集線器連接與安裝

1、網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂之九：集線器的安裝與連接在上一篇我們介紹了集線器的有關(guān)基礎(chǔ)知識，本篇繼續(xù)要介紹與集線器的另一些重要方面，就是集線器的安裝與連接。我們通過上一篇的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道，集線器是一種最為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)集線設(shè)備，它主要工作于OSI的數(shù)據(jù)鏈路層。同時我們也已經(jīng)知道它幾乎是不需任何軟件配置，一種完全即插即用的純硬件式設(shè)備。盡管如此，由于它經(jīng)歷了較長的歷史發(fā)展時期，其技術(shù)也得到了一步步的發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也有許多需要特別注意的地方。要正確使用集線器，首先要了解的是集線器的基本工作原理，只有這樣才能正確選擇、安裝、連接集線器。一、集線器的基本工作原理我們知道在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中只存在一個物理信號傳輸通道，都是通過一條傳

2、輸介質(zhì)來傳輸?shù)?，這樣就存在各節(jié)點爭搶信道的矛盾，傳輸效率較低。引入集線器這一網(wǎng)絡(luò)集線設(shè)備后，每一個站是用它自己專用的傳輸介質(zhì)連接到集線器的，各節(jié)點間不再只有一個傳輸通道，各節(jié)點發(fā)回來的信號通過集線器集中，集線器再把信號整形、放大后發(fā)送到所有節(jié)點上，這樣至少在上行通道上不再出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象。但基于集線器的網(wǎng)絡(luò)仍然是一個共享介質(zhì)的局域網(wǎng)，這里的"共享"其實就是集線器內(nèi)部總線，所以當(dāng)上行通道與下行通道同時發(fā)送數(shù)據(jù)時仍然會存在信號碰撞現(xiàn)象。當(dāng)集線器將從其內(nèi)部端口檢測到碰撞時，產(chǎn)生碰撞強化信號（Jam）向集線器所連接的目標端口進行傳送。 這時所有數(shù)據(jù)都將不能發(fā)送成功，形成網(wǎng)絡(luò)"

3、大塞車"。出現(xiàn)這種網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象我們可以用一個形象的現(xiàn)實情形來說明，那就是單車道上同時有兩個方向的車馳來，如圖1所示。圖1我們知道，單車道上通常只允許一個行駛方向的車通過，但是在小城鎮(zhèn)，條件有限通常沒有這樣的規(guī)定，單車道也很有可能允許兩個行馳方向的車通過，但是必須是不同時刻經(jīng)過。在集線器中也一樣，雖然各節(jié)點與集線器的連接已有各自獨立的通道，但是在集線器內(nèi)部卻只有一個共同的通道，上、下行數(shù)據(jù)都必須通過這個共享通道發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，這樣有可能像單車道一樣，當(dāng)上、下行通道同時有數(shù)據(jù)發(fā)送時，就可能出現(xiàn)塞車現(xiàn)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(yīng)用于較大網(wǎng)絡(luò)中（通常是與交換機等設(shè)

4、備一起分擔(dān)小部分的網(wǎng)絡(luò)通信負荷），就像在大城市中心不能有單車道一樣，因為網(wǎng)絡(luò)越來，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)碰撞現(xiàn)象的機會就越大。也正因如此，集線器的數(shù)據(jù)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數(shù)據(jù)傳輸，也就是所謂的"單工"方式。如果器網(wǎng)絡(luò)中要選用集線器作為單一的集線設(shè)備，則網(wǎng)絡(luò)規(guī)模最好在10臺以內(nèi)，而且集線器帶寬應(yīng)為10/100Mbps以上。集線器除了共享帶寬這一不足之處外，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。因為集線器屬于純硬件網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備，基本上不具有"智能記憶"能力，更別說"學(xué)習(xí)"能力了。它也不具備交換機所具

