集線器的基本工作原理

我們知道在環(huán)型網(wǎng)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(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)絡集線設備后，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。當集線器將從其內(nèi)部端口檢測到碰撞時，產(chǎn)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(shù)據(jù)都將不能發(fā)送成功，形成網(wǎng)絡"大塞車"。

　　出現(xiàn)這種網(wǎng)絡現(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，所以它不能單獨應用于較大網(wǎng)絡中（通常是與交換機等設備一起分擔小部分的網(wǎng)絡通信負荷），就像在大城市中心不能有單車道一樣，因為網(wǎng)絡越來，出現(xiàn)網(wǎng)絡碰撞現(xiàn)象的機會就越大。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)絡中要選用集線器作為單一的集線設備，則網(wǎng)絡規(guī)模最好在10臺以內(nèi)，而且集線器帶寬應為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(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)絡塞車現(xiàn)象，更加降低了網(wǎng)絡執(zhí)行效率。