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弘升公司内部培训资料 网络知识 网络基础知识培训（下）张掖市弘升电子技术有限责任公司技术服务部了解集线器在上一篇我们利用前面几篇所学习的基础知识组建了一个基本的对等网，基本上掌握了对等网的配置方法。但是这种网络通常只应用于家庭和小型企业中，大多数企业网络并不采用这种工作模式，原因就是由对等网的缺点决定的，关于此方面已在前面详细介绍，在此不再赘述。正因如此，我们非常有必要学习更多的网络基础知识，以满足企业网络组建的需求，所以从本篇开始就要正式介绍企业网络中所常见的网络设备及其应用，本篇所介绍的是集线器的有关基础知识。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，以扩大网络的传输距离，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。集线器主要以优化网络布线结构，简化网络管理为目标而设计的。集线器（HUB）是对网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如图1所示，其外部结构比较简单。图1以集线器为节点中心的优点是：当网络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响网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网络的最大的区别和优点，因为它提供了多通道通信，大大提高了网络通信速度。然而随着网络技术的发展，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网络带宽有严格要求的网络应用，如多媒体、流媒体应用等环境。（2）广播方式，易造成网络风暴。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，容易形成网络风暴，造成网络堵塞。（3）非双工传输，网络通信效率低。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，网络执行效率低，不能满足较大型网络通信需求。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网络中。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网。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网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网卡一样是伴随着网络的产生而产生的，它的产生早于交换机，更早于后面将要介绍的路由器等网络设备，所以它属于一种传统的基础网络设备。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”N1“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。当然在中型以上的网络中多数是使用带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。为了让大家先有一个感性的认识，下面我例举了几款不同端口数量的集线器产品示意图，下图2、图3、图4分别是各包括了2款不同品牌的8口、16口和24口主流集线器产品示意图。图2图3图42、 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、10100Mbps三种，基本上与网卡一样（网卡还有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1016Mbps。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网络中应用较多。不过现在随着双绞线以太网应用的普及，10Mbps的集线器也都普遍采用双绞线的RJ45端口，只不过为了方便与原来的同轴电缆网络相连，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。目前这种集线器一般用于传统的小型网络中，或用于中、大型网络中的一个传输的内容不涉及语音、图像、传输量相对较小的网段中，如企、事业局域网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。下图5中显示的就是几种10Mbps的集线器产品图，左边幅图示的集线器就是我们通常所见的集线器，而右边的几种则是工业控制上用的一种10Mbps集线器产品。