5、有的MAC地址表，所以它發(fā)送數(shù)據(jù)時都是沒有針對性的，而是采用廣播方式發(fā)送。也就是說當(dāng)它要向某節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點，圖示如圖2所示。圖2這種廣播發(fā)送數(shù)據(jù)方式有兩方面不足：（1）用戶數(shù)據(jù)包向所有節(jié)點發(fā)送，很可能帶來數(shù)據(jù)通信的不安全因素，一些別有用心的人很容易就能非法截獲他人的數(shù)據(jù)包；（2）由于所有數(shù)據(jù)包都是向所有節(jié)點同時發(fā)送，加上以上所介紹的共享帶寬方式，就更加可能造成網(wǎng)絡(luò)塞車現(xiàn)象，更加降低了網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行效率。二、集線器的安裝了解了集線器的工作原理后，我們再來了解一下集線器在局域網(wǎng)中的安裝與連接方法。接入設(shè)備最重要的是它的接口技術(shù)，不同

6、的接口應(yīng)用于不同的應(yīng)用環(huán)境，不同的應(yīng)用又對應(yīng)于相應(yīng)的接口，不僅集線器如此，包括后面將要講到的交換機、路由器等都一樣。集線器的接口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(yīng)用連接，我們有必要對集線器的一些主要接口進行一下認識。1. 集線器常見端口集線器通常都提供三種類型的端口，即RJ-45端口、BNC端口和AUI端口，以適用于連接不同類型電纜構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)。一些高檔集線器還提供有光纖端口和其他類型的端口。（1）RJ-45接口RJ-45接口可用于連接RJ-45接頭，適用于由雙絞線構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，這種端口是最常見的，一般來說以太網(wǎng)集線器都會提供這種端口。我們平常所講的多少口集線器，就是指的具有多

7、少個RJ-45端口。如圖3所示。圖3集線器的RJ-45端口即可直接連接計算機、網(wǎng)絡(luò)打印機等終端設(shè)備，也可以與其他交換機、集線器等集線設(shè)備和路由器進行連接。需要注意的是，當(dāng)連接至不同設(shè)備時，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(wǎng)線制作篇內(nèi)容介紹。（2）BNC端口BNC端口就是用于與細同軸電纜連接的接口，它一般是通過BNC T型接頭進行連接的，圖4所示的是一個集線器BNC端口通過BNC 型接頭連接的示意圖。圖4大多數(shù)10Mbit/s集線器都擁有一個BNC端口。當(dāng)集線器同時擁有BNC和RJ-45端口時，由于既可通過RJ-45端口與雙絞線網(wǎng)絡(luò)連接，又可通過BNC接口與細纜網(wǎng)絡(luò)連接，

8、因此，可實現(xiàn)雙絞線和細同軸電纜兩個采用不同通訊傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)之間的連接。這種雙接口的特性可用于兼容原有的細同軸電纜網(wǎng)絡(luò)（10Base-2），并可實現(xiàn)逐步向主流的雙絞線網(wǎng)絡(luò)（10Base-T）的過渡，當(dāng)然還可實現(xiàn)與遠程細同軸電纜網(wǎng)絡(luò)（少于185米）之間的連接，下圖5所示的是一種通過集線器所帶有的BNC接口與雙絞線RJ-45接口連接兩種不同傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖。 圖5同樣，如果兩個網(wǎng)絡(luò)之間的距離大于100米，使用雙絞線不能實現(xiàn)兩個網(wǎng)絡(luò)之間的連接時，這時也可以通過集線器的BNC端口利用細同軸電纜傳輸將兩個輸網(wǎng)絡(luò)連接起來，而兩個網(wǎng)絡(luò)都可以仍采用雙絞線這種廉價、常見的傳輸介質(zhì)，如圖6所示。不過要

