《网络基础学习之八》了解集线器

⼀、集线器基础
集线器的英⽂名称就是我们通常见到的“HUB”，英⽂“HUB”是“中⼼”意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进⾏再⽣整形放⼤，以扩⼤络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中⼼的节点上。

它⼯作于OSI参考模型第⼆层，即“数据链路层”。

集线器是中继器的⼀种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端⼝服务，所以集线器⼜叫多⼝中继器。

集线器主要以优化络布线结构，简化络管理为⽬标⽽设计的。

集线器（HUB）是对络进⾏集中管理的最⼩单元，像树的主⼲⼀样，它是各分枝的汇集点。

常见到的集线器基本结构其外部结构⽐较简单。

以集线器为节点中⼼的优点是：当络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响上其他节点的正常⼯作，这就是集线器刚推出时与传统的总线络的的区别和优点，因为它提供了多通道通信，⼤⼤提⾼了络通信速度。

然⽽随着络技术的发展，集线器的缺点越来越突出，后来发起来的⼀种技术更先进的数据交换设备——交换机逐渐取代了部分集线器的⾼端应⽤。

集线器的主要不⾜体现在如下⼏个⽅⾯：
（1）⽤户带宽共享，带宽受限。

集线器的每个端⼝并没有独⽴的带宽，⽽是所有端⼝共享总的背板带宽，⽤户端⼝带宽较窄，且随着集线器所接⽤户的增多，⽤户的平均带宽不断减少，不能满⾜当今许多对络带宽有严格要求的络应⽤，如多媒体、流媒体应⽤等环境。

（2）⼴播⽅式，易造成络风暴。

集线器是⼀个共享设备，它的主要功能只是⼀个信号放⼤和中转的设备，不具备⾃动寻址能⼒，即不具备交换作⽤，所有传到集线器的数据均被⼴播到与之相连的各个端⼝，容易形成络风暴，造成络堵塞。

（3）⾮双⼯传输，络通信效率低。

集线器的同⼀时刻每⼀个端⼝只能进⾏⼀个⽅向的数据通信，⽽不能像交换机那样进⾏双向双⼯传输，络执⾏效率低，不能满⾜较⼤型络通信需求。

正因如此，尽管集线器技术也在不断改进，但实质上就是加⼊了⼀些交换机技术，⽬前集线器与交换机的区别越来越模糊了。

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，特别是家庭⼏台机的络中。

本教程也将花两篇的篇幅来介绍集线器的主要⽅⾯，包括利⽤它如何组建⼩型企业局域。

本篇主要介绍其基础知识及选购⽅⾯，在下⼀篇将介绍集线器在⼩型络组建中的作⽤及安装、配置⽅法。

⼆、集线器的分类
集线器也像卡⼀样是伴随着络的产⽣⽽产⽣的，它的产⽣早于交换机，更早于后⾯将要介绍的路由器等络设备，所以它属于⼀种传统的基础络设备。

集线器技术发展⾄今，也经历了许多不同主流应⽤的历史发展时期，所以集线器产品也有许多不同类型。

下⾯我们就对⽬前主流的集线器产品分类⽅法作⼀下综述。

1、按端⼝数量来分
这是最基本的分类标准之⼀。

我们常听说要买⼀个16⼝或24⼝集线器，这16⼝、24⼝指的就是集线器的端⼝数。

如果按照集线器能提供的端⼝数来分的话，⽬前主流集线器主要有8⼝、16⼝和24⼝等⼤类，但也有少数品牌提供⾮标准端⼝数，如4⼝和12⼝的，还有的有5⼝、9⼝、18⼝的集线器产品，这主要是想满⾜部分对端⼝数要求过严、资⾦投⼊⽐较谨慎的⽤户需求。

这端⼝的意思相信⼤家都有所了解，它其实就是所连节点的数量。

如果连接的是⼯作站，那它就是能连接⼯作站的数量，不过在这⾥要注意如果集线器没有提供“UPLink端⼝的话，如果要与服务器和⼯作站相连时，所连接的⼯作站数量是”N－
1“个，这”N“就是端⼝数，因为有⼀个端⼝要⽤于服务器与集线器的连接。

当然在中型以上的络中多数是使⽤带UPLink端⼝的集线器，那如果真是只连接⼯作站时就最多可连接N个⼯作站了，因为服务器与集线器的连接是通过”UPLink“端⼝进⾏连接的。