图5（2）100Mbbps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网络。这种网络传输量较大，但要求上联设备支持IEEE802.3U（快速以太网协议），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。图6（3）10Mbps100Mbps自适应型与网卡一样，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10100Mbps带宽的两种方式，手动切换为每集线器10100Mbps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10Mbps100Mbps自动适应的集线器产品图。图73。 按照配置的形式分集线器因为是最基础的网络设备，也是网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10Base5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网络中，当然也可以用双绞线通过普通端口实现级连，但要注意所采用的网线跳线方式不一样，在后面网络组建中会具体介绍。独立型HUB具有低价格、容易查找故障、网络管理方便等优点，在小型的局域网中广泛使用。但这类HUB的工作性能比较差，尤其是在速度上缺乏优势。图8所示的是一款独立型集线器产品示意图。图8（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414个插槽。模块化集线器各个端口都有专用的带宽，只在各个网段内共享带宽，网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，它在较大的网络中便于实施对用户的集中管理，在较大型网络中得到了广泛应用。图9所示的是一款模块化集线器机架及模块插卡产品示意图，这是工业控制应用上的一款模块集线器产品示意图。从图中可以看出其实每个插卡就是一个独立的集线器，它上面也有一些各自独立的端口。图9（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网络的扩充，是新建网络时最为理想的选择。图10所示的是3COM的一款堆叠式集线器产品示意图（注意整个图不是一款集线器产品，而实际上是包括了四款可堆叠集线器，包括2个24口堆叠式集线器和2个12口堆叠集线器），图11是这四款堆叠式集线器的堆叠连接背板示意图。图10图114。 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的站点用于同一网段中。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最大频宽。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网中的一个大集线器。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网管代理，其它集线器则由主工作集线器代为执行网管任务。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，前面介绍的图10、图11是3COM的一款堆叠共享式的集线器。图12也是一款可堆叠式共享集线器产品示意图。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。图12从图12中可以看到，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网管的设备，而堆叠后的数台集线器或交换机在逻辑上是一个被网管的设备。5、从是否可进行网络管理来分按照集线器是否可被网络管理分，有不可通过网络进行管理的”不可网管型集线器“和可通过网络进行管理的”可网管型集线器“两种。（1）不可网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，也不能进行网络管理和监测的集线器。该类集线器属于低端产品，通常只被用于小型网络，这类产品比较常见，就是集线器只要插上电，连上网线就可以正常工作。这类集线器虽然安装使用方便，但功能较弱，不能满足特定的网络需求。（2）可网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，简单网络管理协议）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网管模块来实现的。实现网管的最大用途是用于网络分段，从而缩小广播域，减少冲突提高数据传输效率。