9、注意的是這兩個網(wǎng)絡(luò)之間的距離仍不能大于185m。圖6（3）AUI端口AUI端口可用于連接粗同軸電纜的AUI接頭，因此這種接口用于與粗同軸電纜網(wǎng)絡(luò)的連接，它的示意圖如圖7所示，目前帶有這種接口的集線器比較少，主要是在一些骨干級集線器中才具備。圖7由于采用粗同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)造價較高，且布線較為困難，所以，實踐中真正用于粗同軸電纜進行布線的情況已十分少見。不過，由于單段粗同軸電纜的（10Base-5）所支持的傳輸距離高達500米，因此，完全可以使用粗同軸電纜作為較遠距離網(wǎng)絡(luò)之間連接的通訊電纜。因此，也可以作為一種廉價的遠程連接解決方案。連接圖參照上圖6所示，所不同的這里所采用的網(wǎng)絡(luò)間的連接

10、介質(zhì)為粗同軸電纜。借助于收發(fā)器，AUI端口也可實現(xiàn)與RJ-45接口、BNC接口甚至光纖接口的連接。下圖8所示的從左至右分別為：AUI to RJ-45收發(fā)器（用于實現(xiàn)AUI端口與RJ-45接口的連接）、AUI to BNC收發(fā)器（用于實現(xiàn)AUI端口與BNC接口的連接）、AUI to ST收發(fā)器（用于實現(xiàn)AUI端口與光纖接口的連接）。當(dāng)然這種收發(fā)器種類還有許多，如RJ-45 to RS-232、RJ-45 to BNC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(shù)情況下您是會把它看扁了，我第一次購買時也是怎么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

11、。一般來說這種產(chǎn)品，正品的要130元左右，是不是出乎您的意料呢？這種轉(zhuǎn)接口收發(fā)器主要品牌有：D-Link、HP等。這種產(chǎn)品起到一個接口類型轉(zhuǎn)換的作用（當(dāng)然不是電纜連接這么簡單，需要通過一定電路來完成的），所以通常稱之為"轉(zhuǎn)接器"。圖8（4）集線器堆疊端口這種端口當(dāng)然是只有可堆棧集線器才具備的，它的作用也就是如它的名字一樣，是用來連接兩個可堆棧集線器的。一般來說一個可堆棧集線器中同時具有兩個外觀類似的端口：一個標注為"UP"，另一個就標注為"DOWN"，在連接時是用電纜從一個集線器的"UP"端口連接到另一個可堆集線器

12、的"DOWN"端口上，都是"母"頭，所以連接線端就必須都是"公頭"了，不過這種連接線是購買可堆棧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，端口示意圖如下圖9所示。圖92. 集線器的安裝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柜并插上電源線即可。需要連接哪根雙絞線，就把哪根雙絞線的RJ-45頭插入至集線器端口即可。智能集線器雖然也是固定好就能行使用，不過，如果想實現(xiàn)遠程管理，就必須進行必要的配置，為集線器指定IP地址信息。另外在一些大的網(wǎng)絡(luò)中一般都采用機架式集線器，這樣

13、就涉及到集線器的機架安裝了。集線器從結(jié)構(gòu)上來講有機架式和桌機式的兩種，一般部門用的集線器是采用桌面式；企業(yè)機房通常采用機架式。機架式集線器便于固定在一個固定的地方，一般是與其它集線器、交換機，還有的與服務(wù)器安裝放在一個機柜中，這一樣一來一則便于網(wǎng)絡(luò)的連接與管理，同時也節(jié)省上設(shè)備所占用的空間。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設(shè)備一起安裝在機柜中，這些機柜當(dāng)然在業(yè)界都有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)標準的，特別是在尺寸方面有嚴格的規(guī)定（如寬度，1U（單元）的高度等），這樣所有設(shè)備都可以方便、美觀地安裝在

14、一起，這就是為什么集線器里面空空的，卻非要做得一樣大的原因所在，當(dāng)然機箱大也有另一方面好處，那就是可以更好地散熱。在國際標準機柜從寬度上大致可分19英寸、23英寸和24英寸三類，這主要是根據(jù)服務(wù)器機柜的要求而定的。根據(jù)安裝設(shè)備數(shù)量的不同，還可以選擇不同高度的機柜。機柜的高度通常以"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。這種機柜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柜之前，應(yīng)當(dāng)先在集線器規(guī)定位置上安裝固定支架（這要參照操作手冊進

