集線器是指將多條以太網(wǎng)雙絞線或光纖集合連接在同一段物理介質(zhì)下的設(shè)備。集線器是運(yùn)作在OSI模型中的實(shí)體層。它可以視作多端口的中繼器，若它偵測到碰撞，它會(huì)提交jam signal。(如右圖所示)

　　集線器通常會(huì)附上BNC and/or AUI轉(zhuǎn)接頭來連接傳統(tǒng)10BASE2或10BASE5網(wǎng)絡(luò)。

　　由于集線器會(huì)把進(jìn)來的信號送到除了發(fā)出者之外的每一個(gè)連接著的端口，造成信號之間碰撞的機(jī)會(huì)很大，而且信號也可能被竊聽，因此大部份集線器已被交換機(jī)取代。

　　(1)廣播式發(fā)送。數(shù)據(jù)信息會(huì)被發(fā)送到每一個(gè)端口，即除了目的工作站外，連接在此集線器上的所有工作站都能感覺到該數(shù)據(jù)的存在，因此對要求數(shù)據(jù)有一定安全性的系統(tǒng)來說是不合適的。

　　(2)共享帶寬。集線器上所有站點(diǎn)均在爭用媒體而共同分享帶寬，連接在集線器上的每一個(gè)站點(diǎn)的平均帶寬為：系統(tǒng)帶寬／站點(diǎn)數(shù)咒，站點(diǎn)數(shù)越多(行越大)時(shí)，每一個(gè)站點(diǎn)得到的平均帶寬就越小，所以集線器不適合于站點(diǎn)數(shù)多、高負(fù)荷的應(yīng)用環(huán)境。

　　(3)半雙工工作。工作站不能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而使得網(wǎng)絡(luò)工作效率不高。

　　1．單中繼網(wǎng)段集線器

　　在硬件平臺中，第一類集線器是一種簡單的中繼LAN網(wǎng)段，最好的例子是疊加式以太網(wǎng)集線器或令牌環(huán)網(wǎng)多站訪問部件(MAU)。某些廠商試圖在可管理集線器和不可管理集線器之間劃出一條界限，以便進(jìn)行硬件分類。這里忽略了網(wǎng)絡(luò)硬件本身的核心特性，即它實(shí)現(xiàn)什么功能，而不是如何簡易地配置它。

　　2．端口交換式集線器

　　端口交換式集線器是在多網(wǎng)段集線器的基礎(chǔ)上將用戶端口和多個(gè)背板網(wǎng)段之間的連接過程自動(dòng)化，并通過增加端口交換矩陣(PSM)來實(shí)現(xiàn)的。PSM提供一種自動(dòng)工具，用于將任何外來用戶端．口連接到集線器背板上的任何中繼網(wǎng)段上。這一技術(shù)的關(guān)鍵是“矩陣”，一個(gè)矩陣交換機(jī)是一種電纜交換機(jī)，它不能自動(dòng)操作，要求用戶介入。它不能代替網(wǎng)橋或路由器，并不提供不同LAN網(wǎng)段之間的連接性，其主要優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、增加和修改的自動(dòng)化。

　　3．多網(wǎng)段集線器

　　多網(wǎng)段集線器是從第一類集線器直接派生出來的，采用集線器背板，這種集線器帶有多個(gè)中繼網(wǎng)段。多網(wǎng)段集線器通常有多個(gè)接口卡槽位的機(jī)箱系統(tǒng)。然而，一些非模塊化疊加式集線器現(xiàn)在也支持多個(gè)中繼網(wǎng)段。多網(wǎng)段集線器的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是可以將用戶分布于多個(gè)中繼網(wǎng)段上，以減少每個(gè)網(wǎng)段的信息流量負(fù)載，網(wǎng)段之間的信息流量一般要求有獨(dú)立的網(wǎng)橋或路由器。

　　4．交換式集線器

　　目前，集線器和交換機(jī)之間的界限已變得模糊。交換式集線器有一個(gè)核心交換式背板，采用一個(gè)純粹的交換系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的共享介質(zhì)中繼網(wǎng)段。此類產(chǎn)品已經(jīng)上市，并且混合的(中繼／交換)集線器很可能在以后幾年控制這一市場。應(yīng)該指出，集線器和交換機(jī)之間的特性幾乎沒有區(qū)別。

　　5．網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)集線器

　　端口交換式集線器注重端口交換，而網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)集線器在背板的多個(gè)網(wǎng)段之間實(shí)際上提供一些類型的集成連接。這可以通過一臺綜合網(wǎng)橋、路由器或LAN交換機(jī)來完成。目前，這類集線器通常都采用機(jī)箱形式。

