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。

　　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。

　　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）。

　　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。

　　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。

（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。

　　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。

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