另外，通过网络管理可以在远程监测集线器的工作状态，并根据需要对网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DLink可网管集线器产品示意图。图13可网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DB9串行口，如图14左图所示；有的为RJ45端口，如图14右图所示。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。图14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、外形结构和网络接口类型等，但本篇主要介绍的是双绞线以太网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网络设备产品，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网络需求的方方面面，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、10Mbps100Mbps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，也要充分考虑到网络今后一定时期的可持续发展性。集线器带宽的选择，最好充分考虑以下几点：（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最好选择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，也可保持网络的可持续发展性。（3）如果您单位对网络带宽需求比较高，而原来在网络中存在许多较低档的网络设备，这时为了充分利用、保护原来的设备投资，您就最好选择10Mbps100Mbps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网络节点的带宽需求，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（如有的工作上的网卡是10Mbps的），而另一方面又可与较高档次的设备（如100Mbps网卡）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，但当网络升级到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10M100M自适应的集线器，一则是因为你的整个网络中或许还有一些网络设备（如网卡）不完全支持100M的带宽，如果只选择100M的很可能造成网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，它的最大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网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网络的发展，如果仅局限于当前的网络规模，很可能会造成网络设备投资的浪费。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网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、网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网段数据传输量较大，而您又不想花高价钱买交换机，那就要注意您的集线器最好别端口太多（以16口以下为好）。3、网管功能选择根据对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，增加了网络的交换功能，具有网络管理和自动检测网络端口速度的能力（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，无法对网络性能进行优化。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10100Mbps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，局域网发展非常之快，而这类企业一般来说网络数据传输量不是很繁重，网络规模较小（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。对于较大规模的网络当然首选智能型集线器了，这不仅是网络本身的实际需求，同时也是网络管理的需求。现在有的智能型集线器提供了网络管理功能，通过，网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。