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六、集线器和交换机

中继型集线器(集线器) 集线器是构成以太网拓扑的基本设备，为多端口设备，有四、八、十二口等，可级联构成分散星型拓扑。集线器均符合 IEEE802.3 中继单元要求。这些要求包括前导码生成、对称和幅度补偿。中继器必须对信号再定时，这样收发器和电缆引起的信号抖动不会在多网段传播时累积。这些设备能侦测出不完整的数据包和冲突，并产生一个阻塞信号相作用。它们还会自动隔离有问题的端口以维持网络正常工作。

接口转接器另一系列产品是接口转接器，有时称为收发器。它们将一种媒介转为另一种媒介。最重要的转换是双绞线至光纤的转换。由于很多集线器没有光纤端口，接口转接器就是用来支持网络中光纤的应用的。这些设备在网络中是透明。端口不存储帧也不检测碰撞，只是将一种媒介转为另一端兼容的信号。

交换型集线器(交换机) 交换型集线器可以取代中继型集线器并改善网络的性能。与物理层设备-中继型集线器不同，交换型集线器实际上是连接两个数据链路的网桥，也就是说碰撞域在每个交换机端口进行了终结。所以，增加了交换机就扩展了网络地理上的范围，级联交换机可以大规模地实现网络扩展交换机比中继型集线器复杂。双绞线端口自动与附属端口进行速率协商(10Mbps 还是100Mbps)。流量控制功能也通过协商进行。全双工网段采用 PAUSE 方案，半双工网段通常采用 backpressure 方案。交换机读取一个完整的帧并察看其源地址后就能查出所连以太网设备的端口位置。交换机随即产生一张端口地址表格并维护表的内容。从这时起，网络通信仅限于与本次传送有关的端口。由于同步的传送无需任何操作即可在这些端口上实现，网络的吞吐量提高了。表的内容会根据连接信息的变化自动刷新。

如果某个端口收到的信息需广播发送、群组发送或发送地址不详，交换机会自动把信息发至所有端口。与中继型集线器不同，这儿有多个碰撞域存在，每个碰撞域必须遵守上述的规则。

中继集线器可以与交换机端口相连。如果网络中都是交换机，则双绞线网段保持 100 米，但级联没有限制。在使用光纤前必须先注明是半、全双工。中继型集线器与交换型集线器的对比显然，交换机的性能比集线器提高一些，但集线器的优点是，容易理解，在任何一个端口都可以通过网络分析仪观测数据通讯。交换机则必须在某个端口实现广播发送方能测量。作为网桥，交换机存储、转发整个数据帧并引起了数据的延迟。集线器接收网络信号没有数据延迟。交换机级联还增加延时，因此，集线器和交换机在工业以太网专题">工业以太网中各有各的应用场合。

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