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    集線器(HUB)或交換機(Switch)是區域網中用得最為普及的裝置。一般情況下,它們為使用者查詢網路故障提供方便,如透過觀察與HUB(或Switch)連線埠的指示燈是否發亮,可以判斷網路連線是否正常。對於10/100Mb/s自適應HUB(或Switch)而言,還可透過連線埠指示燈的不同顏色來判斷被連線的電腦是工作在10Mb/s狀態下,還是100Mb/s狀態下。所以,在大多數應用場合,HUB(或Switch)的使用是有利於網路維護的。但是,因為HUB(或Switch)的使用不當或自身損壞,都將給網路的連線帶來問題。[故障現象]將網路從10Mb/s升級到100Mb/s後,網路無法正常工作。[故障分析處理]在區域網中,當網路的連線範圍較大時,可透過HUB之間的級聯擴大網路的傳輸距離。在10Mb/s網路中最多可級聯四級,使網路的最大傳輸距離達到600m。但當網路從10Mb/s升級到100Mb/s或新建一個100Mb/s的區域網時,如果採用普通的方法對100MHUB進行連線將使區域網絡無法正常工作。眾所周知,在100Mb/s網路中只允許對兩個100Mb/s的HUB進行級聯,而且兩個100Mb/sHUB之間的連線距離不能大於5m,所以100Mb/s區域網在使用HUB時最大距離為205m。如果實際連線距離不符合以上要求,網路將無法連線。這一點要引起足夠重視,否則在使用者規劃網路時很容易造成嚴重的錯誤。[故障現象]某單位自行組建一個區域網,使用了兩個16口(還帶一個級聯埠)的10M共享式集線器,所有電腦透過HUB與總機房的HUB相連。其中HUBA透過級聯埠連線到HUBB的第16個埠上,HUBB透過級連埠連線到總機房的HUB上,其他埠分別連線工作站。整個工作站使用靜態IP地址,其值分別為192.168.0.2、192.168.0.3……依次類推,192.168.0.1分配給NT伺服器使用,每臺電腦(包括伺服器)的子網掩碼全部為255.255.255.0。在正式連線伺服器前每設定一臺工作站,都使用Ping命令進行測試,結果全部都連通,而且HUBA所連線的工作站全部也能用Ping命令與HUBB所連線的工作站相通。但是,當連入了伺服器後,只有HUBB所連線的工作站能夠登入伺服器,而HUBA所連線的工作站卻無法登入。[故障分析處理]透過觀察電腦上網絡卡的指示燈,以及兩個HUB上各埠的指示燈,除發現HUBB的第16個埠與HUBA的級聯埠對應的指示燈不亮外,所有網絡卡和其他埠的指示燈都均勻發亮,說明電腦與HUB之間的連線均正常,因此問題極有可能是出在HUBA的級聯埠與HUBB的第16個埠上。按照這種情況,開始懷疑在HUBA的級聯埠和HUBB的第16個埠中至少有一個埠是壞的。為了進一步確認其埠是壞的,可將兩個HUB的位置進行的調換,但結果依然如舊。接下來試著把連線HUBA級聯埠的雙絞線插在了HUBB的別處的一個普通埠上,結果問題解決了,網路中所有的工作站都能與伺服器連通,而且兩個HUB所連線的工作站都能相互得到響應。由此可以看出,有些HUB的級聯埠和與之緊靠的一個埠不是獨立的兩個埠,而應屬於同一個埠(雖然存在兩個獨立的物理埠)。以前的許多HUB是使用了一個撥動開關在兩個埠之間進行級聯埠的選擇,而在隨後推出的產品中卻省了這個開關,但如果將其中一個埠作為級聯埠使用,另一個埠將無效。[故障現象]一臺連線兩幢樓的HUB經常燒壞,有時候一個月之中就要壞三四次。