集线器的工作原理是什么？

2025-02-11 20:53:29

推荐回答（5个）

回答1：

集线器的工作原理是：集线器工作于OSI/RM参考模型的物理层和数据链路层的MAC（介质访问控制）子层。首先是节点发信号到线路，集线器接收该信号，因信号在电缆传输中有衰减，集线器接收信号后将衰减的信号整形放大，最后集线器将放大的信号广播转发给其他所有端口。

集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有交换机"智能记忆"能力和"学习"能力，也不具备交换机所具有的MAC地址表。它发送数据时没有针对性的，采用广播方式发送。当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。

扩展资料：

从局域网角度来区分，集线器可分为五种不同类型。

1、单中继网段集线器

最简单的集线器，是一类用于最简单的中继式LAN网段的集线器，与堆叠式以太网集线器或令牌环网多站访问部件(MAU)等类似。

2、多网段集线器

从单中继网段集线器直接派生而来，采用集线器背板，这种集线器带有多个中继网段。其主要优点是可以将用户分布于多个中继网段上，以减少每个网段的信息流量负载，网段之间的信息流量一般要求独立的网桥或路由器。

3、端口交换式集线器

该集成器是在多网段集线器基础上，将用户端口和多个背板网段之间的连接过程自动化，并通过增加端口交换矩阵(PSM)来实现的集线器。PSM可提供一种自动工具，用于将任何外来用户端口连接到集线器背板上的任何中继网段上。

4、网络互联集线器

端口交换式集线器注重端口交换，而网络互联集线器在背板的多个网段之间可提供一些类型的集成连接，该功能通过一台综合网桥、路由器或LAN交换机来完成。这类集线器通常都采用机箱形式。

5、交换式集线器

集线器和交换机之间的界限已变得模糊。交换式集线器有一个核心交换式背板，采用一个纯粹的交换系统代替传统的共享介质中继网段。此类产品已经上市，并且混合的(中继/交换)集线器很可能在以后几年控制这一市场。

参考资料来源：百度百科-集线器

回答2：

集线器的工作原理是：

集线器工作于OSI/RM参考模型的物理层和数据链路层的MAC（介质访问控制）子层。物理层定义了电气信号，符号，线的状态和时钟要求，数据编码和数据传输用的连接器。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点（如下图所示）。集线器（HUB）属于数据通信系统中的基础设备，它和双绞线等传输介质一样，是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。它被广泛应用到各种场合。因为集线器只对信号进行整形、放大后再重发，不进行编码，所以是物理层的设备。

回答3：

谈起集线器的工作原理，就不能不说说以太网的性质和载波监听多路访问/ 冲突检测机制。

---- 以太网是一种流行的分组交换局域网技术。最初以太网的设计使用的是同轴电缆，电缆本身是无源的，所有使网络运转的的有源电子元件都连到了与网络连接的计算机上。

---- 计算机与以太网同轴电缆相连要求有一个硬件设备，叫做收发器。收发器通常是与以太网相邻的一个小硬件。除了在以太网上检测和控制电信号的模拟硬件以外，收发器中也包括数字电路，允许它与数字计算机通信。收发器可以检测到以太网上被使用，并将其上的电信号进行模- 数转换或数- 模转换。有一根连接单元接口AUI(Attachment Unit Interface) 电缆，它把收发器连到某个主机的适配板上。AUI 电缆非正式地被称为收发器电缆，它包括多根金属线。这些金属线运载操作收发器所需要的电流、控制收发器操作的信号、以及被发送和接受的分组的内容。

---- 标准以太网是一种具有尽最大努力投递含义和分布式接入控制的10Mbps 的广播式总线技术。因为所有站共享同一通信道，所以它是总线方式的；因为所有收发器都能收到每次发送，所以它是广播方式的。收发器把所有来自电缆的分组传给主机接口，由主机接口来选择计算机要接收的分组并滤除掉其他的分组。

---- 以太网之所以采用尽最大努力投递（best-effort delivery）的机制，是因为硬件没有向发送者提供任何信息来判断所要发送的分组是否已被发送。例如，如果目的主机偶尔掉电，那么发送给它的分组将丢失，而发送者不会得到通知。

---- 以太网的接入控制是分布式的，因为，不像某些网络技术，以太网没有任何中央权力来授权接入。以太网的接入方式叫做具有冲突检测的载波监听点接入CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）。它是CSMA 的，因为多台机器可同时接入以太网，并且各机探测是否存在载波来决定以太是否空闲；当某主机接口要发送一个分组时，它首先监听以太，看是否有报文正在发送（即执行载波监听）。当没有监听到发送时，主机接口开始发送。每次发送都在一个限定的时间内完成（因为有一个最大分组长度）。另外，硬件必须在两次发送之间保持一个最小空闲时间，也就是说，没有一对正在通信的机器可以连续使用网络而不给其他机器接入网络的机会。