2、按带宽划分
集线器也有带宽之分，如果按照集线器所⽀持的带宽不同，我们通常可分为10Mbps、100Mbps、10／100Mbps三种，基本上与卡⼀样（卡还有1000Mbps的，但1000Mbps以上带宽的⼀般都由交换机来提供）。

在这⾥要事先明⽩的⼀点就是这⾥所指的带宽是指整个集线器所能提供的总带宽，⽽⾮每个端⼝所能提供的带宽。

在集线器中所有端⼝都是共享集线器的背板带宽的，也就是说如果集线器带宽为10Mbps，总共有16个端⼝，16个端⼝同时使⽤时则每个端⼝的带宽只有10／16Mbps。

当然所连接的节点数越少，每个端⼝所分得的带宽就会越宽。

这⼀点它与交换机是有根本区别的，也是它之所以被交换机取⽽代之的⼀个重要原因之⼀，关于它们之间的区别当然远不⽌这些，我将会在后⾯介绍交换机时详细讲到，在此就不作多讲。

（1）10Mbps带宽型
这种集线器是属于低档集线器产品，这种类型的集线器原来在同轴电缆接⼝总线型络中应⽤较多。

不过现在随着双绞线以太应⽤的普及，10Mbps的集线器也都普遍采⽤双绞线的RJ－45端⼝，只不过为了⽅便与原来的同轴电缆络相连，　有的
10Mbps集线器还提供了BNC（细同轴电缆接⼝）或AUI（粗同轴电缆接⼝），尽管如此，这种带宽的集线器还是⽐较少见，通常端⼝在8⼝之内。

（2）100Mbps带宽型
这种集线器在⽬前来说是⽐较先进的⼀种集线器了，这种集线器⼀般⽤于中型络。

这种络传输量较⼤，但要求上联设备⽀持IEEE802.3U（快速以太协议），在实际中应⽤较多。

下图6中所⽰的是三款100Mbps带宽集线器，左边图⽰也是我们常见的集线器，⽽右边的也是两款⽤于⼯业控制上的100Mbps集线器。

⽬前这种集线器⼀般⽤于传统的⼩型络中，或⽤于中、⼤型络中的⼀个传输的内容不涉及语⾳、图像、传输量相对较⼩的段中，如企、事业局域络中有些⽤户是主要从事⽂字和表格处理的，或应⽤于DOS平台下，这些⽤户就可⽤单⼀台10Mbps来集中管理。

（3）10Mbps／100Mbps⾃适应型
与卡⼀样，这种带宽类型的集线器是⽬前应⽤最为⼴泛的⼀种，它克服以单纯10Mbps或者100Mbps带宽集线器兼容性不良的缺点。

它既能照顾到⽼设备的应⽤，⼜能与⽬前主流新技术设备保持⾼性能连接。

在切换⽅式上，这种双速集线器⽬前有⼿动和⾃动切换10／100Mbps带宽的两种⽅式，⼿动切换为每集线器10／100Mbps转换，⾃动切换⽅式只是对端⼝带宽进⾏⾃动切换。

图7为两款10Mbps／100Mbps⾃动适应的集线器产品图。

　3。

按照配置的形式分
集线器因为是最基础的络设备，也是络集中管理的最基本单元，它同时是⼏乎不需要什么软件来⽀持，配置起来⾮常简单、⽅便，⼀般情况下只需要把节点连接好，插上电源，开启各节点即可完成连接过程的配置。

如果我们按整个集线器的配置来分，⼀般可分为独⽴型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器三种。

（1）独⽴型集线器
这种类型的集线器在低端应⽤是最多的，也是最常见的。

独⽴型集线器是带有许多端⼝的单个盒⼦式的产品，独⽴型集线器之间多数是可以⽤⼀段10Base－5同轴电缆把它们连接在⼀起，以实现扩展级联，这主要应⽤于总线型络中，当然也可以⽤双绞线通过普通端⼝实现级连，但要注意所采⽤的线跳线⽅式不⼀样，在后⾯络组建中会具体介绍。

