考虑到网络扩展 , 最有用的规则是5-4-3规则(仅适用于10Mbps中继器) 。 规则如下:一个网络最多有五个网段 , 四个中继器 , 不超过三个混合网段 。 混合段是指同轴总线段(已过时) 。 由于双绞线网段的最长距离为100m , 因此最大网络(网络范围)为500m 。 光纤网段最远距离可达2km , 但IEEE802.3标准规定 , 使用光纤时 , 级联数最多不超过3个 , 网络末端使用双绞线 。 中间两个是光纤网段 , 每个网段不能超过1公里 。 这样 , 整个光纤网络段的长度被限制在2km以内 。 5-4-3规则不适用于100Mbps 。 建议使用100Mbps交换机 。
六、集线器和交换机
中继集线器(Hub)集线器是以太网拓扑的基础设备 。 它是一种多端口设备 , 具有四个、八个和十二个端口 , 可以级联形成分布式星形拓扑 。 所有集线器都符合IEEE802.3中继单元的要求 。 这些要求包括前同步码生成、对称性和幅度补偿 。 直放站必须对信号进行重定时 , 使信号在多个网段传播时 , 收发机和电缆引起的信号抖动不会累积 。 这些设备可以检测不完整的数据包和冲突 , 并生成阻塞信号 。 它们还会自动隔离有问题的端口 , 以保持网络正常工作 。
适配器另一系列产品是接口适配器 , 有时称为收发器 。 他们把一种媒介变成另一种 。 最重要的转换是从双绞线到光纤的转换 。 因为很多集线器没有光纤端口 , 所以使用接口适配器来支持光纤在网络中的应用 。 这些设备在网络中是透明的 。 该端口不存储帧或检测冲突 , 而只是在另一端将一种介质转换成兼容的信号 。
A型交换集线器(switch)交换集线器可以代替中继集线器 , 提高网络的性能 。 与物理层设备-中继集线器不同 , 交换机集线器实际上是连接两条数据链路的网桥 , 这意味着冲突域终止于每个交换机端口 。 所以增加交换机扩大了网络的地理范围 , 级联交换机可以大规模实现网络扩容 。 交换机比中继集线器更复杂 。 双绞线端口自动与附件端口协商速率(10Mbps或100Mbps) 。 流量控制功能也是通过协商实现的 。 全双工网段采用暂停方案 , 半双工网段通常采用背压方案 。 在读取完整的帧并查看其源地址后 , 交换机可以找到所连接的以太网设备的端口位置 。 然后 , 交换机生成一个端口地址表 , 并维护该表的内容 。 从此 , 网络通信仅限于与此传输相关的端口 。 因为在这些端口上不需要任何操作就可以实现同步传输 , 提高了网络的吞吐量 。 表格的内容会根据连接信息的变化自动刷新 。
如果一个端口接收到的信息需要广播、分组发送或发送到未知地址 , 交换机会自动将信息发送到所有端口 。 与中继集线器不同 , 它有多个冲突域 , 每个冲突域都必须遵守上述规则 。
中继集线器可以连接到交换机端口 。 如果网络全是交换机 , 双绞线网段保持100米 , 但级联没有限制 。 使用光纤前 , 必须注明是半双工还是全双工 。 中继hub和交换机hub的对比很明显 , 交换机的性能要比hub好 , 但是hub的优点是容易理解 , 在任何端口都可以通过网络分析仪观察到数据通信 。 交换机必须在一个端口上实现广播发送器来测量 。 作为网桥 , 交换机存储和转发整个数据帧 , 并导致数据延迟 。 集线器接收网络信号时没有数据延迟 。 级联交换机也会增加延迟 , 因此集线器和交换机在工业以太网中有自己的应用 。
七、半双工、全双工
半双工意味着相同媒体的发送和接收是异步的 。 另一方面 , 全双工有单独的发送和接收路径 。 全双工链路是扩展快速以太网(100Mbps)的关键 。 全双工链路网段不能超过两台设备 , 可以是网卡 , 也可以是交换机端口 。 注意:它不是中继集线器端口 , 集线器没有全双工模式 。 这是因为集线器是冲突域的一部分 , 它会加强其它端口收到的冲突 。 只有两块网卡时 , 可以实现全双工通信 。 当有两个以上网卡时 , 必须考虑切换 。
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