號廣播轉發給其他所有端口。 ||||||2. 集線器的堆疊   爲了使集線器滿足大型網絡對端口的數量要求,一般在較大型網絡中都采用集線器的堆疊或級聯方式來解決。但這兩種方式的主要應用場合不一樣,下面先來介紹堆疊方式。   堆疊方式是指將若幹集線器的以電纜通過堆棧端口連接起來,以實現單台集線器端口數的擴充,要注意的是只有可堆疊集線器才具備這種端口,一個可堆疊集線器中一般同時具有"UP"和"DOWN"堆疊端口,參見圖9。   集線器堆棧是通過廠家提供的一條專用連接電纜,從一台的"UP"堆棧端口直接連接到另一台集線器的"DOWN"堆棧端口。堆棧中的所有集線器可視爲一個整體的集線器來進行管理,也就是說,堆疊棧中所有的集線器從拓樸結構上可視爲一個集線器。如圖20所示的是一款3Com的SuperStack II PS Hub 40/50堆棧集線器的堆棧連接示意圖,而圖21所示的是Cisco FastHub 300/400堆棧集線器堆棧連接示意圖。這種集線器間的連接通常不會占用集線器上原有的普通端口,而且在這種堆棧端口中具有智能識別性能,所以堆棧在一起的集線器可以當作一台集線器來統一管理。集線器堆疊技術采用了專門的管理模塊和堆棧連接電纜,能夠在集線器之間建立一條較寬的寬帶鏈路,這樣每個實際使用的用戶帶寬就有可能更寬(只有在並不是所有端口都在使用情況下)。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259093156.jpg[/img][/url] 圖20 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259093390.jpg[/img][/url] 圖21   采用堆疊的集線器端口擴展方式要受到集線器的種類和間隔距離的限制,首要條件是實現堆疊的集線器必須是可堆棧的;另一個這種堆棧連接一般彼此間隔非常近的向台集線器之間的連接(廠家所能提供的堆棧連接電纜一般是1m的),所以這種集線器端口擴展連接方式受距離限制太大。 ||||||3. 級聯   級聯是另一種集線器端口擴展方式,它是指使用集線器普通的或特定的端口來進行集線器間的連接的。所謂普通端口就是通過集線器的某一個常用端口(如RJ-45端口)進行連接,而所謂特殊端口就是集線器爲級聯專門設計的一種"級聯端口",一般都標有"UPLink"字樣。因爲有兩種級聯方式,所以事實上所有的集線器都能夠進行級聯,至少可以通過普通端口進行。下面來分別看看這兩種級聯方式。   (1)使用Uplink端口級聯   "Uplink"級聯端口大多數集線器都會帶有,如圖22所示的就是一款帶有"Uplink"端口的集線器。當使用集線器提供的專門用于上行連接的"Uplink端口"時,通常可利用直通跳線的雙絞線將該端口連接至其他集線器上除"Uplink端口"外的任意端口。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259093515.jpg[/img][/url] 圖22   在這裏就要注意了,級聯的兩台集線器間,級聯雙絞電纜所連接的下一台集線器的端口不再是我們想象的"UPlink端口"了,而是連接到普通端口上,連接示意圖如圖23所示。還有一點需要注意的是,有些品牌的集線器(如3Com)利用一個普通端口兼作Uplink端口,並利用一個開關(MDI/MDI-X轉換開關)在兩種類型間進行切換。如圖24所示的爲3Com SuperStack II MDI/MDI-X切換開關。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259093609.jpg[/img][/url] 圖23 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259093687.jpg[/img][/url] 圖24 2)使用普通端口級聯   集線器間除了可以使用上面介紹的專用級聯端口(Uplink端口)進行級連外,還可以通過集線器的普通端口進行級聯,不過要注意的是這時所用的連接雙絞線要用反線了,就是說雙絞線的兩端要跳線,反跳的方法就是一端的第1-3與2-6腳下對調,連接如圖25所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259094562.jpg[/img][/url] 圖25   從以上兩種集線器端口擴展方式("堆棧"與"級聯")可以看出堆棧方式實現起來比較困難,投資較大,而且集線器間的距離也受到很大限制。而級聯方式相對來說實現起來比較容易,投資也較便宜(帶有級聯端口的集線器隨處都是,而且也不是很貴,況且還可以通過普通端口來實現級聯),在距離上也是有很大余地的,可以達到單段雙絞線網段的最大距離100m,實現起來比較靈活。但是不得不說明的一點就是堆棧方式在性能方面遠比級聯方式更具有優勢,而且堆棧方式可以實現多台集線器統一管理。   集線器間的級聯除了能夠增加集線器的端口數量外,還有一個重要作用就是延擴局域網絡的範圍(其實在同時也擴展了集線器的端口數)。對于10Base-T網絡而言,非屏蔽雙絞線所能允許的最長傳輸距離爲100米,也就是說,網絡範圍爲以集線器爲中心的100m範圍,這對于一個較大型的網絡來說肯定是遠遠不夠的。這時當計算機與集線器的距離超過100米時,就可以通過在線路的中間加一個集線器的方法來實現距離的擴展,只需要計算機到集線器以及集線器到集線器的距離均小于100米就可以上述解決問題。雖然集線器級連方式有專用"Uplink"端口"方式和"普通端口"方式兩種,但從網絡連接距離來考慮的話最好選用"Uplink端口方式",因爲這種連接方式可以最大限度的保證下一個集線器的帶寬和信號強度,而采用普通端口進行擴展的話信號衰減嚴重,而且帶寬受網絡影響較大,這對于有多級級聯的網絡中是比較注重的,網絡擴展示意圖如圖26所示。 [url=/bbs/detail_568889.html][img]http://images.wangchao.net.cn/images/upload/images/1166259094750.jpg[/img][/url] 圖26   好了,以上介紹的是集線器的通用安裝與連接方法,通過本篇的學習,讀者一定可以輕松的選擇使用集線器這一廉價的網絡設備爲自己家庭或者企業構建局域網。在下一篇將要介紹小型企業常見的純集線器星形以太局域網配置方案,這個方案與前面所介紹的對等網最大區別就是在這個網絡中使用的是專用網絡操作系統,並且配置了專用服務器。當然利用集線器也可組建對等以太網,但配置方法與前面雙機對等網配置方法基本一樣,本教程就不再另外介紹了,參照即可。
󰈣󰈤
王朝萬家燈火計劃
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