4.3 集线器（教案）-《计算机网络技术基础》同步教学（高教版）

课题 第四章 网络硬件 4.3 集线器 授课班级 授课教师 王众魁 课时 1课时 教学目标 了解集线器的基本功能 教学重点、难点 集线器原理及工作过程 教学方法 教师讲解、演示、提问 教具 计算机一台丶多媒体幻灯片演示 教学内容与过程 板书设计 4.3 集线器 4.3.1 集线器分类 4.3.2集线器连接方式 板书设计 课前思考 导入新课 集线器（HUB）属于数据通信系统中的基础设备，具有流量监控功能。它和双绞线等传输介质一样，是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。它被广泛应用到各种场合。集线器工作在局域网(LAN)环境，被称为物理层设备。集线器内部采用了电器互联，当维护LAN的环境是逻辑总线或环型结构时，完全可以用集线器建立一个物理上的星型或树型网络结构。在这方面，集线器所起的作用相当于多端口的中继器。其实，集线器实际上就是中继器的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器。 引入本科导语 讲授新课 集线器（Hub）是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。集线器是运作在OSI模型中的物理层。它可以视作多端口的中继器，若它侦测到碰撞，它会提交阻塞信号。 集线器通常会附上BNC and/or AUI转接头来连接传统10BASE2或10BASE5网络。 由于集线器会把收到的任何数字信号，经过再生或放大，再从集线器的所有端口提交，这会造成信号之间碰撞的机会很大，而且信号也可能被窃听，并且这代表所有连到集线器的设备，都是属于同一个碰撞域名以及广播域名，因此大部份集线器已被交换机取代。 集线器原理及工作过程： 集线器工作于OSI/RM参考模型的物理层和数据链路层的MAC（介质访问控制）子层。物理层定义了电气信号，符号，线的状态和时钟要求，数据编码和数据传输用的连接器。因为集线器只对信号进行整形、放大后再重发，不进行编码，所以是物理层的设备。10M集线器在物理层有4个标准接口可用，那就是：10BASE-5、10BASE-2、10BASE-T、10BASE-F。10M集线器的10BASE-5（AUI）端口用来连接层1和层2 。 集线器采用了CSMA/CD（载波帧听多路访问/冲突检测）协议，CSMA/CD为MAC层协议，所以集线器也含有数据链路层的内容。 集线器的工作过程是非常简单的，它可以这样的简单描述：首先是节点发信号到线路，集线器接收该信号，因信号在电缆传输中有衰减，集线器接收信号后将衰减的信号整形放大，最后集线器将放大的信号广播转发给其他所有端口。 这种设备的广播发送数据方式有三方面不足：（1）用户数据包向所有节点发送，很可能带来数据通信的不安全因素，一些别有用心的人很容易就能非法截获他人的数据包。（2）由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上其共享带宽方式（如果两个设备共享10M的集线器，那么每个设备就只有5M的带宽），就更加可能造成网络塞车现象，更加降低了网络执行效率。（3）非双工传输，网络通信效率低。集线器的同一时刻每一个端口只能进行一个方向的数据通信，而不能像交换机那样进行双向双工传输，网络执行效率低，不能满足较大型网络通信需求。 4.3.1 集线器的分类： （1）按端口数量分类 集线器端口数量有5口、8口、12口、16口、24口、48口等，最常用的是24 口集线器。 （2）按带宽分类 集线器按带宽可分为10Mbps、100Mbps、10M/100Mbps自适应、1000Mbps和100M/1000Mbps自适应等。自适应集线器又称“双速”集线器，其中内置了两条总线， 分别工作在两种速率下。 （3）按可管理性分类 集线器按可管理性分为不可网管集线器（俗称“傻HUB” 或哑集线器）和可管集线器(也称智能集线器)。 （4）按扩展能力分类 集线器按扩展能力分为独立集线器、堆叠式集线器。 4.3.2 集线器的连接方式： （1）集线器常见端口 集线器常见端口包括RJ-45端口、BNC端口、AUI端口、光纤端口等。堆叠集线器还具有堆叠端口，分别标注为“UP”和“DOWN”，其作用是用来连接两个堆叠集线器。 （2）集线器的堆叠和级联 集线器的堆叠将若干集线器用专用连接电缆通过堆叠端口连接起（从一台集线器的“UP”堆叠端口直接连接到另一台集线器的“DOWN”堆叠端口），以实现单台集线器端口数的扩充。 集线器的级联是指使用集线器普通的或特定的端口（“级联端口”，一般标有“UPLink”）来进行集线器间的连接。利用Uplink端口级联使用直通双绞线，利用普通端口级联使用交叉双绞线。集线器间的级联除了能够增加集线器的端口数量外，还可以增大局域网的范围。 多媒体幻灯 片演示 课堂小结 教师对本堂课的重点难点内容进行总结 课后作业 1.集线器工作在那一层？ 2.集线器的连接有几种方式? 课堂反思 学科网（北京）股份有限公司 $$