独⽴型HUB具有低价格、容易查找故障、络管理⽅便等优点，在⼩型的局域中⼴泛使⽤。

但这类HUB的⼯作性能⽐较差，尤其是在速度上缺乏优势。

（2）模块化集线器
模块化集线器⼀般都配有机架，带有多个卡槽，每个槽可放⼀块通信卡，每个卡的作⽤就相当于⼀个独⽴型集线器，多块卡通过安装在机架上的通信底板进⾏互连并进⾏相互间的通信。

现在常使⽤的模块化HUB⼀般具有4￣14个插槽。

模块化集线器各个端⼝都有专⽤的带宽，只在各个段内共享带宽，段之间采⽤交换技术，从⽽减少冲突，提⾼通信效率，因此⼜称为端⼝交换机模块化HUB。

其实这类HUB已经采⽤交换机的部分技术，已不是单纯意义上的HUB了，它在较⼤的络中便于实施对⽤户的集中管理，在较⼤型络中得到了⼴泛应⽤。

（3）堆叠式集线器
堆叠式集线器可以将多个集线器”堆叠“使⽤，当它们连接在⼀起时，其作⽤就像⼀个模块化集线器⼀样，堆叠在⼀起集线器可以当作⼀个单元设备来进⾏管理。

⼀般情况下，当有多个HUB堆叠时，其中存在⼀个可管理HUB，利⽤可管理HUB可对此可堆叠式HUB中的其他”独⽴型HUB“进⾏管理。

可堆叠式HUB可⾮常⽅便地实现对络的扩充，是新建络时最为理想的选择。

4。

按照管理的⽅式分
如果按集线器对数据信号的管理⽅式来分，集线器⼜可分为：切换式、共享式和可堆叠共享式三种。

（1）切换式集线器
这种集线器可以使10Mbps和100Mbps的站点⽤于同⼀段中。

⼀个切换式集线器重新⽣成每⼀个信号并在发送前过滤每⼀个包，⽽且只将其发送到⽬的地址，这就与交换技术类似了，也就是通常我们所说的智能集线器。

（2）共享式集线器
这种集线器提供了所有连接点的站点间共享⼀个频宽。

共享式集线器不过滤或重新⽣成信号，所有与之相连的站点必须以同⼀速度⼯作（10Mbps或100Mbps），这是最常见的⼀类集线器。

⽬前绝⼤多数集线器都是这种共享式集线器，也就是说连
接在集线器上的所有节点都⼀起共享集线器的整个带宽。

（3）可堆叠共享式集线器
这是⼀种新型的集线器，它可将多个堆放在⼀起，通过特定端⼝互连在⼀起，所以也可以看作是局域中的⼀个⼤集线器。

当5个12⼝的集线器级连在⼀起时，可以看作是1个60⼝的集线器。

其中⼀台集线器作为主⼯作集线器，并带有SNMP管代理，其它集线器则由主⼯作集线器代为执⾏管任务。

当堆叠式集线器进⾏堆叠时，集线器的ID⾃上⽽下设置为1、2、3。

，有些集线器是通过DIP开关的⽅式设置，有些集线器是⾃动设置的。

这类集线器其实就是我们在上⾯按配置形式来分的堆叠式集线器．这⾥的”可堆叠“的意思就是它可以与其它可堆叠集线器堆叠连接，通过堆叠后，⼏台级联在⼀起的集线器就可当作⼀台集线器来管理了，集线器总的带宽就是⽤于管理的那台集线器带宽，这样连接在⼀起的集线器上的每⼀个节点所具有的带宽就是带宽除以所连接的节点总数。