---- 当收发器开始发送时，信号并不同时到达网络各处，而是大约以光速的80% 的速率在电缆上传输。这样就可能有两个收发器同时探测到网络空闲，并同时开始发送。当这两个电信号交汇时，它们混杂在一起，每个信号都失去意义了。这种事件叫做冲突（collision）。

---- 以太网以一种巧妙的方式处理冲突。每个收发器在发送时监视电缆，看是否有外来信号干扰其发送。从技术上说，这种监视叫做冲突检测CD（Collision Detect），使以太网成为一个CSMA/CD 网。当检测到冲突时，主机接口放弃本次发送，等待活动停止，再次试发送, 要避免所有收发器都发送而导致每次发送都产生冲突，使整个网络拥塞。为避免这种局面，以太网使用一种二进制指数退避策略（Binary Exponential Backoff Policy）：发送者在第一次冲突后延迟一个随机时间，如果第二次发送也产生冲突的话，则延迟第一次时延的两倍；若第三次发送还冲突的话，就延迟四倍等等。执行指数退避的考虑是：如果发生许多站点同时发送的事件，将发生严重的拥塞。在这种拥塞中，很可能两个站点选择非常接近的随机时间进行退避。这样，发生另一次冲突的可能性是很高的。通过使延迟时间加倍，指数退避策略会很快把站点重新发送的时间间隔显著拉开，使发生再一次冲突的可能性变得非常非常小了。

---- 集线器属于数据通信设备，工作于LAN 环境中，主要用于OSI（Open System InterConnection）参考模型第一层，因此，又被称为物理层设备，每个经集线器连接的节点都需要一条专用的线缆。集线器内部采用电器互联，当维护LAN 环境的逻辑总线或环型结构时，用集线器可以建立一个物理的星型网络结构。在这方面，集线器起到了多端口中继器的作用。在以太网环境下，集线器向每个端口（数据接受端口除外）广播所接受的数据帧，由CSMA/CD（载波监听多路访问/ 冲突检测）机制决定最终接受方。以太网是机器之间的链路级连接，因此，把被传输的数据看作一帧，集线器端口接受一台主机接口发送的数据帧，每一帧的帧格式包括源站地址和目的站地址以及一个前同步码（Preamble）、类型字段、数据字段和循环冗余校验码（CRC）。前同步码是64 位"0"、"1" 交替序列，用来帮助接受网点实现同步。类型字段包括一个16 位的整数，用来识别帧上所载数据的类型。数据字段是此帧所载的真实数据。32 位循环冗余校验码帮助接口检测发送错误，它实际上是一种函数运算方法，用来校验发送数据与接受数据的一致性。集线器对两段电缆之间的电信号进行中继，再根据帧格式中的目的站地址决定最终接受方，即目标主机。这种工作方式与网桥(Bridge) 和交换机(Switch) 的工作机理存在很大的区别；Bridge 和Switch 首先分析所接受的数据帧, 并根据数据帧中包含的信息作出转发决定, 然后将数据帧转发目的节点。并且，Bridge 和Switch 可以通过使用不同的数据链路层协议（如以太网协议、令牌环、FDDI）实现控制数据流量、处理传输错误、提供物理编址、管理物理介质的访问等功能，而对于工作于物理层的集线器来讲，却不具有这样的功能。但集线器的廉价实用性，仍然是LAN 网络扩展的极佳选择。

回答4：

集线器的工作原理
集线器实质上是一个多端口中继器。在局域网内,集线器是中枢，是为优化网络布线结构、简化网络管理而设计的。用集线器连接的网络，拓扑结构呈星形，但内部仍用广播方式工作，因此仍然是总线型网络,应遵守总线型以太网组网规则。
集线器具有信号再生、重新定时以及碰撞检测等功能:当数据信号到达集线器时，集线器先对此信号的幅度和相位失真进行补偿，然后将再生的信号向与集线器相连的其他站点广播，所以在共享集线器下面同一网段的所有机器的网卡都能接收到数据。

回答5：

集线器工作原理集线器实质端口继器局域网内,集线器枢,优化网络布线结构、简化网络管理设计用集线器连接网络,拓扑结构呈星形,内部仍用广播式工作,仍总线型网络,应遵守总线型太网组网规则集线器具信号再、重新定及碰撞检测等功能:数据信号达集线器,集线器先信号幅度相位失真进行补偿,再信号向与集线器相连其站点广播,所共享集线器面同网段所机器网卡都能接收数据图214表示端口接收已衰减信号,经整形放再广播另外7端口情况站点同发送,集线器根据检测冲突产冲突强化信号,并发向集线器连接所站点

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