集線器是計算機網絡中常見的設備,主要作用是將來自多個節(jié)點的信號匯聚到一起并轉發(fā)到目標節(jié)點。根據(jù)它的工作原理和接口類型不同,可以將集線器分為以下兩種:
1.集線型集線器
集線型集線器是最簡單的一種類型,通常也稱為被動集線器,它只有一個入口和一個出口,對信號不做任何處理,只負責將信號輸入端口的電氣信號經過放大后轉發(fā)到所有其他端口上,因此無法對沖突進行檢測。
集線型集線器的特點是價格低廉、安裝方便,但帶寬和環(huán)網長度受到限制,擴展性差,且易產生沖突,已逐漸被淘汰。
2.中心型集線器
中心型集線器也稱為主動集線器,它具有更多的端口,通過內部電路對信號進行處理,可以檢測到沖突并按照一定的算法進行處理,有效避免了沖突。中心型集線器還可以根據(jù)需要區(qū)分優(yōu)先級、速率等信息,更適合大規(guī)模的網絡環(huán)境。
中心型集線器的優(yōu)點是帶寬高、工作穩(wěn)定可靠、支持多種網絡拓撲結構,缺點是較為復雜、價格較高,安裝維護難度大。
3.集線器的工作方式
無論是集線型集線器還是中心型集線器,它們的核心工作都是信號轉發(fā)。在正常情況下,每個節(jié)點向收發(fā)數(shù)據(jù)前應該先檢查是否有其他節(jié)點正在發(fā)送,若有則應當?shù)却欢螘r間后再發(fā)送。然而,由于網絡環(huán)境的不確定性以及人為操作的失誤,很容易出現(xiàn)兩個或多個節(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)的情況,這就導致了信號沖突。
集線器通過使用“碰撞域”和“廣播域”的概念來解決沖突問題。每個端口被視為一個碰撞域,處于同一碰撞域內的節(jié)點會爭奪傳輸權利。當一個節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)時,它會先檢查碰撞域中是否有數(shù)據(jù)正在傳輸,若沒有則直接發(fā)送。若已經發(fā)生沖突,則節(jié)點會等待一個隨機的時間片再重新爭奪傳輸權利,具體的等待時間和計數(shù)方法由集線器內部算法確定。
廣播域則是指所有與集線器相連的節(jié)點,屬于同一廣播域的節(jié)點可以互相通信,而不在同一廣播域的節(jié)點則需要經過路由器轉發(fā)才能互相通信。