但要注意的是，不是堆叠的层数越多越好，实际上，堆叠的层次的越多，相应连接的节点也就越多，这样也每个节点所分得的带宽就越窄，速度越慢。

⼀般情况下是两层堆叠，当然也有⼀些较好的品牌可以做到4层或5层堆叠。

实际它是由4款具有不同端⼝数、不同带宽的可堆叠共享集线器连接在⼀起的。

在此顺便讲⼀个与堆叠类似的集线器技术——级联，级联与上⾯所讲的堆叠不是同⼀概念。

级联是通过集线器的某个端⼝与其它集线器相连的，⽽堆叠是通过集线器的背板连接起来的。

虽然级联和堆叠都可以实现端⼝数量的扩充，但是级联后每台集线器或交换机在逻辑上仍是多个被管的设备，⽽堆叠后的数台集线器或交换机在逻辑上是⼀个被管的设备。

5、从是否可进⾏络管理来分
按照集线器是否可被络管理分，有不可通过络进⾏管理的”不可管型集线器“和可通过络进⾏管理的”可管型集线器“两种。

（1）不可管型集线器
这类集线器也称为傻⽠集线器，是指既⽆需进⾏配置，也不能进⾏络管理和监测的集线器。

该类集线器属于低端产品，通常只被⽤于⼩型络，这类产品⽐较常见，就是集线器只要插上电，连上线就可以正常⼯作。

这类集线器虽然安装使⽤⽅便，但功能较弱，不能满⾜特定的络需求。

（2）可管型集线器
这类集线器也称为智能集线器，可通过SNMP协议（Simple Network Management Protocol，简单络管理协议）对集线器进⾏简单管理的集线器，这种管理⼤多是通过增加管模块来实现的。

实现管的⽤途是⽤于络分段，从⽽缩⼩⼴播域，减少冲突提⾼数据传输效率。

另外，通过络管理可以在远程监测集线器的⼯作状态，并根据需要对络传输进⾏必要的控制。

需要指出的是，尽管同是对SNMP提供⽀持，但不同⼚商的模块是不能混⽤的，甚⾄同⼀⼚商的不同产品的模块也不同。

下图13所⽰是⼀款D－Link可管集线器产品⽰意图。

可管集线器在外观上都有⼀个共同的特点，即在集线器前⾯板或后⾯板都提供⼀个Console端⼝。

虽然Console端⼝的接⼝类型因不同品牌或型号的集线器的可能不同，有的为DB－9串⾏⼝，如图14左图所⽰；有的为RJ－45端⼝。

但共同的⼀点就是在该端⼝都标注有”Console“字样，我们只需要找到这样标有这个字样的端⼝即是。

以上介绍的是⼏种常见的集线器分类标准，其实还有许多分类⽅法，如按集线器的应⽤领域、⼯作⽅式、外形结构和络接⼝类型等，但本篇主要介绍的是双绞线以太集线器的⼏种主流分类标准。

三、集线器的选购
集线器虽然属于基础络设备产品，基本上不需要另外的软件来⽀持，真正达到即插即⽤。

但在选择集线器也需要考虑实际络需求的⽅⽅⾯⾯，下⾯我们就对集线器的选购注意⽅⾯作⼀下详细的分析。

1。

带宽的选择
⽬前主流的集线器带宽主要有三种10Mbps、10Mbps／100Mbps⾃适应型和100Mbps三种，这三种不同带宽的集线器在价格上也有较⼤区别（要知道便宜的集线器只有⼏⼗元，⽽贵的集线器也在千元以上），所以在选择上也应尽量做到物尽所⽤，也要充分考虑到络今后⼀定时期的可持续发展性。

集线器带宽的选择，充分考虑以下⼏点：
（1）强烈建议不要选择纯10Mbps带宽的集线器，⽬前这类只提供10Mbps带宽的集线器市⾯上也很少见。

（2）如果集线器的上连设备带宽⽀持IEEE802.3U（允许跑100Mbps），并且经济条件允许的话选择100Mbps带宽的集线器，因为这样可以更好地利⽤现有设备的带宽性能，也可保持络的可持续发展性。

（3）如果您单位对络带宽需求⽐较⾼，⽽原来在络中存在许多较低档的络设备，这时为了充分利⽤、保护原来的设备投资，您就选择10Mbps／100Mbps带宽⾃适应的集线器了。

⼤因为这种集线器能⾃动识别所连络节点的带宽需求，⾃动选择10Mbps或100Mbps带宽，这样既可以保护到原来较低档次设备（如有的⼯作上的卡是10Mbps的），⽽另⼀⽅⾯⼜可与较⾼档次的设备（如100Mbps卡）保持⾼性能连接，充分发挥⾼档次设备的带宽优势。

⽬前这种集线器是市场主流，得到了普遍
认同。

（4）虽然纯100M的HUB给桌⾯提供了100M的传输速度，但当络升级到100M后，原来众多的10M设备将⽆法再使⽤，所以在选择集线器⽅⾯⼀定要选择具有10M／100M⾃适应的集线器，⼀则是因为你的整个络中或许还有⼀些络设备（如卡）不完全⽀持100M的带宽，如果只选择100M的很可能造成络⽆法正常连通和运作，除⾮你确信你的整络中都是⽀持100M带宽的。