　　在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中只存在一個(gè)物理信號的傳輸通道，就是通過一條傳輸介質(zhì)來傳輸，這樣就存在各節(jié)點(diǎn)爭搶信道的矛盾，傳輸效率較低。引入集線器這一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后，每一個(gè)站用它專用的傳輸介質(zhì)連接到集線器上，各節(jié)點(diǎn)問不再只有一個(gè)傳輸通道，各節(jié)點(diǎn)發(fā)回來的信號通過集線器集中，集線器再把信號整形、放大后發(fā)送到所有節(jié)點(diǎn)上，這樣至少在上行通道上不再出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象。但基于集線器的網(wǎng)絡(luò)仍然是一個(gè)共享介質(zhì)的局域網(wǎng)，這里的“共享”其實(shí)就是集線器內(nèi)部總線，所以當(dāng)上行通道與下行通道同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)仍然會(huì)存在信號碰撞現(xiàn)象。當(dāng)集線器將從其內(nèi)部端口檢測到碰撞時(shí)，產(chǎn)生碰撞強(qiáng)化信號(Jam)向集線器所連接的目標(biāo)端口進(jìn)行傳送。這時(shí)所有的數(shù)據(jù)都將不能發(fā)送成功，形成網(wǎng)絡(luò)“大塞車”。

　　由集線器構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)稱為共享網(wǎng)絡(luò)，由同一網(wǎng)段內(nèi)所有的計(jì)算機(jī)共享固有寬帶。同一時(shí)刻，網(wǎng)絡(luò)中只能有兩臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，接收或發(fā)送，不能同時(shí)進(jìn)行收發(fā)工作，否則，由于碰撞沖突而導(dǎo)致通信失敗。在集線器中雖然各節(jié)點(diǎn)與集線器的連接已有各自獨(dú)立的通道，但是在集線器內(nèi)部卻只有一個(gè)共同的通道，上、下行數(shù)據(jù)都必須通過這個(gè)共享通道發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，這樣有可能像單車道一樣，當(dāng)上、下行通道同時(shí)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，就可能出現(xiàn)塞車現(xiàn)象。

　　正因?yàn)榧€器的這一不足之處，所以它不能單獨(dú)應(yīng)用于較大網(wǎng)絡(luò)中(通常是與交換機(jī)等設(shè)備一起分擔(dān)小部分的網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷)。像在大城市中心不能有單車道一樣，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)越多，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)碰撞現(xiàn)象的機(jī)會(huì)就越大。也正因如此，集線器的數(shù)據(jù)傳輸效率比較低，因?yàn)樗谕粫r(shí)刻只能有一個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳輸，也就是所謂的“單工”方式。如果網(wǎng)絡(luò)中要選用集線器作為單一的集線設(shè)備，則網(wǎng)絡(luò)規(guī)模最好在10臺以內(nèi)，而且集線器帶寬應(yīng)為10／100Mb／s以上。

　　集線器除了共享帶寬這一不足之處外，還有一個(gè)方面在選擇集線器時(shí)必須要考慮到，那就是它的廣播方式。因?yàn)榧€器屬于純硬件網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備，基本上不具有“智能記憶”的能力，它也不具備交換機(jī)所具有的MAC地址表，所以它發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)都是沒有針對性的，而是采用廣播方式發(fā)送。也就是說當(dāng)它要向某節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點(diǎn)。

　　這種廣播發(fā)送數(shù)據(jù)方式有以下兩方面缺點(diǎn)：

　　(1)用戶數(shù)據(jù)包向所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)很可能帶來數(shù)據(jù)通信的不安全，一些別有用心的人很容易非法截獲他人的數(shù)據(jù)包。

　　(2)由于所有數(shù)據(jù)包都是向所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，加上以上所介紹的共享帶寬方式，就更加可能造成網(wǎng)絡(luò)塞車現(xiàn)象，更加降低了網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行效率。

　　盡管集線器價(jià)格低廉，但是由于其所能提供的傳輸速率和傳輸效率非常有限，所以在不久的將來，集線器將很快被其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所替代。不過作為一種廉價(jià)的集線設(shè)備，集線器仍然被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸量不大、用戶數(shù)量不多的小型網(wǎng)絡(luò)，作為中型網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充。

　　在選購集線器時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

　　1．外型尺寸

　　從外型尺寸上看，集線器可分為機(jī)架式和桌面式兩種。所謂機(jī)架式是指幾何尺寸符合19英寸的工業(yè)規(guī)范，可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中。該類集線器以16口和24口的設(shè)備為主流，提供較多的端V1數(shù)量，適用于較多用戶的同時(shí)接入。由于集線器統(tǒng)一置放在機(jī)柜中，因此既便于集線設(shè)備間的連接，又便于對基線設(shè)備統(tǒng)一管理。

　　所謂桌面式，是指幾何尺寸不符合19英寸的工業(yè)規(guī)范，不能夠安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中，只能放置在桌面或懸掛在墻壁上。該類集線器大多遵循8～16口規(guī)范，也有部分4～5口出現(xiàn)，僅適用于小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。原因很簡單，當(dāng)配備多個(gè)集線器時(shí)，由于尺寸或形狀不同而很難統(tǒng)一放置和管理。

　　2．端口速率

　　從集線器提供的端口速率上看，有10Mb／s和100Mb／s兩種。所謂10Mb／s集線器是指所有端口均提供10Mb／s寬帶。由于10Mb／s集線器擁有絕對性價(jià)比，因此成為集線器市場的主流產(chǎn)品，并被廣泛應(yīng)用于各種類型的網(wǎng)絡(luò)。