这一点对于大型的网络中相当重要，因为这样的网络用户较多，数据流量也较大，一旦网络出现了故障，如果不能及时发现、及时排除的话对整个网络影响非常大，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最好理智些，最好根据分析一下单位近几年网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。如果是较大型网络用，需安装在专用机柜中，则一定要选择机架式集线器；如果是用于小型网络中，通常只需桌面型结构即可。集线器的安装与连接在上一篇我们介绍了集线器的有关基础知识，本篇继续要介绍与集线器的另一些重要方面，就是集线器的安装与连接。我们通过上一篇的学习已经知道，集线器是一种最为基础的网络集线设备，它主要工作于OSI的数据链路层。同时我们也已经知道它几乎是不需任何软件配置，一种完全即插即用的纯硬件式设备。尽管如此，由于它经历了较长的历史发展时期，其技术也得到了一步步的发展，在网络的应用也有许多需要特别注意的地方。要正确使用集线器，首先要了解的是集线器的基本工作原理，只有这样才能正确选择、安装、连接集线器。一、集线器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，如图1所示。图1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。图2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。二、集线器的安装了解了集线器的工作原理后，我们再来了解一下集线器在局域网中的安装与连接方法。接入设备最重要的是它的接口技术，不同的接口应用于不同的应用环境，不同的应用又对应于相应的接口，不仅集线器如此，包括后面将要讲到的交换机、路由器等都一样。集线器的接口相对来说是最简单的，为了使大家熟练地掌握集线器的各种应用连接，我们有必要对集线器的一些主要接口进行一下认识。1. 集线器常见端口集线器通常都提供三种类型的端口，即RJ-45端口、BNC端口和AUI端口，以适用于连接不同类型电缆构建的网络。一些高档集线器还提供有光纤端口和其他类型的端口。（1）RJ-45接口RJ-45接口可用于连接RJ-45接头，适用于由双绞线构建的网络，这种端口是最常见的，一般来说以太网集线器都会提供这种端口。我们平常所讲的多少口集线器，就是指的具有多少个RJ-45端口。如图3所示。图3集线器的RJ-45端口即可直接连接计算机、网络打印机等终端设备，也可以与其他交换机、集线器等集线设备和路由器进行连接。需要注意的是，当连接至不同设备时，所使用的双绞线电缆的跳线方法有所不同。具体参见前面介绍的网线制作篇内容介绍。（2）BNC端口BNC端口就是用于与细同轴电缆连接的接口，它一般是通过BNC T型接头进行连接的，图4所示的是一个集线器BNC端口通过BNC 型接头连接的示意图。图4大多数10Mbit/s集线器都拥有一个BNC端口。当集线器同时拥有BNC和RJ-45端口时，由于既可通过RJ-45端口与双绞线网络连接，又可通过BNC接口与细缆网络连接，因此，可实现双绞线和细同轴电缆两个采用不同通讯传输介质的网络之间的连接。这种双接口的特性可用于兼容原有的细同轴电缆网络（10Base-2），并可实现逐步向主流的双绞线网络（10Base-T）的过渡，当然还可实现与远程细同轴电缆网络（少于185米）之间的连接，下图5所示的是一种通过集线器所带有的BNC接口与双绞线RJ-45接口连接两种不同传输介质网络的网络连接示意图。 图5同样，如果两个网络之间的距离大于100米，使用双绞线不能实现两个网络之间的连接时，这时也可以通过集线器的BNC端口利用细同轴电缆传输将两个输网络连接起来，而两个网络都可以仍采用双绞线这种廉价、常见的传输介质，如图6所示。不过要注意的是这两个网络之间的距离仍不能大于185m。图6（3）AUI端口AUI端口可用于连接粗同轴电缆的AUI接头，因此这种接口用于与粗同轴电缆网络的连接，它的示意图如图7所示，目前带有这种接口的集线器比较少，主要是在一些骨干级集线器中才具备。图7由于采用粗同轴电缆作为传输介质的网络造价较高，且布线较为困难，所以，实践中真正用于粗同轴电缆进行布线的情况已十分少见。不过，由于单段粗同轴电缆的（10Base-5）所支持的传输距离高达500米，因此，完全可以使用粗同轴电缆作为较远距离网络之间连接的通讯电缆。因此，也可以作为一种廉价的远程连接解决方案。连接图参照上图6所示，所不同的这里所采用的网络间的连接介质为粗同轴电缆。借助于收发器，AUI端口也可实现与RJ-45接口、BNC接口甚至光纤接口的连接。