高通骁龙|关于工业以太网交换机，你应该知道这些！( 二 ) 5G|华为|it芯片

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。
0base-T和10BASE-FL有独立的发送和接收通道，可以根据网卡或交换机端口的复杂程度进行全双工。如果这些接口配置为半双工模式，接收和发送的同步检测将触发冲突检测。同一接口设置为全双工，冲突检测将被禁止，因为全双工不符合共享CSMA/CD规则。
应该正确配置全双工链路。当工作站配置为全双工模式时，工作站或交换集线器的端口会忽略CSMA/CD协议发送帧。如果另一端设置为半双工模式，会检测到冲突，并引起其他问题，如CRC错误，网络速度下降，快速以太网的优势消失。
如前所述， 100Mbps的网络范围因碰撞而缩小。对于双绞线网段和交换机端口，网段的最长距离是100m(冲突域内) 。问题是在光纤端口上，对于多模光纤，网段长度是2km对于单模光纤，是15km 。半双工模式下，由于冲突域的限制，网段距离为412m 。因此，只有在全双工模式下(忽略CSMA/CA) ，光纤网段的扩展才能达到极限。在快速以太网模式下，推荐使用交换机技术。快速以太网下的光纤端口，推荐全双工。
八、自动谈判
由于快速以太网应用广泛，其布线规则与传统以太网相似， IEEE802.3u建议自动配置快速以太网，以便传统以太网端口可以与其他快速以太网端口一起工作。配置协议基于美国国家半导体公司的Way标准。双绞线链路会自动匹配速度，以便于数据通信。该方案适用于双绞线链路。光纤的情况就不同了。