如果你在大街上做一個隨機調查，問路人網絡是什么。我相信只要你不是在美國的硅谷。那么，會有99%的人回答你說："網絡？就是一個有很多垃圾郵件的，很多沒意思新聞的，很多不健康內容的，很多……，很多小MM的地方。"呵，很顯然，人們都不會去關心網絡是由什么組成的，是什么承載上述信息的。

　　 作為一個網迷，做為一個網絡發(fā)燒友，我們?yōu)槭裁床唤议_網絡的面紗看看網絡內部的究竟呢？好的，我們就集線器說起吧。

　　 基本概念

　　 在我們經常接觸到的網絡中，一般以網絡中最簡單的小型局域網居多，它們的構成簡單。其組成一般由計算機、網卡、網線、集線器組成。在這種小型網絡中，集線器的功勞是最大的，所有網絡中的計算機都是通過它來實現(xiàn)信息傳遞的。

　　 什么是集線器呢？現(xiàn)在的以太網拓撲主要以非屏蔽雙絞作為傳輸介質，每一網段的最大距離為100米。超過100米，就需要利用中繼器來擴展網絡的拓撲距離。這是因為信號在經過長距離的傳輸后，會產生信號衰減現(xiàn)象，中繼器的功能就是將經過衰減而變得不完整的信號經過整理后，重新產生出完整的信號再繼續(xù)傳送。中繼器，就是普通集線器的前身。集線器就是一種多端口的中繼器。以(圖1)中的集線器為例，集線器一般有一個BNC接頭、一個AUI接頭和4、8、16不等數量的RJ45接口。老外管普通集線器叫做HUB，其E文原意中有"中心"的含義，看來集線器的確很重要。我們也來個順水推舟叫它HUB吧。

　　 HUB的外部結構

　　 我們以(圖1)為例，看看它們到底是什么樣子的。

　　 上圖中所示的就是TP-Link的一種普通10BASE-T的共享集線器。它有一個BNC口、一個AUI口(圖2)和16個RJ45接口。

　　 BNC口(圖3)：是一種標準細纜接口。它可以連接10BASE-2網絡標準中的50Ω同軸電纜。由于我們現(xiàn)在常見的以太網絡大多為10BASE-T或100BASE-T。因此，我們的BNC頭已經基本被淘汰。但如果想用它來做為級聯(lián)的話，其速率也還有一定的優(yōu)勢。

　　AUI口(圖3)：是收發(fā)器接口。它用來連接與粗纜連在一起的信號收發(fā)器。那是一種10BASE-5網絡標準，同10BASE-2一樣，它也已經是過去式了。

　　 電源接口(圖4)：這個接口筆者不說大家也會知道的了。是的，沒有它集線器怎么工作？在我們的這臺集線器的電源接口旁還為我們標出了其電壓、頻率及最大承載電流的參數，可謂細心。

　　 電源開關(圖4)：就是開關。真的是沒有什么可以解釋的了。如果您真的不知道它是干什么用的，就去問問幼兒園的小朋友，他們一定會告訴你的。

　　 RJ45接口(圖5)：它可是我們現(xiàn)在最常用的東東了。我們網絡中與計算機網卡連接的雙絞線會無一例外的插到這個接口上來。RJ45是10BASE-T網絡標準中接口形式，現(xiàn)在被廣泛使用。其內部有8個線槽，線槽含義遵循EIA/TIA568國際標準，在10BASE-T網絡中1、2線為發(fā)送線，3、6線為接收線。在圖中標出的"UTP"是指非屏蔽雙絞線。

　　 級聯(lián)口(圖6)：級聯(lián)口的作用有點特殊，我們就多說幾句。級聯(lián)口專門做HUB之間的級聯(lián)用的。在一個網絡中，我們可能會擁有幾十臺機器。以我們的這臺16口HUB為例，如果我們的10BASE-T網絡中有30臺機器時，我們的16口無論如何也不會夠用的。

　　 怎么辦呢？

　　 對了!多弄幾臺HUB不就成了!？

　　 在我們有了3臺16口的HUB后，我們的RJ45口就有了4X16共64個，可怎么把這些機器都接到一個網絡中來呢？

　　 用級聯(lián)口!

　　 圖中的級聯(lián)口旁有一個級聯(lián)口開關，它的作用是將1口按需分配。也就是說，在不需要級聯(lián)的網絡中我們使級聯(lián)按鈕處于關閉狀態(tài)，這樣，1口就與其他15個口一樣，可以直接連接標準雙絞線。在我們需要級聯(lián)HUB的時候，我們就將其置于打開狀態(tài)。此時，1口的收發(fā)端被對調，這樣我們就可以用一條標準的雙絞線將兩臺HUB連接起來一起工作了。

　　 有的朋友會問："要是我的HUB沒有級聯(lián)口怎么辦？"

　　 好辦，那我們就人為地調換雙絞線的收發(fā)端線位就成了。

　　 OK，一切搞定!