下图8所示的从左至右分别为：AUI to RJ-45收发器（用于实现AUI端口与RJ-45接口的连接）、AUI to BNC收发器（用于实现AUI端口与BNC接口的连接）、AUI to ST收发器（用于实现AUI端口与光纤接口的连接）。当然这种收发器种类还有许多，如RJ-45 to RS-232、RJ-45 to BNC等。不过千万不要小看这小小的玩意儿，猜一下其价格，我想多数情况下您是会把它看扁了，我第一次购买时也是怎么也想不通的这个价格的，但问了许多家（还真难找），我才明白我得接受这个价格事实。一般来说这种产品，正品的要130元左右，是不是出乎您的意料呢？这种转接口收发器主要品牌有：D-Link、HP等。这种产品起到一个接口类型转换的作用（当然不是电缆连接这么简单，需要通过一定电路来完成的），所以通常称之为转接器。图8（4）集线器堆叠端口这种端口当然是只有可堆栈集线器才具备的，它的作用也就是如它的名字一样，是用来连接两个可堆栈集线器的。一般来说一个可堆栈集线器中同时具有两个外观类似的端口：一个标注为UP，另一个就标注为DOWN，在连接时是用电缆从一个集线器的UP端口连接到另一个可堆集线器的DOWN端口上，都是母头，所以连接线端就必须都是公头了，不过这种连接线是购买可堆栈集线器时厂家就会为您提供的，如果损坏或丢失，也可直接在电脑城做一条，只要对商家讲明用途即可，端口示意图如下图9所示。图92. 集线器的安装集线器的安装相对简单，尤其是傻瓜集线器，只要将其固定在配线柜并插上电源线即可。需要连接哪根双绞线，就把哪根双绞线的RJ-45头插入至集线器端口即可。智能集线器虽然也是固定好就能行使用，不过，如果想实现远程管理，就必须进行必要的配置，为集线器指定IP地址信息。另外在一些大的网络中一般都采用机架式集线器，这样就涉及到集线器的机架安装了。集线器从结构上来讲有机架式和桌机式的两种，一般部门用的集线器是采用桌面式；企业机房通常采用机架式。机架式集线器便于固定在一个固定的地方，一般是与其它集线器、交换机，还有的与服务器安装放在一个机柜中，这一样一来一则便于网络的连接与管理，同时也节省上设备所占用的空间。如果您在选购时所选购的是机架式的集线器时，您可以选配集线器机架（一般为厂家提供）。下面我们就来看一下机架式集线器的安装。机架式的集线器一般都是与其它设备一起安装在机柜中，这些机柜当然在业界都有相应的结构标准的，特别是在尺寸方面有严格的规定（如宽度，1U（单元）的高度等），这样所有设备都可以方便、美观地安装在一起，这就是为什么集线器里面空空的，却非要做得一样大的原因所在，当然机箱大也有另一方面好处，那就是可以更好地散热。在国际标准机柜从宽度上大致可分19英寸、23英寸和24英寸三类，这主要是根据服务器机柜的要求而定的。根据安装设备数量的不同，还可以选择不同高度的机柜。机柜的高度通常以U作为单位，U其实就是Unit的意思，中文的意思就是一单元，1U=1.75英寸。这种机柜的安装通常主要按以下几步来进行。第1步： 固定安装支架在将集线器安装至机柜之前，应当先在集线器规定位置上安装固定支架（这要参照操作手册进行），这是为以后将集线器安装在机架上作准备。不同的集线器，所安装的支架有较大的差异，不过，安装原理基本上是一致的。图10所示的是Cisco集线器随机提供的一种安装支架。图10Cisco公司网络设备的尺寸大多为19英寸（因为19英寸是国际上最为流行的机柜标准），当将19英寸的网络设备安装至19英寸机柜时，安装支架的固定方式如图11所示。当将机柜的尺寸为23或24英寸时，网络设备就需要安装至23或24英寸机柜中，安装支架的固定方式就要如图12所示。图11 图12第2步： 固定设备安装支架固定好之后，接下来要做的就是把安装好支架的集线器设备放入机柜相应位置，并且固定在机柜中了。其实这种安装方法很容易，实际上只是固定几个镙钉即可，安装方式参照图13所示。图13第3步： 固定导线器将集线器安装至机柜后，就要进行网线连接了，在一个机柜中一般来说有好几个网络设备在地起，这样也就有许多条网线集中在这个机柜中，如果这些网线不理清楚的话对网络管理会带来非常大的不便，为此我们就需要对网线进行捆绑安装、整理。这时一般就要为网线安装导线器，从而使成束地网线变得整齐和美观，且易于管理。导线器的安装方式如图14所示。图14上面我们介绍了机架式集线器安装在机柜中的方法，这一般适用于较大网络中，对于小型办公室，通常没有机柜，集线器只能安装在桌面或墙面上。集线器在桌面上的安装，可先固定安装支架在桌面上，这种安装方式要注意又有两种不同的安装方向：一种是让集线器水平放置的水平安装方式，如图15为水平固定方式；另一种是让集线器垂直放置，它的支架固定方式如图16所示。图15 图16集线器在墙面上安装的方法同样有两种方式：一种是把集线器水平固定在墙上，则可采用如图17所示的安装方法；另一种是把集线器垂直安装在墙上时，则要按图18所示方式安装。