计算机网络技术教程4集线器

第4章集线器4.1集线器概述

4.2集线器的安装与连接

4.3集线器故障的检测与排除

4.4操作实验：使用集线器组建局域网1计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第1页。本章学习提示重点：1.集线器的基本功能和性能；2.集线器的安装和连接方法；3.集线器的故障检测方法。难点：1.集线器的安装与连接方法；2.集线器的故障检测方法。2计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第2页。第4章集线器

集线器属于数据通信系统中的基础设备，用于连接非屏蔽双绞线或光纤传输介质的以太网系统，是组成10Base-T、100Base-T、10Base-F和100Base-F以太网的中心连接设备。3计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第3页。4.1集线器概述

集线器也称为集中器，通常直接称呼其英文名称HUB（中心、集中），是将网线集中到一起的网络基本设备，也是多台主机和设备的连接器。4.1.1

集线器的应用及其功能

1.应用案例：图4-1集线器的应用

4计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第4页。图4-1集线器的应用5计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第5页。2.主要功能⑴连接各个计算机和设备以构成局域网，从而实现资源共享⑵扩展网络的距离⑶具有信息分发的功能4.1.2集线器的工作原理及特点1.工作原理连接在集线器端口上的所有结点共享一个带宽。6计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第6页。

集线器工作在物理层和数据链路层的MAC（介质访问控制）子层。因此，它只负责物理信号的再生放大传输。传输的方法：将从任一个端口或结点接收到的一个数据帧采用广播方式分发到其他的所有连接端口。

——易产生网络广播风暴采用“先听后说”的CSMA/CD介质访问控制方法。

计算机上所有的端口都工作在半双工传输模式。因此，集线器上的每一个端口在某一时刻只能进行单一方向的数据传输，即要么发送数据帧，要么接收数据帧。7计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第7页。2.特点优点：

(1)组网灵活，安装极为简单，几乎不需要配置。

(2)集线器是一个多端口的信号放大设备，通过级联可以扩展网络传输介质的距离。

(3)使用集线器可以连接不同传输介质的同构的网络。

(4)网络管理和维护方便。缺点：

(1)带宽受限。

(2)广播方式，易造成网络广播风暴，造成网络堵塞。

(3)半双工传输模式，网络通信效率低。

根据工程经验，采用10Mbps集线器的站点不宜超过25个，采用100Mbps集线器的站点不宜超过35个。8计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第8页。4.1.3

集线器的分类1.按照集线器的尺寸分(1)机架式集线器

外形几何尺寸符合工业规范、可以安装在19英寸机柜中的集线器。图4-23COM公司的、24口的机架式集线器9计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第9页。1.按照集线器的尺寸分(2)桌面式集线器外形几何尺寸不符合19英寸工业规范、不宜安装在机柜中的集线器。图4-3深圳普联技术有限公司生产的8口的10Mbps桌面式以太网集线器10计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第10页。2.按照集线器的背板带宽分3.按照集线器是否支持网管功能分10Mbps集线器

100Mbps集线器

10Mbps/100Mbps自适应集线器

哑集线器（即：傻瓜集线器）智能集线器（即：可网管型集线器）可通过SNMP（简单网络管理）协议对集线器进行远程监控和管理。面板上提供“CONSOLE”端口。11计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第11页。4.按照扩展方式分(1)独立式集线器独立式集线器堆叠式集线器模块式集线器

独立式集线器是与网络中的其它设备相隔离的，可以通过同轴电缆、双绞线或光纤与其他的集线器连接。

既可以是哑集线器又可以是智能集线器。安装简单、连接很简便。适合于较小的独立部门、家庭、办公室或实验室环境。图4-5TP-LINK公司的、24口100Mbps独立式集线器12计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第12页。(2)堆叠式集线器

能够使用专门的连接线，通过专用的端口将若干集线器堆叠在一起，从而将堆叠中的几个集线器视为一个集线器来使用和管理的集线器。

从物理上来看，堆叠式集线器被设计成多台集线器连在一起，并被置于一个单独的电信机柜中；从逻辑上来看，堆叠式集线器代表了一个大型的集线器。可以堆叠在一起的最大数目随品牌、型号不同而异。图4-6

堆叠式集线器13计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第13页。(3)模块式集线器

一般都配有机架，和PC机类似，模块式集线器带有多个卡槽，每个卡槽可插入一块通信卡（也称为适配器），每块卡的作用就相当于一个独立式集线器，多块卡通过安装在机架上的通信底板进行互连并进行相互间的通信。图4-7

模块式集线器优点：①可靠性高②提供了扩展槽来连接增加的网络设备14计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第14页。4.1.4集线器常见指示灯状态说明

各种型号集线器指示灯的数量不同，其状态定义也不同。以TP－LINK的HD24E集线器为例。指示灯名称文字标识状态说明电源指示灯Power红色且常亮冲突检测指示灯10Mbpsc01绿色且常亮10Mbps，冲突时100Mbpsc01绿色且常亮100Mbps，冲突时端口状态指示灯Link绿色且常亮数据传送时，绿色闪烁15计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第15页。4.1.5

组网时集线器的选型是普通集线器，还是堆叠式集线器？是非智能集线器，还是智能集线器？是否支持网管功能？端口数量是多少？端口支持哪几种接口类型？对于堆叠式集线器，还需考虑：·支持堆叠的集线器数量最多是多少？·集线器的背板带宽是多少？·是否支持网管功能？·最多可支持的端口数量是多少？·支持哪几种局域网协议？16计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第16页。4.2集线器的安装与连接4.2.1集线器的常见端口目前，常见的三种类型的端口：RJ-45端口BNC端口AUI端口17计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第17页。集线器堆叠端口

