集线器是什么,集线器定义

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导读

集线器是一种利用物理层反射信号来汇聚共享带宽的以太网连接设备 它工作在OSI七层模型的物理层 所有接口都属于一个冲突域

其工作原理相当简单 它是一个无智能的设备 只要简单地接收一个信号 并将它反射到所有其他接口上 它不识别MAC地址 也不检查帧 早期的集线器可以理解简单的帧传输 它只是将一个端口接收的数据直接复制到所有相连的端口实现广播 到现代的演变 主要是端口可以独立工作 一个端口向另一个端口发送数据时 其他端口可以接收 如果发送端口的数据不是广播帧或组播帧 交换机可以有选择地广播 直到第二代集线器开始出现路由能力

与交换机的区别 集线器与交换机差异巨大 集线器的接口是LAN接口 同一类接口 只能在同一冲突域操作 而交换机可以创建多个独立的冲突域 各端口是独立的 所以交换机是智能设备 集线器则没有 集线器所有端口共享一个带宽 是全双工还是半双工不重要 但共享 交换机每个端口可以独立工作的 交换机端对端连接具有独享带宽的特点 抗冲突能力强 集线器因为所有端口处于同一个冲突域 可能会频繁发生冲突并且形成广播风暴 损坏网络 交换机每个端口都有自己独立的冲突域 没有冲突 交换机可以提供全双工端口速度 快得多 使用光纤 比较的是使用铜线 传输速率确定下来了 接口速率也高 交换机使用更多都是千兆甚至万兆 采用全双工模式 集线器是半双工模式 最大传输频率/带宽有限 集线器适用于简单的小型网络或者共享网络环境

集线器现代应用场景非常有限 主要是两种情况 当网络节点数量不多 且数据流量不大时 一个集线器可以连接所有设备 进行共享式传输 比如学校电脑房的操作台或者是简单的共享打印机连接环境 此类局域网用户不多 流量流量较小 基本使用很友好 但最好是新的网络环境 全部使用交换机 另一种情况是连接一些带宽不足的设备 比如旧的服务器和一些共享应用 但这类场景现在更常用网吧交换机接入 再者某些特殊环境 连接老旧设备 或者构成简单中继段网络 但随着网络技术发展 这种需求越来越少 集线器已经过时

集线器的缺点十分明显 其最大的问题就是带宽共享 主机连接到集线器后 全部共享该背板带宽 端口数量越多 竞争严重的冲突域就越大网络效率低 李红时容易发生很多冲突是一个开放的冲突域 除非网络负载不对称 集线器本身无法解决 不具备拥塞避免机制 再者 易产生广播风暴 如果多个主机同时向获取冲突域中的节点发送广播 也波动性能 更糟糕的是 信号只能传输有限距离 因为只是简单的重复放大信号 而不能采取中继机制 现代路由器和交换机基于第三层网络进行转发 有地址转换等功能 集线器只能基于第二层地址进行转发 毕竟是一种过时的技术 信号在集线器传播时 通过线缆的距离有限 信号衰减导致在某些远距离传输不佳 集线器根本无法控制广播或者减少广播 也无法有效限制冲突域 出现问题时 只能大修升级 纠结的是集线器需要物理连接才能工作 没有初始设置 不具备IP地址 并且是不可配置的设备 设备数量一多管理就很困难

总之 集线器是一种早期的以太网连接设备 虽然定义它仍然存在 但现代网络建设和部署基本淘汰了它的使用 因为有更高效的交换机设备替代 其简单 极简的物理层机制虽然降低了成本 但在实际应用上效率和安全性不及交换机 除非在特定只能需求下 这种过时的网络设备才可能被应用