里外通看集线器
网络与通信
大家组网时常用到集线器(HUB)，但对于集线器的构造和工作原理，可能了解得并不多，尤其是才开始组网的朋友。下面我们就以简单的语言对集线器加以描述、介绍，让大家对它有一个直观的认识。
一、什么是集线器
从字面上理解，“集线器”(（图1）)就是将网线集中起来的网络设备。我们在每台电脑上安装了网卡、接上网线，要组成一个网络时，就需要一种设备将这些电脑连接起来，而集线器的作用正在于此。
有人会问，交换机(Switch)也可以把电脑连接成网络，那么它也是一种集线器吗？交换机与集线器虽然都属于局域网设备，都有“集线”的作用，但是它们的工作原理、内部构造和性能有根本的区别，因此交换机并不是集线器。
二、集线器有什么作用
将网络设备连接在一起当然是集线器的作用之一，但是集线器的作用决非仅此，它还有扩大网络范围的作用。
现在的以太网拓扑主要以非屏蔽双绞线(UTP)作为传输介质，以太网标准规定网络设备之间的最大距离为100米(也就是说单根双绞线长度最大不能超过100米)，如果超过100米，信号衰减至一定程度，就无法识别数据了。为了解决这个问题，就需要用到“中继”手段，即在中间放一个集线器，集线器将衰减的信号经过放大处理后，重新产生出完整的信号再继续传送，这样就把网络的范围扩大了。当然，网络范围并不是可以无限扩大的，就算信号衰减能够得到控制，信号传输时间过长，也会出现错误，因此，集线器级联一般不能超过4级。
集线器主要用于星型以太网(现在的局域网几乎都是星型以太网)。星型以太网是少量(几台至几十台)计算机连网的最佳方案，因为这种网络中的一个节点出现故障不会影响其他节点。
三、集线器的构造
许多人都用过集线器，但是了解集线器构造的人少之又少。现在就让我们以龙维EN-1008H集线器为例，谈谈集线器的构造。
1.集线器的外部构造
集线器的前面板有一排指示灯，用于指示集线器的工作状态(（图2）)。“Power”是电源指示灯；而标有数字的指示灯是“LINK/ACTION”(连接/活动)指示灯。它与集线器的RJ-45口(以太网接口)个数相同，并一一对应。当RJ-45口中有正确的信号接入时指示灯呈长亮状态，在有信号读写时呈闪烁状态，说明有数据交换发生。
集线器的接口面板如(（图3）)所示。该面板上有变压器插孔(连接电源)、RJ-45口和UPLINK口。RJ-45口是我们最常用的接口了，网络中与计算机网卡连接的双绞线便是插在这些接口中的。每个RJ-45口内有8个线槽，线槽定义遵循EIA/TIA568国际标准，第1、第2根线为发送线对，第3、第6根线为接收线对。
UPLINK(级联)端口专门用于集线器之间的连接。对于一个有几十台计算机的局域网，如果24口的集线器仍然不能满足端口数量需求，便要将几台集线器通过级联口用双绞线连接起来使用。
有的集线器面板上还有“COL”指示灯，但很多人都不知道它的用途。“COL”是英文“Collision”(碰撞)的缩写，“COL”指示灯能够反映网络碰撞的频率。以太网在传输数据时，经常会发生碰撞。如果两台电脑同时要发送数据，但是集线器同一时刻只允许一个端口发送数据，碰撞便产生了(（图4）)。网络上的工作站数量越多，就越容易发生碰撞。在网络正常情况下，此灯不亮或很少亮。如果网络中发生了碰撞，它会呈闪烁状态，闪烁频率越高，说明碰撞频率越高，网络速度也越慢。
2.集线器的内部结构
在我们看了集线器的外部结构以后，一定想知道它的内部结构。下面我们把它的外壳打开，来看看内部的乾坤(（图5）)。
集线器内部结构原来相当简单，最显眼的一块芯片就是集线器最关键的部分──主控芯片。在双绞线网络中，传输的是电脉冲信号(即忽强忽弱的电流)，集线器主控芯片的作用就是将变弱的电脉冲信号重新放大，再发往各个端口。但由于集线器是最低层次的网络设备，它很“弱智”，只能“读懂”脉冲电流，并不能识别并区分端口，因此它只能把信号整流放大后，再同时传输到其他所有的端口。这便是我们经常提到的“网络广播”。
在主控芯片左上角的小芯片是电源芯片，用以将输入电压转换成主控芯片所需工作电压。
图中每个RJ-45口的下面对应着一个黑色的小方块，这是给RJ-45口变压的端口变压器。端口变压器的主要作用是隔离和阻抗变换。所谓隔离是指集线器各部件间可能会有互相干扰的现象，通过端口变压器可以使端口在工作时与其他部件隔离；而阻抗变换指的是双绞线的阻抗一般为100欧，不适于集线器的工作，通过端口变压器可以把双绞线的阻抗变换成集线器工作所需的阻抗。
其余的，便是一些电阻、电容了。
经过以上的介绍和对集线器的“解剖”，相信大家对集线器已有了一个直观的认识。在以后的文章中，我还将告诉给大家关于集线器的更多知识。