集線器的基本工作原理

我們知道在環型網路中只存在一個物理訊號傳輸通道，都是通過一條傳輸介質來傳輸的，這樣就存在各節點爭搶通道的矛盾，傳輸效率較低。引入集線器這一網路集線裝置後，每一個站是用它自己專用的傳輸介質串連到集線器的，各節點間不再只有一個傳輸通道，各節點發回來的訊號通過集線器集中，集線器再把訊號整形、放大後發送到所有節點上，這樣至少在上行通道上不再出現碰撞現象。但基於集線器的網路仍然是一個共用介質的區域網路，這裡的"共用"其實就是集線器內部匯流排，所以當上行通道與下行通道同時發送資料時仍然會存在訊號碰撞現象。當集線器將從其內部連接埠檢測到碰撞時，產生碰撞強化訊號（Jam）向集線器所串連的目標連接埠進行傳送。 這時所有資料都將不能發送成功，形成網路"大塞車"。
　　出現這種網路現象我們可以用一個形象的現實情形來說明，那就是單車道上同時有兩個方向的車馳來，1所示。
　　

　

　　我們知道，單車道上通常只允許一個行駛方向的車通過，但是在小城鎮，條件有限通常沒有這樣的規定，單車道也很有可能允許兩個行馳方向的車通過，但是必須是不同時刻經過。在集線器中也一樣，雖然各節點與集線器的串連已有各自獨立的通道，但是在集線器內部卻只有一個共同的通道，上、下行資料都必須通過這個共用通道發送和接收資料，這樣有可能像單車道一樣，當上、下行通道同時有資料發送時，就可能出現塞車現象。很好理解吧？
　　正因為集線器的這一不足之處，所以它不能單獨應用於較大網路中（通常是與交換器等裝置一起分擔小部分的網路通訊負荷），就像在大城市中心不能有單車道一樣，因為網路越來，出現網路碰撞現象的機會就越大。也正因如此，集線器的資料轉送效率是比較低的，因為它在同一時刻只能有一個方向的資料轉送，也就是所謂的"單工"方式。如果器網路中要選用集線器作為單一的集線裝置，則網路規模最好在10台以內，而且集線器頻寬應為10/100Mbps以上。
　　集線器除了共用頻寬這一不足之處外，還有一個方面在選擇集線器時必須要考慮到，那就是它的廣播方式。因為集線器屬於純硬體網路底層裝置，基本上不具有"智能記憶"能力，更別說"學習"能力了。它也不具備交換器所具有的MAC地址表，所以它發送資料時都是沒有針對性的，而是採用廣播方式發送。也就是說當它要向某節點發送資料時，不是直接把資料發送到目的節點，而是把資料包發送到與集線器相連的所有節點，圖示2所示。
　　

　　這種廣播發送資料方式不足：（1）使用者資料包向所有節點發送，很可能帶來資料通訊的不安全因素，一些別有用心的人很容易就能非法截獲他人的資料包；（2）由於所有資料包都是向所有節點同時發送，加上以上所介紹的共用頻寬方式，就更加可能造成網路塞車現象，更加降低了網路執行效率。(3)非雙工傳輸，網路通訊效率低。集線器的同一時刻每一個連接埠只能進行一個方向的資料通訊，而不能像交換器那樣進行雙向雙工傳輸，網路執行效率低，不能滿足較大型網路通訊需求。 

類別:按對輸入訊號的處理，可以分為無源HUB、有源HUB、智能HUB。

無源HUB：它是最次的一種，不對訊號做任何的處理，對介質的傳輸距離沒有擴充，並且對訊號有一定的影響。串連在這種HUB上的每台電腦，都能收到來自同一HUB集線器上所有其它電腦發出的訊號。 　　

有源HUB：有源HUB與無源HUB的區別就在於它能對訊號放大或再生，這樣它就延長了兩台主機間的有效傳輸距離； 　　

智能HUB：智能HUB除具備有源HUB所有的功能外，還有網路管理及路由功能。在智能HUB網路中，不是每台機器都能收到訊號，只有與訊號目的地址相同地址連接埠電腦才能收到。有些智能HUB可自行選擇最佳路徑，這就對網路有很好的管理。 

集線器的準系統是資訊分發，它把在一個連接埠接收到的訊號向所有連接埠分發出去。有些集線器在分發訊號之前將弱訊號重建，有些集線器整理訊號的時序，以提供所有連接埠間的同步資料通訊。 在我們常見的區域網路中，集線器大致分為共用式集線器和交換式集線器。 共用式集線器不能提高網路效能，也不能活動訊號錯誤。它們只是簡單地從一個連接埠接收資料並通過所有連接埠分發，這是集線器可以做的最簡單的事情。它是星形拓撲乙太網路的入門級裝置，本文中的集線器就屬此類。此集線器的總頻寬為10M/s，如果我們共串連了4台工作站，當這4台工作站同時上網時，每台工作站的平無頻寬將僅為10/4即2.5M/s。 

交換式集線器(Switch HUB)與共用式集線器不同，它具有訊號過濾的功能。它只將訊號傳送給某一已知地址的連接埠而不像共用式集線器那樣將訊號傳送給網路上的所有連接埠。 

除此之外，交換式集線器上的每一個連接埠都是擁有專用頻寬的，它可以讓多個連接埠之間同時進行對話，而不會互相影響。交換式集線器可以以直通傳送、儲存轉寄和改進型直通傳送來傳送資料，其工作效率大大高於共用式集線器。