關于集線器與交換機相關知識
以太網(wǎng)是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準。該標準定義了在局域網(wǎng)(LAN)中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網(wǎng)在互聯(lián)設備之間以10~100Mbps的速率傳...
以太網(wǎng)是目前使用最廣泛的局域網(wǎng)技術,是一種局域網(wǎng)體系,使用CSMA/CD網(wǎng)絡訪問方法。
以太網(wǎng)是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準。該標準定義了在局域網(wǎng)(LAN)中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網(wǎng)在互聯(lián)設備之間以10~100Mbps的速率傳送信息包,雙絞線電纜10 Base T以太網(wǎng)由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成為應用最為廣泛的以太網(wǎng)技術。直擴的無線以太網(wǎng)可達11Mbps,許多制造供應商提供的產品都能采用通用的軟件協(xié)議進行通信,開放性最好。
△ 以太網(wǎng)的連接
拓撲結構:
總線型:所需的電纜較少、價格便宜、管理成本高,不易隔離故障點、采用共享的訪問機制,易造成網(wǎng)絡擁塞。早期以太網(wǎng)多使用總線型的拓撲結構,采用同軸纜作為傳輸介質,連接簡單,通常在小規(guī)模的網(wǎng)絡中不需要專用的網(wǎng)絡設備,但由于它存在的固有缺陷,已經逐漸被以集線器和交換機為核心的星型網(wǎng)絡所代替。
星型:管理方便、容易擴展、需要專用的網(wǎng)絡設備作為網(wǎng)絡的核心節(jié)點、需要更多的網(wǎng)線、對核心設的可靠性要求高。采用專用的網(wǎng)絡設備(如RS485集線器或以太網(wǎng)交換機)作為核心節(jié)點,通過雙絞線將局域網(wǎng)中的各臺主機連接到核心節(jié)點上,這就形成了星型結構。星型網(wǎng)絡雖然需要的線纜比總線型多,但布線和連接器比總線型的要便宜。此外,星型拓撲可以通過級聯(lián)的方式很方便的將網(wǎng)絡擴展到很大的規(guī)模,因此得到了廣泛的應用,被絕大部分的以太網(wǎng)所采用。
傳輸介質:
以太網(wǎng)可以采用多種連接介質,包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用于從主機到集線器或交換機的連接,而光纖則主要用于交換機間的級聯(lián)和交換機到路由器間的點到點鏈路上。同軸纜作為早期的主要連接介質已經逐漸趨于淘汰。
集線器是什么?
集線器英文名字是HUB,從字面意思上就可以知道它的功能所在,就是把線集合起來。
HUB工作在物理層,多個設備可以利用雙絞線連接HUB來實現(xiàn)物理層的互聯(lián)互通。
HUB內部還是采用總線共享的技術,所以還是采用CSMA/CD的技術進行交互,它接受到數(shù)據(jù)時就廣播一下,這樣所有連接這個HUB的設備都要接收并看一遍是不是自己的包。
集線器同中繼器一樣都是工作在物理層的網(wǎng)絡設備。
共享式以太網(wǎng)存在的弊端:由于所有的節(jié)點都接在同一沖突域中,不管一個幀從哪里來或到哪里去,所有的節(jié)點都能接受到這個幀。隨著節(jié)點的增加,大量的沖突將導致網(wǎng)絡性能急劇下降。而且集線器同時只能傳輸一個數(shù)據(jù)幀,這意味著RS485 HUB集線器所有端口都要共享同一帶寬。
交換機是什么?
前面講到,HUB工作在物理層,采用CSMA/CD技術進行交互,缺點是廣播多,沖突多。
而交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層,有幾點要知道:
?。?)以太網(wǎng)交換機內部是一個數(shù)字交叉網(wǎng)絡,而不是一條共享總線了。其好處是可以把各個終端進行暫時連接,互相獨立的交互數(shù)據(jù)。
?。?)每個端口有發(fā)送線路和接受線路,各有一個緩沖區(qū),可以暫時緩存終端發(fā)來的數(shù)據(jù),等線路資源空閑后再發(fā)送數(shù)據(jù)。
?。?)可以做到按端口轉發(fā),其原理是交換機可以根據(jù)數(shù)據(jù)幀頭中的目的MAC地址找到端口,該端口所連接的設備唯一接受該數(shù)據(jù)幀,這就避免了大量的沖突。
交換機的工作過程如下:
?。?)每個端口接收網(wǎng)絡上的所有數(shù)據(jù)幀。
?。?)利用接收到的數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址來建立MAC地址表(即是源地址學習),使用地址老化機制進行地址表的維護。
?。?)在MAC地址表中查找數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址。若找到,則發(fā)送到目的MAC地址設備所在的端口(不包括原端口)。;若找不到,則向所有端口發(fā)送(不包括原端口)。
?。?)對于廣播幀和多播幀則向所有的端口轉發(fā)。