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集线器、交换器与相关机制  

2014-10-20 09:55:54|  分类: Linux技术文章 |  标签: |举报 |字号 订阅

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集线器、交换器与相关机制

  共不共享很重要,集线器还是交换器?

  刚刚我们上面提到了,当一个很忙碌的网络在运作时,集线器 (hub) 这个网络共享媒体就可能会发生碰撞的情况, 这是因为 CSMA/CD 的缘故。那有没有办法避免这种莫名其妙的封包碰撞情况呢?有的,那就使用非共享媒体的交换器即可啊!

  交换器 (switch) 等级非常多,我们这里仅探讨支援 OSI 第二层的交换器。交换器与集线器最大的差异,在于交换器内有一个特别的记忆体, 这个记忆体可以记录每个 switch port 与其连接的 PC 的 MAC 位址,所以,当来自 switch 两端的 PC 要互传资料时,每个讯框将直接透过交换器的记忆体资料而传送到目标主机上! 所以 switch 不是共享媒体,且 switch 的每个埠口 (port) 都具有独立的频宽哦!

  举例来说,10/100 的 Hub 上连结 5 部主机,那么整个 10/100Mbps 是分给这五部主机的, 美国空间所以这五部主机总共只能使用 10/100Mbps 而已。那如果是 switch 呢?由于『每个 port 都具有 10/100Mbps 的频宽』, 所以就看你当时的传输行为是如何了!举例来说,如果是底下的状况时,每个连线都是 10/100 Mbps 的。

  A 传送到 D 与 B 传送到 C 都独自拥有 10/100Mbps 的频宽,两边并不会互相影响! 不过,如果是 A 与 D 都传给 C 时,由于 C port 就仅有 10/100Mbps ,等于 A 与 D 都需要抢 C 节点的 10/100Mbps 来用的意思。 总之,你就是得要记得的是,switch 已经克服了封包碰撞的问题,因为他有个 switch port 对应 MAC 的相关功能, 所以 switch 并非共享媒体哦!同时需要记得的是,现在的 switch 规格很多, 在选购的时候,千万记得选购可以支援全双工/半双工,以及支援 Jumbo frame 的为佳!

  什么是全双工/半双工(full-duplex, half-duplex)

  前面谈到网络线时,我们知道八蕊的网络线实际上仅有两对被使用,一对是用在传送,另一对则是在接收。 如果两端的 PC 同时支援全双工时,那表示 Input/Output 均可达到 10/100Mbps, 亦即资料的传送与接收同时均可达到 10/100bps 的意思,总频宽则可达到 20/200Mbps 了 (其实是有点语病的,因为 Input 可达 10/100Mbps, output 可达 10/100Mbps , 而不是 Input 可直接达到 20/200Mbps 哦!)如果你的网络环境想要达到全双工时, 使用共享媒体的 Hub 是不可能的,因为网络线脚位的关系,无法使用共享媒体来达到全双工的! 如果你的 switch 也支援全双工模式,那么在 switch 两端的 PC 才能达到全双工哦!

  自动协调速度机制 (auto-negotiation):

  我们都知道现在的以太网络卡是可以向下支援的,亦即是 Gigabit 网络卡可以与早期的 10/100Mbps 网络卡连结而不会发生问题。但是,此时的网络速度是怎样判定呢? 早期的 switch/hub 必须要手动切换速度才行,新的 hub/switch 因为有支援 auto-negotiation 又称为 N-Way 的功能,他可自动的协调出最高的传输速度来沟通哦!如果有 Gigabit 与 10/100Mbps 在 switch 上面,企业邮箱 则 N-Way 会先使用最高的速度 (gigabit) 测试是否能够全部支援,如果不行的话,就降速到下一个等级亦即 100 Mbps 的速度来运作的!

  自动分辨网络线跳线或平行线 (Auto MDI/MDIX):

  那么我们是否需要自行分辨平行线与跳线呢?不需要啦!因为 switch 若含有auto MDI/MDIX 的功能时, 会自动分辨网络线的脚位来调整连线的,所以你就不需要管你的网络线是跳线还是平行线了!方便吧!

  讯号衰减造成的问题

  由于电子讯号是会衰减的,所以当网络线过长导致电子讯号衰减的情况严重时, 就会导致连线品质的不良了。因此,连结各个节点的网络线长度是有限制的哦! 不过,一般来说,现今的以太网络 CAT5 等级的网络线大概都可以支援到 100 公尺的长度, 所以应该无庸担心才是呐!

  但是,造成讯号衰减的情况并非仅有网络线长度而已!如果你的网络线折得太严重(例如在门边常常被门板压,导致变形) ,或者是自行压制网络线接头,但是接头部分的八蕊蕊线缠绕度不足导致电磁干扰严重, 或者是网络线放在户外风吹日晒导致脆化的情况等等,都会导致电子讯号传递的不良而造成连线品质恶劣, 此时常常就会发现偶而可以连线、有时却又无法连线的问题了!因此,当你需要针对企业内部来架设整体的网络时, 注意结构化布线可是很重要的哦!

  结构化布线

  所谓的结构化布线指的是将各个网络的元件分别拆开,分别安装与布置到企业内部, 则未来想要提升网络硬体等级或者是移动某些网络设备时,只需要更动类似配线盘的机柜处, 以及末端的墙上预留孔与主机设备的连线就能够达到目的了。例如底下的图示:

  在墙内的布线需要很注意,因为可能一布线完成后就使用 5-10 年以上哦!那你需要注意的仅有末端墙上的预留孔以及配线端部分。 事实上,光是结构化布线所需要选择的网络媒体与网络线的等级,还有机柜、机架,外贸企业邮箱以及美化与隐藏网络线的材料等等的挑选, 以及实际施工所需要注意的事项,还有所有硬体、施工所需要注意的标准规范等等, 已经可以写满厚厚一本书,而我这里的文章旨在介绍一个中小企业内部主机数量较少的环境, 所以仅提到最简单的以一个或两个交换器 (swtich) 串接所有网络设备的小型星形连线状态而已。

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