集线器HUB基本工作原理.docx
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2022-06-21
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集线器（HUB）的基本工作原理
我们知道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的矛盾，传输效率较低。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"共享"其实就是集线
器内部总线，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。 这时所有数据都将不能发送成功，形成网络"
大塞车"。
出现这种网络现象我们可以用一个形象的现实情形来说明，那就是单车道上
同时有两个方向的车驰来.。
我们知道，单车道上通常只允许一个行驶方向的车通过，但是在小城镇，条
件有限通常没有这样的规定，单车道也很有可能允许两个行驰方向的车通过，但
是必须是不同时刻经过。在集线器中也一样，虽然各节点与集线器的连接已有各
自独立的通道，但是在集线器内部却只有一个共同的通道，上、下行数据都必须
通过这个共享通道发送和接收数据，这样有可能像单车道一样，当上、下行通道
同时有数据发送时，就可能出现塞车现象。很好理解吧？
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的网络通信负荷），就像在大城市中心不能有单
车道一样，因为网络越来，出现网络碰撞现象的机会就越大。也正因如此，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，
也就是所谓的"单工"方式。如果器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 10 台以内，而且集线器带宽应为 10/100Mbps 以上。
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，那就是它的广播方式。因为集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不
具有"智能记忆"能力，更别说"学习"能力了。它也不具备交换机所具有的 MAC
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点，图示如图 2 所示。
这种广播发送数据方式有两方面不足：（1）用户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，一些别有用心的人很容易就能非法截获他人
的数据包；（2）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。
编辑：明卓科技 Jsamine QQ:1239886238
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