[故障分析處理]經測試,其中A樓的電源系統已經老化,零線絕對電壓是30V,火線絕對電壓是250V,而用萬用表量電壓還是220V;UB到B樓HUB,則兩個HUB要承受30V的電勢差,很可能因此而損壞。解決的辦法很簡單,只需在A樓的交換機房接一根地線即可。我們知道在環型網路中只存在一個物理訊號傳輸通道,都是透過一條傳輸介質來傳輸的,這樣就存在各節點爭搶通道的矛盾,傳輸效率較低。引入集線器這一網路集線裝置後,每一個站是用它自己專用的傳輸介質連線到集線器的,各節點間不再只有一個傳輸通道,各節點發回來的訊號透過集線器集中,集線器再把訊號整形、放大後傳送到所有節點上,這樣至少在上行通道上不再出現碰撞現象。但基於集線器的網路仍然是一個共享介質的區域網,這裡的共享其實就是集線器內部匯流排,所以當上行通道與下行通道同時傳送資料時仍然會存在訊號碰撞現象。當集線器將從其內部埠檢測到碰撞時,產生碰撞強化訊號(Jam)向集線器所連線的目標埠進行傳送。這時所有資料都將不能傳送成功,形成網路大塞車。出現這種網路現象我們可以用一個形象的現實情形來說明,那就是單車道上同時有兩個方向的車馳來。我們知道,單車道上通常只允許一個行駛方向的車透過,但是在小城鎮,條件有限通常沒有這樣的規定,單車道也很有可能允許兩個行馳方向的車透過,但是必須是不同時刻經過。在集線器中也一樣,雖然各節點與集線器的連線已有各自獨立的通道,但是在集線器內部卻只有一個共同的通道,上、下行資料都必須透過這個共享通道傳送和接收資料,這樣有可能像單車道一樣,當上、下行通道同時有資料傳送時,就可能出現塞車現象。很好理解吧?正因為集線器的這一不足之處,所以它不能單獨應用於較大網路中(通常是與交換機等裝置一起分擔小部分的網路通訊負荷),就像在大城市中心不能有單車道一樣,因為網路越大,出現網路碰撞現象的機會就越大。也正因如此,集線器的資料傳輸效率是比較低的,因為它在同一時刻只能有一個方向的資料傳輸,也就是所謂的單工方式。如果網路中要選用集線器作為單一的集線裝置,則網路規模最好在10臺以內,而且集線器頻寬應為10/100Mbps以上。集線器除了共享頻寬這一不足之處外,還有一個方面在選擇集線器時必須要考慮到,那就是它的廣播方式。因為集線器屬於純硬體網路底層裝置,基本上不具有智慧記憶能力,更別說學習能力了。它也不具備交換機所具有的MAC地址表,圖示如圖2所示。這種廣播發送資料方式有兩方面不足:加上以上所介紹的共享頻寬方式,就更加可能造成網路塞車現象,更加降低了網路執行效率。瞭解了集線器的工作原理後,我們再來了解一下集線器在區域網中的安裝與連線方法。接入裝置最重要的是它的介面技術,不同的介面應用於不同的應用環境,不同的應用又對應於相應的介面,不僅集線器如此,包括後面將要講到的交換機、路由器等都一樣。集線器的介面相對來說是最簡單的,為了使大家熟練地掌握集線器的各種應用連線,我們有必要對集線器的一些主要介面進行一下認識。集線器通常都提供三種類型的埠,即RJ-45埠、BNC埠和AUI埠,以適用於連線不同型別電纜構建的網路。一些高檔集線器還提供有光纖埠和其他型別的埠。(1)RJ-45介面RJ-45介面可用於連線RJ-45接頭,適用於由雙絞線構建的網路,這種埠是最常見的,一般來說乙太網集線器都會提供這種埠。我們平常所講的多少口集線器,就是指的具有多少個RJ-45埠。如圖3所示。集線器的RJ-45埠即可直接連線計算機、網路印表機等終端裝置,也可以與其他交換機、集線器等集線裝置和路由器進行連線。需要注意的是,當連線至不同裝置時,所使用的雙絞線電纜的跳線方法有所不同。