15、行），這是為以后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。圖10Cisco公司網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的尺寸大多為19英寸（因為19英寸是國際上最為流行的機柜標準），當(dāng)將19英寸的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝至19英寸機柜時，安裝支架的固定方式如圖11所示。當(dāng)將機柜的尺寸為23或24英寸時，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就需要安裝至23或24英寸機柜中，安裝支架的固定方式就要如圖12所示。圖11 圖12第2步： 固定設(shè)備安裝支架固定好之后，接下來要做的就是把安裝好支架的集線器設(shè)備放入機柜相應(yīng)位置，并且固定在機柜中了。其實這種安裝方法很容易

16、，實際上只是固定幾個鏍釘即可，安裝方式參照圖13所示。圖13第3步： 固定導(dǎo)線器將集線器安裝至機柜后，就要進行網(wǎng)線連接了，在一個機柜中一般來說有好幾個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在地起，這樣也就有許多條網(wǎng)線集中在這個機柜中，如果這些網(wǎng)線不理清楚的話對網(wǎng)絡(luò)管理會帶來非常大的不便，為此我們就需要對網(wǎng)線進行捆綁安裝、整理。這時一般就要為網(wǎng)線安裝導(dǎo)線器，從而使成束地網(wǎng)線變得整齊和美觀，且易于管理。導(dǎo)線器的安裝方式如圖14所示。圖14上面我們介紹了機架式集線器安裝在機柜中的方法，這一般適用于較大網(wǎng)絡(luò)中，對于小型辦公室，通常沒有機柜，集線器只能安裝在桌面或墻面上。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

17、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。圖15 圖16集線器在墻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墻上，則可采用如圖17所示的安裝方法；另一種是把集線器垂直安裝在墻上時，則要按圖18所示方式安裝。圖17圖18三、集線器的連接集線器的連接雖然簡單，基本上不需什么配置，但是通過對它的連接原理的理解，可以更好地利用集線器，滿足中、小型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求。在正式介紹集線器的連接方法前，先來了解一下集線器的信號轉(zhuǎn)發(fā)原理。1. 集線器的信號轉(zhuǎn)發(fā)原理集線器工作于OSI/RM參考模型的物理層

18、和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC（介質(zhì)訪問控制）子層。物理層定義了電氣信號，符號，線的狀態(tài)和時鐘要求，數(shù)據(jù)編碼和數(shù)據(jù)傳輸用的連接器。因為集線器只對信號進行整形、放大后再重發(fā)，不進行編碼，所以是物理層的設(shè)備。10M集線器在物理層有4個標準接口可用，那就是：10BASE-5、10BASE-2、10BASE-T、10BASE-F。10M集線器的10BASE-5（AUI）端口用來連接層1和層2 。集線器采用了CSMA/CD（載波幀聽多路訪問/沖突檢測）協(xié)議，CSMA/CD為MAC層協(xié)議，所以集線器也含有數(shù)據(jù)鏈路層的內(nèi)容。10M集線器作為一種特殊的多端口中繼器，它在連網(wǎng)中繼擴展中要遵循5-4-3規(guī)則，即：一個網(wǎng)段最

19、多只能分5個子網(wǎng)段；一個網(wǎng)段最多只能有4個中繼器；一個網(wǎng)段最多只能有三個子網(wǎng)段含有PC，如圖19，子網(wǎng)段2和子網(wǎng)段4是用來延長距離的。圖19集線器的工作過程是非常簡單的，它可以這樣的簡單描述：首先是節(jié)點發(fā)信號到線路，集線器接收該信號，因信號在電纜傳輸中有衰減，集線器接收信號后將衰減的信號整形放大，最后集線器將放大的信號廣播轉(zhuǎn)發(fā)給其他所有端口。2. 集線器的堆疊為了使集線器滿足大型網(wǎng)絡(luò)對端口的數(shù)量要求，一般在較大型網(wǎng)絡(luò)中都采用集線器的堆疊或級聯(lián)方式來解決。但這兩種方式的主要應(yīng)用場合不一樣，下面先來介紹堆疊方式。堆疊方式是指將若干集線器的以電纜通過堆棧端口連接起來，以實現(xiàn)單臺集線器端口數(shù)的擴充，要