　　 我們的30臺機器真的連接成了一個網絡。

　　 (注：在10BASE-T的網絡結構中HUB的級聯(lián)不可以超過四級)

　　 指示燈部分(圖7)：為了更好地管理和監(jiān)督網絡，HUB的生產商們?yōu)槲覀冊O計了一些很實用的工作狀態(tài)指示燈，下面我們解釋一下幾個常用的指示燈的含義：

　　 BNC/AUI：顯示由于BNC/AUI連接所造成的錯誤。在一般的10BASE-T集線器上，大都會保留一個BNC和AUI接口，用于連接同軸電纜。但是在100BASE-T的集線器不提供它們。此燈在正常情況下是不亮的。如果此燈亮起，表示連接的同軸電纜出現(xiàn)了問題，如BNC接頭壞了、終端電阻松動、短路等。

　　 Power：電源燈。在HUB有電源接入及開關在打開狀態(tài)時燈亮，此時表明HUB已經通電工作。

　　 COL：這個燈，有好多朋友都問過我它的作用，從字面無法看出其含義。其實，它是Collision的字頭，它顯示網絡上傳輸碰撞的情況。由于以太網是使用CSMA/CD方法來傳輸數據的，因此當工作站數量愈多時，就越可能發(fā)生信號碰撞。在正常情況下，此燈不亮。如果此時網絡中發(fā)生了碰撞，它將呈閃爍狀態(tài)。閃爍頻率越高，說明碰撞越嚴重。

　　 Link/Rx：指連接和工作狀態(tài)燈，它對應于HUB的RJ45接口，與其個數相同。當RJ45口中有正確的信號接入時燈亮，在其有信號讀寫時呈閃爍狀態(tài)。此時，說明有信息交換發(fā)生。

　　 HUB的內部結構

　　 在我們看過了HUB的外部結構后，我們似乎對它有了一定的了解。下面我們把它打開來看看它的里面是怎樣的吧。

　　 圖8中所示的，就是HUB的主板。上面集成了很多我們沒有見過的芯片，幸好本人是電力工程專業(yè)出身，對電子技術也曾學過那么好……幾本書。我們就來看看幾個主要的部分。

　　 電源部分(圖9)：HUB的電源就是一個交流變直流的過程。它是一個典型的整流電路，我們可以在圖中看到箭頭標出的保險管和主變壓器。保險管是保護電源一次側時用的，它會在遭到大電流(超過其熔斷值)襲擊時自動熔斷，以保護其內側的器件。主變壓器就是一個變壓設備，其原理無法在此說清。圖中那些圓的東西是一些電解電容，從其個頭大小可以看出其電壓和電容值的多少。還有一些三端穩(wěn)壓和整流二極管。呵呵，大家一定看煩了吧？不說了!

　　 晶體振蕩器(圖10)：大家知道，我們的網絡是都是由數字電路組成的，在數字電子里，所有的信號都是由0和1組成的0和1其實就是邏輯電路里的高電位和低電位。

　　 0和1是怎么產生的呢？

　　 是脈沖!

　　 脈沖信號是怎么產生的呢？

　　 對了，就是它!我們在圖中看到的晶體振蕩器，是它產生一定頻率的脈沖信號來實現(xiàn)我們的網絡信息傳輸的。圖中所示的是一個20MHz的振蕩器。

　　 上圖中時鐘芯片左側的那個方型的大芯片就是HUB的主控制芯片，是它來管理和實現(xiàn)HUB的工作的。

　　 它如何工作的？

　　 呵呵，我也不比你知道的多。

　　 HUB的工作原理

　　 我們羅嗦了這么多了，可還不知道HUB是網絡中是怎么工作的呢。咱們就說說它的工作原理吧。

　　 正如其名字，HUB就是網絡的中心。用網絡術語來說，它是基于星形網絡拓撲的接線點。集線器的基本功能是信息分發(fā)，它把在一個端口接收到的信號向所有端口分發(fā)出去。有些集線器在分發(fā)信號之前將弱信號重新生成，有些集線器整理信號的時序，以提供所有端口間的同步數據通信。

　　 在我們常見的局域網中，集線器大致分為共享式集線器和交換式集線器。

　　 共享式集線器不能提高網絡性能，也不能檢測信號錯誤。它們只是簡單地從一個端口接收數據并通過所有端口分發(fā)，這是集線器可以做的最簡單的事情。它是星形拓撲以太網的入門級設備，本文中的集線器就屬此類。此集線器的總帶寬為10M/s，如果我們共連接了4臺工作站，當這4臺工作站同時上網時，每臺工作站的平無帶寬將僅為10/4即2.5M/s。

　　 交換式集線器(Switch HUB)與共享式集線器不同，它具有信號過濾的功能。它只將信號傳送給某一已知地址的端口而不像共享式集線器那樣將信號傳送給網絡上的所有端口。

　　 除此之外，交換式集線器上的每一個端口都是擁有專用帶寬的，它可以讓多個端口之間同時進行對話，而不會互相影響。交換式集線器可以以直通傳送、存儲轉發(fā)和改進型直通傳送來傳送數據，其工作效率大大高于共享式集線器。

　　 以上，我們以一臺共享式的入門級的集線器為例分析說明了集線器的結構和簡單工作原理。由于，本人也一直處于網絡知識的學習中，因此文中內容難免輕薄。希望見到此文的行家里手多多批評指正。

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