具體參見前面介紹的網線製作篇內容介紹。(2)BNC埠BNC埠就是用於與細同軸電纜連線的介面,它一般是透過BNCT型接頭進行連線的,圖4所示的是一個集線器BNC埠透過BNC型接頭連線的示意圖。大多數10Mbit/s集線器都擁有一個BNC埠。當集線器同時擁有BNC和RJ-45埠時,由於既可透過RJ-45埠與雙絞線網路連線,又可透過BNC介面與細纜網路連線,因此,可實現雙絞線和細同軸電纜兩個採用不同通訊傳輸介質的網路之間的連線。這種雙介面的特性可用於相容原有的細同軸電纜網路(10Base-2),並可實現逐步向主流的雙絞線網路(10Base-T)的過渡,當然還可實現與遠端細同軸電纜網路(少於185米)之間的連線,下圖5所示的是一種透過集線器所帶有的BNC介面與雙絞線RJ-45介面連線兩種不同傳輸介質網路的網路連線示意圖。同樣,如果兩個網路之間的距離大於100米,使用雙絞線不能實現兩個網路之間的連線時,這時也可以透過集線器的BNC埠利用細同軸電纜傳輸將兩個輸網路連線起來,而兩個網路都可以仍採用雙絞線這種廉價、常見的傳輸介質,如圖6所示。不過要注意的是這兩個網路之間的距離仍不能大於185m。(3)AUI埠AUI埠可用於連線粗同軸電纜的AUI接頭,因此這種介面用於與粗同軸電纜網路的連線,它的示意圖如圖7所示,帶有這種介面的集線器比較少,主要是在一些骨幹級集線器中才具備。由於採用粗同軸電纜作為傳輸介質的網路造價較高,且佈線較為困難,所以,實踐中真正用於粗同軸電纜進行佈線的情況已十分少見。不過,由於單段粗同軸電纜的(10Base-5)所支援的傳輸距離高達500米,因此,完全可以使用粗同軸電纜作為較遠距離網路之間連線的通訊電纜。因此,也可以作為一種廉價的遠端連線解決方案。連線圖參照上圖6所示,所不同的這裡所採用的網路間的連線介質為粗同軸電纜。藉助於收發器,AUI埠也可實現與RJ-45介面、BNC介面甚至光纖介面的連線。下圖8所示的從左至右分別為:AUItoRJ-45收發器(用於實現AUI埠與RJ-45介面的連線)、AUItoBNC收發器(用於實現AUI埠與BNC介面的連線)、AUItoST收發器(用於實現AUI埠與光纖介面的連線)。當然這種收發器種類還有許多,如RJ-45toRS-232、RJ-45toBNC等。不過千萬不要小看這小小的玩意兒,猜一下其價格,我想多數情況下您是會把它看扁了,我第一次購買時也是怎麼也想不通的這個價格的,但問了許多家(還真難找),我才明白我得接受這個價格事實。一般來說這種產品,正品的要130元左右,是不是出乎您的意料呢?這種轉介面收發器主要品牌有:D-Link、HP等。這種產品起到一個介面型別轉換的作用(當然不是電纜連線這麼簡單,需要透過一定電路來完成的),所以通常稱之為轉接器。(4)集線器堆疊埠這種埠當然是只有可堆疊集線器才具備的,它的作用也就是如它的名字一樣,是用來連線兩個可堆疊集線器的。一般來說一個可堆疊集線器中同時具有兩個外觀類似的埠:一個標註為UP,另一個就標註為DOWN,在連線時是用電纜從一個集線器的UP埠連線到另一個可堆集線器的DOWN埠上,都是母頭,所以連線線端就必須都是公頭了,不過這種連線線是購買可堆疊集線器時廠家就會為您提供的,如果損壞或丟失,也可直接在電腦城做一條,只要對商家講明用途即可,埠示意圖如下圖9所示。集線器的安裝相對簡單,尤其是傻瓜集線器,只要將其固定在配線櫃並插上電源線即可。需要連線哪根雙絞線,就把哪根雙絞線的RJ-45頭插入至集線器埠即可。