连接时，通过一根专用连接电缆将一个集线器的“UP”端口与另一个集线器的“DOWN”端口相连。18计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第18页。4.2.2集线器的安装1.机架式集线器的安装桌面式机架式机架式集线器一般都与其它设备一起安装在机柜中。机柜的结构标准：宽度19英寸23英寸24英寸高度：以“U”（Unit的缩写）作为单位，1U=1.75英寸。1英寸＝2.54厘米1U=4.445厘米。19计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第19页。图4-14Cisco集线器随机提供的安装支架(1)固定安装支架图4-1519英寸机柜安装支架的固定方式图4－1619英寸的设备安装至23或24英寸机柜中20计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第20页。(2)固定集线器(3)固定导线器图4-17集线器装入机柜示意图图4-18导线器的安装方式21计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第21页。2.桌面式集线器的安装(1)在桌面上安装集线器①水平放置②垂直放置图4-19集线器在桌面上的水平固定方式图4-20集线器在桌面上的垂直固定方式22计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第22页。(2)在墙面上安装集线器水平固定垂直安装图4-21集线器在墙面上的水平固定方式图4-22集线器在墙面上的垂直固定方式23计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第23页。4.2.3集线器的连接1.堆叠式集线器大型网络中都采用堆叠式集线器或模块式集线器。连接方法：通过一条专用连接电缆将一台集线器的“UP”堆叠端口直接连接到另一台集线器的“DOWN”堆叠端口，以实现集线器端口数的扩充。

采用集线器的堆叠端口进行端口扩展的方式要受到集线器的种类和间隔距离的限制。<1米堆叠式集线器24计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第24页。图4-233Com公司生产的SuperStackIIPSHub40/50堆叠式集线器的连接示意图图4-24Cisco公司生产的FastHub300/400堆叠式集线器连接示意图25计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第25页。2.集线器的级联

使用集线器普通的或特定的端口来进行集线器间的连接。普通端口——集线器的某一个用于连接网络设备的端口（如RJ-45端口）。特殊端口——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。使用Uplink端口使用普通端口两种级联方式图4-25带有Uplink端口的集线器26计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第26页。(1)使用Uplink端口级联

使用直通线将该端口连接至其他集线器上除“Uplink”端口外的任意端口。图4-26使用Uplink端口级联示意图有些品牌（如3Com）的集线器利用一个普通端口和Uplink端口共享一个端口，并利用一个开关（MDI/MDI-X转换开关）在两种类型间进行切换。图4-273ComSuperStackIIMDI/MDI-X的切换开关使用什么类型的双绞线？27计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第27页。TP-LINKTL-HP8MU以太网集线器背面板和右侧图Uplink端口与端口8切换开关Uplink端口与端口8共享端口28计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第28页。TP-LINKTL-HP8MU以太网集线器部分RJ-45端口Uplink端口与端口8共享端口级联时，须将切换开关拨到Ⅱ处。29计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第29页。(2)使用普通端口级联注意：应该使用交叉线进行连接！使用什么类型的网线？30计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第30页。3.“堆叠”与“级联”扩展方式的比较内容堆叠级联实现难易程度难易价格高低集线器间的距离<1米<100米管理容易难性能(如带宽等)高低31计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第31页。4.3集线器故障的检测与排除

集线器的每个端口连接端口都对应有指示灯。根据指示灯的状态可以判断网络连接是否正常。10/100Mbps自适应集线器，还可通过连接端口指示灯的不同颜色来判断被连接的计算机是工作在10Mbps状态下，还是工作在100Mbps状态下。32计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第32页。4.3.1常见故障及排除方法

集线器自身损坏故障

集线器某些接口接触不良故障

集线器扩展错误

网络带宽不匹配4.3.233计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第33页。1.集线器自身损坏故障(1)集线器指示灯不亮。

①检查给集线器供电的插座是否有电。

②集线器电源开关是否打开。

③送修。如果①、②均排除，则是集线器电源模块出现问题。这种情况下，最好送厂家指定维修点或专业维修点维修。当然也可以通过万用表和线路测试仪等设备检测、维修。4.3.1常见故障及排除方法排障方法：故障现象：一般表现为集线器电源指示灯显示微弱或不亮，通过此集线器连接的设备之间均不能通信等。34计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第34页。(2)集线器电源指示显示微弱排障方法：关闭集线器；使用万用表测量集线器供电插座的电压是否偏低。如果电压正常，一般是集线器电源模块出现了问题，应立即送往专业维修点维修。返回35计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第35页。2.集线器某些接口接触不良故障

可以通过集线器各接口对应的指示灯或者和此端口连接的网卡指示灯判断。故障现象：①指示灯时灭时亮或者不正常。②某个网段速度比其他网段速度慢许多甚至彻底不通。

检查接口金属簧片是否生锈、是否有灰尘杂物，或者换一个接口来排除此故障。排障方法：返回36计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第36页。3.集线器扩展错误①集线器之间无法连通②网络传输速度很慢故障现象：

在10Base-T中，任意两台电脑间最多不能超过5段线（既包括HUB到HUB的连接线缆，也包括HUB到电脑间的连接线缆）、4台HUB，并且只能有3台HUB能直接与电脑等网络设备连接。图4-3010Base-T网络的最大拓扑结构排障方法：按规定重新连接HUB和电脑。返回37计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第37页。4.网络带宽不匹配故障现象：网络速度很慢。可以通过集线器上的冲突指示灯来判断是否由于网络带宽偏小而引起了大量冲突现象。排障方法：

①重新配置网络结构或购置堆叠集线器；

②用交换机取代集线器返回38计算机网络技术教程4集线器全文共45页，当前为第38页。4.3.2典型故障分析1．集线器在1