路由器和交换机_集线器的工作原理,区别和联系.pdf
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2022-06-17
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路由器，交换机，集线器工作原理，区别和联系
工作原理
一、集线器
1.什么是集线器
在认识集线器之前，必须先了解一下中继器。在我们接触到的网络中，最简单
的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”，两块网卡之间一般是由非屏蔽双
绞线来充当信号线的。由于双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减，当信号衰
减到一定程度时将造成信号失真，因此在保证信号质量的前提下，双绞线的最大
传输距离为 100 米。当两台电脑之间的距离超过 100 米时，为了实现双机互连，
人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”，它的作用就是将已经衰减得不完整
的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送。
中继器就是普通集线器的前身，集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器
一般有 4、8、16、24、32 等数量的 RJ45 接口，通过这些接口，集线器便能为
相应数量的电脑完成“中继”功能。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集
线器也叫做“Hub”。
2.集线器的工作原理
集线器的工作原理很简单，以图 2 为例，图中是一个具备 8 个端口的集线器，
共连接了 8 台电脑。集线器处于网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，8
台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的：假如计算机 1 要将一条信息
发送给计算机 8，当计算机 1 的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时，集线器
并不会直接将信息送给计算机 8，它会将信息进行“广播”--将信息同时发送给 8
个端口，当 8 个端口上的计算机接收到这条广播信息时，会对信息进行检查，如
果发现该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。由于该信息是计算机 1
发给计算机 8 的，因此最终计算机 8 会接收该信息，而其它 7 台电脑看完信息
后，会因为信息不是自己的而不接收该信息。
3.集线器的特点
1）共享带宽
集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。目前市面上用于中小型局域
网的集线器主要有 10Mbps、100Mbps 和 10/100Mbps 自适应三种。
10Mb 带宽的集线器的传输速度最大为 10Mbps，即使与它连接的计算机使用
的是 100Mbps 网卡，在传输数据时速度仍然只有 10Mbps。10/100Mbps 自适
应集线器能够根据与端口相连的网卡速度自动调整带宽，当与 10Mbps 的网卡相
连时，其带宽为 10Mb；与 100Mbps 的网卡相连时，其带宽为 100Mb，因此这
种集线器也叫做“双速集线器”。
集线器是一种“共享”设备，集线器本身不能识别目的地址，当同一局域网内的
A 主机给 B 主机传输数据时，数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传
输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。
由于集线器在一个时钟周期中只能传输一组信息，如果一台集线器连接的机
器数目较多，并且多台机器经常需要同时通信时，将导致集线器的工作效率很差，
如发生信息堵塞、碰撞等。
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