局域网监控技术局域网管理之局域网网络集线器,网络交换器,多端口中继器

如果说由于微型计算机的普及，导致了若干台微机相互连接，从而产生了局域网的话，那么由于网络的普遍应用，为了满足在更大范围内实现相互通信和资源共享，因而，导致了网络之间的互联。本节将介绍一般网络互联的硬件设备。 

网络互联时，必须解决如下问题：在物理上如何把两种网络连接起来。一种网络如何与另一种网络实现互访与通信，如何解决它们之间协议方面的差别，如何处理速率与带宽的差别，解决这些问题，协调，转换机制的部件就是中继器，网桥，路由器和网关等。 用硬件的方法解决网络之间的差异：

1．中继器： 传输介质超过了网段长度后，可用中继器延伸网络的距离，对弱信号予以再生放大，IEEE802标准规定最多允许四个中继器接五个网段。中继器工作在物理层，不提供网段隔离功能。

2．特殊的中继器：

 集线器与交换器(多端口中继器)：  (1)集线器： 是一种以星型拓并结构将通信线路集中在一起的设备，相当于总线， 工作在物理层，是局域网中应用最广的连接设备，按配置形式分为独立型hub，模块化hub和堆叠式hub三种。 智能型hub改进了一般hub的缺点，增加了桥接能力，可滤掉不属于自己网段的帧，增大网段的频宽，且具有网管能力和自动检测端口所连接的PC网卡速度的能力。 市场上常见有10M，100M等速率的hub。

 (2)交换器(switch)：  交换式以太网数据包的目的地址将以太包从原端口送至目的端，向不同 的目的端口发送以太包时，就可以同时传送这些以太包，达到提高网络实际吞吐量的效果。交换器可以同时建立多个传输路径，所以在应用联结多台服务器的网段上可以收到明显的效果。主要用于联hub，server或分散式主干网。 

按采用技术对交换器进行分类： 直通交换．(cut—through)：一旦收到信息包中的目标地址，在收到全帧之前便开始转发。适用于同速率端口和碰撞误码率低的环境。 存储转发：(store—and—forward)：确认收到的帧，过滤处理坏帧。适用于不同速率端口和碰撞，误码串高的环境。  应用注意： (1)选10／100M适应交换机。 (2)选两种以上技术的交换机。

3、网桥：  (1)过滤和转发。  (2)学习功能。 (3)连接不同的传输介质，无路径选择能力。

4、路由器： 在多个网络和介质之间实现网络互联的一种设备，是一种比网桥更复杂的网络互联设备。 

 主要功能： (1)分组转发，提供最佳路径，将不同硬件技术的网络互联起来。必要时进行分组格式和分组长度的转换。  (2)提供隔离，划分子网，路由器的每一端口都是一个单独的子网。  (3)提供经济合理的WAN接入。  (4)支持备用网络路径，支持网状网络拓扑，交换机，网桥要求，无环路拓扑。互联各种局域网和广域网。适用于大型交换网络。

可以认为使用Route后，形形色色的通信子网融为一体，形成了一个更大范围的网络，从宏观的角度出发,可以认为通信子网实际上是由路由器组成的网络，路由器之间的通信则通过各种通信子网的通信能力予以实现。

5．网关：

用来互联完全不同的网络。 主要功能：把一种协议变成另一种协议，把一种数据格式变成另一种数据格式，把一种速率变成另一种速率，以求两者的统一。提供中转中间接口。在Internet中，网关是一台计算机设备，它能根据用户通信用的计算机的IP地址，界定是否将用户发出的信息送出本地网络，同时，它还将外界发送给本地网络计算机的信息接收。

从OSI体系结构来看，集线器属于OSI的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。这就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法有效处理，不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过滤短帧、碎片等。

从工作方式来看，集线器是一种广播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候其他所有端口都有名收听到信息，容易产生广播风暴。当网络较大的时候网络性能会受到很大的影响，那么用什么方法避免这种现象的发生呢？交换机就能够起到这种作用，当交换相工作的时候只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口，那么交换机就能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生。

从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都共享一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据，其他端口只能等待；同时集线器只能工作在半双工模式下。而对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时并不影响其他端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下也可以工作在全双工模式下。