智慧集線器雖然也是固定好就能行使用,不過,如果想實現遠端管理,就必須進行必要的配置,為集線器指定IP地址資訊。另外在一些大的網路中一般都採用機架式集線器,這樣就涉及到集線器的機架安裝了。集線器從結構上來講有機架式和桌機式的兩種,一般部門用的集線器是採用桌面式;企業機房通常採用機架式。機架式集線器便於固定在一個固定的地方,一般是與其它集線器、交換機,還有的與伺服器安裝放在一個機櫃中,這一樣一來一則便於網路的連線與管理,同時也節省上裝置所佔用的空間。如果您在選購時所選購的是機架式的集線器時,您可以選配集線器機架(一般為廠家提供)。下面我們就來看一下機架式集線器的安裝。機架式的集線器一般都是與其它裝置一起安裝在機櫃中,這些機櫃當然在業界都有相應的結構標準的,特別是在尺寸方面有嚴格的規定(如寬度,1U(單元)的高度等),這樣所有裝置都可以方便、美觀地安裝在一起,這就是為什麼集線器裡面空空的,卻非要做得一樣大的原因所在,當然機箱大也有另一方面好處,那就是可以更好地散熱。在國際標準機櫃從寬度上大致可分19英寸、23英寸和24英寸三類,這主要是根據伺服器機櫃的要求而定的。根據安裝裝置數量的不同,還可以選擇不同高度的機櫃。機櫃的高度通常以U作為單位,U其實就是Unit的意思,中文的意思就是一單元,1U=1.75英寸。這種機櫃的安裝通常主要按以下幾步來進行。第1步:固定安裝支架在將集線器安裝至機櫃之前,應當先在集線器規定位置上安裝固定支架(這要參照操作手冊進行),這是為以後將集線器安裝在機架上作準備。不同的集線器,所安裝的支架有較大的差異,不過,安裝原理基本上是一致的。圖10所示的是Cisco集線器隨機提供的一種安裝支架。Cisco公司網路裝置的尺寸大多為19英寸(因為19英寸是國際上最為流行的機櫃標準),當將19英寸的網路裝置安裝至19英寸機櫃時,安裝支架的固定方式如圖11所示。當將機櫃的尺寸為23或24英寸時,網路裝置就需要安裝至23或24英寸機櫃中,安裝支架的固定方式就要如圖12所示。第2步:固定裝置安裝支架固定好之後,接下來要做的就是把安裝好支架的集線器裝置放入機櫃相應位置,並且固定在機櫃中了。其實這種安裝方法很容易,實際上只是固定幾個鏍釘即可,安裝方式參照圖13所示。第3步:固定導線器將集線器安裝至機櫃後,就要進行網線連線了,在一個機櫃中一般來說有好幾個網路裝置在地起,這樣也就有許多條網線集中在這個機櫃中,如果這些網線不理清楚的話對網路管理會帶來非常大的不便,為此我們就需要對網線進行捆綁安裝、整理。這時一般就要為網線安裝導線器,從而使成束地網線變得整齊和美觀,且易於管理。導線器的安裝方式如圖14所示。上面我們介紹了機架式集線器安裝在機櫃中的方法,這一般適用於較大網路中,對於小型辦公室,通常沒有機櫃,集線器只能安裝在桌面或牆面上。集線器在桌面上的安裝,可先固定安裝支架在桌面上,這種安裝方式要注意又有兩種不同的安裝方向:一種是讓集線器水平放置的水平安裝方式,如圖15為水平固定方式;另一種是讓集線器垂直放置,它的支架固定方式如圖16所示。集線器在牆面上安裝的方法同樣有兩種方式:一種是把集線器水平固定在牆上,則可採用如圖17所示的安裝方法;另一種是把集線器垂直安裝在牆上時,則要按圖18所示方式安裝。集線器的連線雖然簡單,基本上不需什麼配置,但是透過對它的連線原理的理解,可以更好地利用集線器,滿足中、小型網路應用需求。在正式介紹集線器的連線方法前,先來了解一下集線器的訊號轉發原理。

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