图17图18三、集线器的连接集线器的连接虽然简单，基本上不需什么配置，但是通过对它的连接原理的理解，可以更好地利用集线器，满足中、小型网络应用需求。在正式介绍集线器的连接方法前，先来了解一下集线器的信号转发原理。1. 集线器的信号转发原理集线器工作于OSI/RM参考模型的物理层和数据链路层的MAC（介质访问控制）子层。物理层定义了电气信号，符号，线的状态和时钟要求，数据编码和数据传输用的连接器。因为集线器只对信号进行整形、放大后再重发，不进行编码，所以是物理层的设备。10M集线器在物理层有4个标准接口可用，那就是：10BASE-5、10BASE-2、10BASE-T、10BASE-F。10M集线器的10BASE-5（AUI）端口用来连接层1和层2 。集线器采用了CSMA/CD（载波帧听多路访问/冲突检测）协议，CSMA/CD为MAC层协议，所以集线器也含有数据链路层的内容。10M集线器作为一种特殊的多端口中继器，它在连网中继扩展中要遵循5-4-3规则，即：一个网段最多只能分5个子网段；一个网段最多只能有4个中继器；一个网段最多只能有三个子网段含有PC，如图19，子网段2和子网段4是用来延长距离的。图19集线器的工作过程是非常简单的，它可以这样的简单描述：首先是节点发信号到线路，集线器接收该信号，因信号在电缆传输中有衰减，集线器接收信号后将衰减的信号整形放大，最后集线器将放大的信号广播转发给其他所有端口。2. 集线器的堆叠为了使集线器满足大型网络对端口的数量要求，一般在较大型网络中都采用集线器的堆叠或级联方式来解决。但这两种方式的主要应用场合不一样，下面先来介绍堆叠方式。堆叠方式是指将若干集线器的以电缆通过堆栈端口连接起来，以实现单台集线器端口数的扩充，要注意的是只有可堆叠集线器才具备这种端口，一个可堆叠集线器中一般同时具有UP和DOWN堆叠端口，参见图9。集线器堆栈是通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一台的UP堆栈端口直接连接到另一台集线器的DOWN堆栈端口。堆栈中的所有集线器可视为一个整体的集线器来进行管理，也就是说，堆叠栈中所有的集线器从拓朴结构上可视为一个集线器。如图20所示的是一款3Com的SuperStack II PS Hub 40/50堆栈集线器的堆栈连接示意图，而图21所示的是Cisco FastHub 300/400堆栈集线器堆栈连接示意图。这种集线器间的连接通常不会占用集线器上原有的普通端口，而且在这种堆栈端口中具有智能识别性能，所以堆栈在一起的集线器可以当作一台集线器来统一管理。集线器堆叠技术采用了专门的管理模块和堆栈连接电缆，能够在集线器之间建立一条较宽的宽带链路，这样每个实际使用的用户带宽就有可能更宽（只有在并不是所有端口都在使用情况下）。图20图21采用堆叠的集线器端口扩展方式要受到集线器的种类和间隔距离的限制，首要条件是实现堆叠的集线器必须是可堆栈的；另一个这种堆栈连接一般彼此间隔非常近的向台集线器之间的连接（厂家所能提供的堆栈连接电缆一般是1m的），所以这种集线器端口扩展连接方式受距离限制太大。3. 级联级联是另一种集线器端口扩展方式，它是指使用集线器普通的或特定的端口来进行集线器间的连接的。所谓普通端口就是通过集线器的某一个常用端口（如RJ-45端口）进行连接，而所谓特殊端口就是集线器为级联专门设计的一种级联端口，一般都标有UPLink字样。因为有两种级联方式，所以事实上所有的集线器都能够进行级联，至少可以通过普通端口进行。下面来分别看看这两种级联方式。（1）使用Uplink端口级联Uplink级联端口大多数集线器都会带有，如图22所示的就是一款带有Uplink端口的集线器。当使用集线器提供的专门用于上行连接的Uplink端口时，通常可利用直通跳线的双绞线将该端口连接至其他集线器上除Uplink端口外的任意端口。图22 在这里就要注意了，级联的两台集线器间，级联双绞电缆所连接的下一台集线器的端口不再是我们想象的UPlink端口了，而是连接到普通端口上，连接示意图如图23所示。还有一点需要注意的是，有些品牌的集线器（如3Com）利用一个普通端口兼作Uplink端口，并利用一个开关（MDI/MDI-X转换开关）在两种类型间进行切换。如图24所示的为3Com SuperStack II MDI/MDI-X切换开关。图23图24（2）使用普通端口级联集线器间除了可以使用上面介绍的专用级联端口（Uplink端口）进行级连外，还可以通过集线器的普通端口进行级联，不过要注意的是这时所用的连接双绞线要用反线了，就是说双绞线的两端要跳线，反跳的方法就是一端的第1-3与2-6脚下对调，连接如图25所示。图25从以上两种集线器端口扩展方式（堆栈与级联）可以看出堆栈方式实现起来比较困难，投资较大，而且集线器间的距离也受到很大限制。