20、注意的是只有可堆疊集線器才具備這種端口，一個可堆疊集線器中一般同時具有"UP"和"DOWN"堆疊端口，參見圖9。集線器堆棧是通過廠家提供的一條專用連接電纜，從一臺的"UP"堆棧端口直接連接到另一臺集線器的"DOWN"堆棧端口。堆棧中的所有集線器可視為一個整體的集線器來進行管理，也就是說，堆疊棧中所有的集線器從拓樸結(jié)構(gòu)上可視為一個集線器。如圖20所示的是一款3Com的SuperStack II PS Hub 40/50堆棧集線器的堆棧連接示意圖，而圖21所示的是Cisco FastHub 300/400堆棧集線器堆棧

21、連接示意圖。這種集線器間的連接通常不會占用集線器上原有的普通端口，而且在這種堆棧端口中具有智能識別性能，所以堆棧在一起的集線器可以當(dāng)作一臺集線器來統(tǒng)一管理。集線器堆疊技術(shù)采用了專門的管理模塊和堆棧連接電纜，能夠在集線器之間建立一條較寬的寬帶鏈路，這樣每個實際使用的用戶帶寬就有可能更寬（只有在并不是所有端口都在使用情況下）。圖20圖21采用堆疊的集線器端口擴展方式要受到集線器的種類和間隔距離的限制，首要條件是實現(xiàn)堆疊的集線器必須是可堆棧的；另一個這種堆棧連接一般彼此間隔非常近的向臺集線器之間的連接（廠家所能提供的堆棧連接電纜一般是1m的），所以這種集線器端口擴展連接方式受距離限制太大。3. 級聯(lián)

22、級聯(lián)是另一種集線器端口擴展方式，它是指使用集線器普通的或特定的端口來進行集線器間的連接的。所謂普通端口就是通過集線器的某一個常用端口（如RJ-45端口）進行連接，而所謂特殊端口就是集線器為級聯(lián)專門設(shè)計的一種"級聯(lián)端口"，一般都標有"UPLink"字樣。因為有兩種級聯(lián)方式，所以事實上所有的集線器都能夠進行級聯(lián)，至少可以通過普通端口進行。下面來分別看看這兩種級聯(lián)方式。（1）使用Uplink端口級聯(lián)"Uplink"級聯(lián)端口大多數(shù)集線器都會帶有，如圖22所示的就是一款帶有"Uplink"端口的集線器。當(dāng)使用集線器提供的專門

23、用于上行連接的"Uplink端口"時，通常可利用直通跳線的雙絞線將該端口連接至其他集線器上除"Uplink端口"外的任意端口。圖22 在這里就要注意了，級聯(lián)的兩臺集線器間，級聯(lián)雙絞電纜所連接的下一臺集線器的端口不再是我們想象的"UPlink端口"了，而是連接到普通端口上，連接示意圖如圖23所示。還有一點需要注意的是，有些品牌的集線器（如3Com）利用一個普通端口兼作Uplink端口，并利用一個開關(guān)（MDI/MDI-X轉(zhuǎn)換開關(guān)）在兩種類型間進行切換。如圖24所示的為3Com SuperStack II MDI/MDI-X切換開關(guān)。圖23圖24（2）使用普通端口級聯(lián)集線器間除了可以使用上面介紹的專用級聯(lián)端口（Uplink端口）進行級連外，還可以通過集線器的普通端口進行級聯(lián)，不過要注意的是這時所用的連接雙絞線要用反線了，就是說雙絞線的兩端要跳線，反跳的方法就是一端的第1-3與2-6腳下對調(diào)，連接如圖25所示。圖25從以上兩種集線器端口擴展方式（"堆棧"與"級聯(lián)"）可以看出堆棧方式實現(xiàn)起來比較困難，投資較大，而且集線器間的距離也受到很大限制。而級聯(lián)方式相對來說實現(xiàn)起來比較