　　所謂100Mb／s集線器是指該集線器中的所有端口均提供100Mb，s寬帶。由于100Mb／s集線器在價(jià)格上與10／100Mb／s交換機(jī)基本持平，但性能卻遠(yuǎn)不如后者，性價(jià)比非常差，所以正逐漸退出網(wǎng)絡(luò)市場。

　　除此之外，還有一種雙速集線器，內(nèi)置10Mb／s和100Mb／s兩條內(nèi)部總線，并利用內(nèi)部網(wǎng)橋?qū)蓷l總線連通，可以連接10Mb／s和100Mb／s設(shè)備。

　　3．端口數(shù)量

　　由于每個(gè)端口只能連接一臺計(jì)算機(jī)，所以在選擇集線器的端口數(shù)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先清楚網(wǎng)絡(luò)到底有多少臺計(jì)算機(jī)。通常情況下，端口數(shù)量越多，則每個(gè)端口的平均價(jià)格也就越低。另外，當(dāng)一臺集線器的端口數(shù)量不能滿足需要時(shí)，每連接一臺集線設(shè)備，就會(huì)同時(shí)損失兩個(gè)端口。通常情況下，建議選擇擁有較多端口的集線器，當(dāng)然，當(dāng)過多的端口被閑置時(shí)，也會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。

　　早期的集線器通常都是以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)布線結(jié)構(gòu)、簡化網(wǎng)絡(luò)管理為目標(biāo)而設(shè)計(jì)的?，F(xiàn)在的集線器則以高性能、多功能和智能化為設(shè)計(jì)目標(biāo)。這種集線器不僅具有傳統(tǒng)集線器將多個(gè)結(jié)點(diǎn)匯接到一起的能力，而且采取了模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要選擇各種模塊。這種將多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集中到一個(gè)機(jī)箱內(nèi)的設(shè)備，有的人稱之為超級集線器，更多的人則將其稱為集中器。

　　典型的集線器有多個(gè)用戶端口，連接計(jì)算機(jī)和服務(wù)器之類的外圍設(shè)備。每一個(gè)端121支持一個(gè)來自網(wǎng)絡(luò)站的連接。一個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包從一個(gè)站發(fā)送到集線器上，然后被中繼到集線器中的其他所有端口。盡管每一個(gè)站是用它自己專用的雙絞線連接到集線器的，但基于集線器的網(wǎng)絡(luò)仍然是一個(gè)共享介質(zhì)的局域網(wǎng)。

　　1．在0SI／RM(0SI參考模型)中的工作層次不同

　　交換機(jī)和集線器在OSI／RM開放體系模型中對應(yīng)的層次不一樣，集線器是同時(shí)工作在第1層(物理層)和第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)，而交換機(jī)至少工作在第2層，更高級的交換機(jī)可以工作在第3層(網(wǎng)絡(luò)層)和第4層(傳輸層)。

　　2．交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方式不同

　　集線器的數(shù)據(jù)傳輸方式是廣播(Broadcast)方式，而交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸是有目的的，數(shù)據(jù)只對目的結(jié)點(diǎn)發(fā)送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情況下第一次使用廣播方式發(fā)送，然后因?yàn)榻粨Q機(jī)具有MAC地址學(xué)習(xí)功能，以后就不再是廣播發(fā)送了，而是有目的的發(fā)送。這樣的好處是趄高了數(shù)據(jù)傳輸效率，不會(huì)出現(xiàn)廣播風(fēng)暴，在安全性方面也不會(huì)出現(xiàn)其他結(jié)點(diǎn)偵聽的現(xiàn)象。

　　3．帶寬占用方式不同

　　在帶寬占用方面，集線器所有端口是共享集線器的總帶寬，而交換機(jī)的每個(gè)端口都具有自己的帶寬。這樣，交換機(jī)實(shí)際上每個(gè)端口的帶寬比集線器端口可用帶寬要高許多，也就決定了交換機(jī)的傳輸速率比集線器要快許多。

　　4．傳輸模式不同

　　集線器只能采用半雙工方式進(jìn)行傳輸，因?yàn)榧€器是共享傳輸介質(zhì)的，這樣在上行通道上集線器一次只能傳輸一個(gè)任務(wù)，要么是接收數(shù)據(jù)，要么是發(fā)送數(shù)據(jù)。而交換機(jī)則不同，它是采用全雙工方式來傳輸數(shù)據(jù)的，因此在同一時(shí)刻可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送工作，這不但令數(shù)據(jù)的傳輸速率大大加快，而且在整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量方面交換機(jī)比集線器至少要快一倍以上，因?yàn)樗梢越邮铡l(fā)送同時(shí)進(jìn)行，實(shí)際上還遠(yuǎn)不止一倍，因?yàn)槎丝趲捯话銇碚f交換機(jī)比集線器也要大許多倍。

　　總之，交換機(jī)是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。目前，主流的交換機(jī)廠商以國外的Cisco(思科)、3COM、安奈特為代表，國內(nèi)主要有華為、D-LINK等。