而级联方式相对来说实现起来比较容易，投资也较便宜（带有级联端口的集线器随处都是，而且也不是很贵，况且还可以通过普通端口来实现级联），在距离上也是有很大余地的，可以达到单段双绞线网段的最大距离100m，实现起来比较灵活。但是不得不说明的一点就是堆栈方式在性能方面远比级联方式更具有优势，而且堆栈方式可以实现多台集线器统一管理。集线器间的级联除了能够增加集线器的端口数量外，还有一个重要作用就是延扩局域网络的范围（其实在同时也扩展了集线器的端口数）。对于10Base-T网络而言，非屏蔽双绞线所能允许的最长传输距离为100米，也就是说，网络范围为以集线器为中心的100m范围，这对于一个较大型的网络来说肯定是远远不够的。这时当计算机与集线器的距离超过100米时，就可以通过在线路的中间加一个集线器的方法来实现距离的扩展，只需要计算机到集线器以及集线器到集线器的距离均小于100米就可以上述解决问题。虽然集线器级连方式有专用Uplink端口方式和普通端口方式两种，但从网络连接距离来考虑的话最好选用Uplink端口方式，因为这种连接方式可以最大限度的保证下一个集线器的带宽和信号强度，而采用普通端口进行扩展的话信号衰减严重，而且带宽受网络影响较大，这对于有多级级联的网络中是比较注重的，网络扩展示意图如图26所示。 图26好了，以上介绍的是集线器的通用安装与连接方法，通过本篇的学习，读者一定可以轻松的选择使用集线器这一廉价的网络设备为自己家庭或者企业构建局域网。在下一篇将要介绍小型企业常见的纯集线器星形以太局域网配置方案，这个方案与前面所介绍的对等网最大区别就是在这个网络中使用的是专用网络操作系统，并且配置了专用服务器。当然利用集线器也可组建对等以太网，但配置方法与前面双机对等网配置方法基本一样，本教程就不再另外介绍了，参照即可。组建小型C/S网络通过前面几篇的学习，我们已经了解到有关局域网的知识，在网络设备方面我们也从基础应用方面学习了网卡和集线器这两种设备。并且已对对等局域网的组建、配置方法有了一个较全面的了解。有了以上的知识，我们就可以自己组建一个多于3台机的小型CS模式局域网，目前这种小型局域网在小型企业中还有相当多的用户，掌握这种局域网的组建方法是我们初学人员必须掌握的，这可为以后组建较大型网络打下坚实的基础。本篇就要具体介绍这种利用集线器构建的局域网的组建方法。一、纯集线器小型局域网结构通过前面的学习，我们知识集线器属于共享介质型的网络设备，它通常只用于小型局域网（10台左右的工作站）和网段。在此我们以一个小型企业局域网组建为例进行介绍。1所需设备在这样一个小型局域网中我们只需以下网络设备：1台文件服务器1块100Mbps（或10100Mbps自适应）带宽的RJ45接口以太网卡相应用户数台电脑（23台以内）相应用户数块10100Mbps自适应RJ45接口以太网卡一台24口10100Mbps以太网集线器相应用户条数按100Mbps接法法制作的直通超五类双绞网线，用于服务器和工作站与集线器的连接其它网络设备根据实际应用而定，如用于打印的打印机，用于备份的磁带机、刻录机等2网络拓扑结构小型纯集线器（单台集线器）星形以太网结构没有其它结构模式，都如图2所示。从图中可以看出，服务器是通过网卡与集线器的一普通端口相连，其它工作也是通过网卡与集线器的普通端口相连，服务器和工作站与集线器的连接网线都是采用“100Mbps法”制作的直通线，当然也可采用“一一对应法”制作，但建议采用100Mbps制作法，这样网络性能会更好些，具体的网线制作方法参见前面相应篇介绍。图2一般的小型企业，工作站用户不会超过20台，网络应用也非常简单，只是简单的资源共享。如果打印机要实现共享的话，也可直接接入任一台工作站或者服务器上（不推荐），然后通过共享设置使大家共享这台打印机。当然如果公司使用的是网络打印机，那可直接将打印机的打印服务器与集线器相连，但通常小型企业不会使用网络打印机，因为这类打印机非常贵，都在几千、上万元以上。在这种客户机服务器（CS）模式中，各用户的资源访问权限既可以通过对等网中的“共享”属性进行限制，但在NTFS文件格式的文件还可通过不同用户访问权限的设置来进一步限制，当然文件共享是先决条件。具体NTFS文件格式用户访问权限的配置最在后面的篇章中详细介绍，敬请留意，在此不作具体说明。公司的文件服务器通常可以选用入门级的服务器，价格也只有1万多元，有的企业干脆选用一台别人或者自己组装的PC服务器，实际上就是一台性能稍高的PC机，这对于整个网络性能非常不利，因为PC机无论在运算性能，还是在稳定性方面都远不如经过专门优化的服务器。况且价格也相差不多，为什么不去选购一台专门的服务器呢？二、局域网系统配置上面介绍了小型企纯单集线器结构局域网的硬件配置，非常简单！要使网络正常通信，除了硬件配置外，更重要的还是软件系统配置，特别是在这样一个配置非常简单的小型局域网中。软件系统配置与网络规模关系不大，通过本篇掌握了软件系统的配置后，在后面学习较大型局域网时，也就只需进