一文看懂网络设备集线器：hub是什么及原理与应用

简介：

集线器（Hub）是电脑网络中一种关键的网络设备，尽管在如今以交换机和路由器为主导的网络架构中逐渐淡出大众视野，但其原理与应用仍然具有重要的意义和教育价值。本篇文章将带您了解集线器的基本工作原理与实际应用。

工具原料：

品牌型号：Dell XPS 13 (2022年款)、Apple iPhone 14 Pro

系统版本：Windows 11、iOS 16

软件版本：Wireshark 4.0, Notepad++ 8.5.3

一、集线器的工作原理

1、集线器在网络中作为一个多端口的设备工作，其基本工作方式是接收、复制并将信号广播到所有端口，即所谓的“广播”方式。对于连接到集线器的任何一台设备发出的数据帧，集线器都会将其复制并发送到其所有其他端口。

2、这种广泛的广播方式意味着，如果在集线器的网络中有多个设备同时发送数据，可能会导致数据冲突，这是集线器的一个主要限制。因此，在实际应用中，集线器常常局限于小型、低流量的网络环境。

二、集线器的实际应用场景

1、小型办公室和家庭网络：在小型网络环境中，比如家庭或小型办公室，集线器能够提供一种简单且经济的网络连接方式。由于其操作简单且无需复杂配置，仍有一些较老的或无需高吞吐量的网络中使用集线器。

2、网络教学与研究：集线器由于其基础网络原理的直观表现，被广泛用于网络教学和实验中。通过它，学生可以学习到数据传输、冲突检测与避免的基本原理。

三、选择集线器时的考虑因素

1、网络规模与性能需求：使用集线器可能面临的主要挑战是网络性能。例如，在高流量环境中，集线器容易成为瓶颈，因此需考虑网络的实际规模和性能需求来选择合适的设备。

2、预算限制：如果预算有限且网络需求不高，集线器仍然是一个经济实惠的选择。然而，应当权衡长期使用时可能带来的维护和扩展挑战。

拓展知识：

1、集线器与交换机的区别：交换机能够根据MAC地址识别和储存网络设备信息，从而进行点对点的数据交换，减少数据冲突和网络流量。这使得交换机在大多数现代网络中取代了集线器的位置。

2、集线器的技术发展：尽管集线器在现代网络设计中逐渐被淘汰，但它的发展历程帮助推动了网络技术的革新，从而衍生出功能更强大的交换机和智能路由器。

尽管集线器不再是现代网络设计中的首选，其基本原理与应用对于理解网络基础知识仍然具有重要价值。对于一些小型网络或预算有限的场景，集线器依然能够发挥有效作用。在网络设备的选择中，我们需要根据实际需求和网络规模做出明智的选择，而不仅仅依赖设备的新旧。