2、端⼝的选择
集线器作为⼀个特殊的中继器，它的特点就是能提供多个端⼝，所以在端⼝的选择上我们也需要充分考虑络的实际需要及发展需求。

通过上⾯的学习我们知道集线器可以通过两种⽅式来获得端⼝的扩展，⼀种是通过集线器的堆叠，另⼀种是通过集线器的级联，这两种⽅法的主要应⽤环境有所侧重。

（1）在端⼝的选择上我们还应充分考虑到络的发展，如果仅局限于当前的络规模，很可能会造成络设备投资的浪费。

假如您现在仅有5台⼯作站要集联，但您公司在电脑⽅⾯的应⽤⽐较频繁，所以很可能在不久的将来您公司的⼯作站会⼤量增加，这时您如果仅从当前络规模来购买集线器等设备，只购买了⼀个8端⼝的集线器，那在不久的将来这个集线器很可能成为”鸡肋“，到那时肯定会造成⼀部分设备投资浪费。

（2）由于联在集线器上的所有节点均争⽤同⼀个上⾏总线，处于同⼀冲突域内，所以在集线器内所连接节点数⽬太多，造成冲突也就可能会过于频繁。

如果您的集线器在带宽上不是很宽裕的话，很可能造成⼯作站经常死机、络速度过慢等不良现象的发⽣。

所以如果您所购买的集线器应⽤的段数据传输量较⼤，⽽您⼜不想花⾼价钱买交换机，那就要注意您的集线器别端⼝太多（以16⼝以下为好）。

3、管功能选择
根据对HUB管理⽅式的不同我们可分为Damp Hub（亚集线器）和Intelligent Hub（智能集线器）两种。

Intelligent
Hub（智能集线器）改进了普通HUB的缺点，增加了络的交换功能，具有络管理和⾃动检测络端⼝速度的能⼒（类似于交换机）。

⽽Damp Hub（亚集线器）只起到简单的信号放⼤和再⽣的作⽤，⽆法对络性能进⾏优化。

早期⼤多数共享式10Mbps HUB⼀般为⾮智能型的，⽽现在流⾏的100Mbps HUB和10／100Mbps⾃适应HUB多为智能型的。

智能型的集线器虽然它⽐较贵，但是⽐较起同类的交换机来说它刘便宜许多，所以智能型的集线器在⽬前来说它是应⽤的主流，正因为是主流，所以也应是我们选择的⽅向。

但是我们⼜来看看⾮智能型的亚集线器，它的价格⽐起智能型的⼜要便宜许多，所以选择上不应只看技术不看实际需求，并不能⼀概⽽论的。

在国内来说⽬前在⼩型企业中，局域发展⾮常之快，⽽这类企业⼀般来说络数据传输量不是很繁重，络规模较⼩（⼀般在30台之内），对于⼀般⼩型企业来说选择智能型的集线器就显得有点投资浪费了。

对于较⼤规模的络当然⾸选智能型集线器了，这不仅是络本⾝的实际需求，同时也是络管理的需求。

现在有的智能型集线器提供了络管理功能，通过，络管理软件可以实现对集线器端⼝的有效管理，监控各端⼝的使⽤状况，同时也可对集线器的使⽤状况进⾏监视，及时发现和排除故障。

这⼀点对于⼤型的络中相当重要，因为这样的络⽤户较多，数据流量也较⼤，⼀旦络出现了故障，如果不能及时发现、及时排除的话对整个络影响⾮常⼤，还有可能造成⾮常巨⼤的经济损失。

不过由于交换机的价格不断下降，这类集线器在价格上优势也早已失去了竞争⼒，所以这类⾼档的集线器设备反⽽不受欢迎，⼈们选择更多的是交换机。

综上⽽述，在亚集线器与智能型集线器的选择上我们理智些，根据分析⼀下单位近⼏年络的发展可能到什么⽔平再做决定，毕竟两类集线器在价格上相差较⼤（有的有好⼏倍差距！）。

以上介绍了选购集线器常见要注意的⼏个⽅⾯，当然在实际选购中要注意的⽅⾯远不⽌这样，如品牌、价格、外形结构等。

如果是较⼤型络⽤，需安装在专⽤机柜中，则⼀定要选择机架式集线器；如果是⽤于⼩型络中，通常只需桌⾯型结构即可。