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6-2 HUB網路架 設
6-2-1 集線器與匯流排網路 目前 Ethernet 網路幾乎拋棄早期同軸電纜建構的匯流排架構，大多採用集中式連線方式，線材使用絞對線，連線裝置採用集線器(Hub)或交換器(Switch)。基本上，集線器（Hub）是整合型的共通匯流排（Common Bus），將多重存取（Multiple Access）的連接點集中在一個裝置上。雖然保留原來匯流排的拓樸架構，但可以用星狀或樹狀架構來佈線。因此，集線器是佈線系統中最主要的裝置。由集線器的內部結構來觀察，也是屬於匯流排結構，如圖 6-4 所示。我們以 Ethernet 集線器為例，說明其特性如下： ● 傳輸速率：10Mbps（10BaseT）、10/100Mbps（100BaseT）、100/1000Mbps（1000BaseT）。 ● 多工方式：半雙工方式。集線器和工作站之間傳輸還是依照 CSMA/CD 通訊協定，因此，還保留載波偵測、碰撞現象、半雙工傳輸等特性。 ● 共享頻寬：在串接集線器之間，也是依照 CSMA/CD 通訊協定運作，亦屬於同一共享頻寬之內。 ● 傳輸媒介：與工作站連接大多是採用 UTP（Cat-3 或 Cat-5）及 RJ 45接頭，可達 100 公尺。集線器之間連接，可選擇多模光纖或 STP 連線，連線距離依傳輸媒介而定。 ● 網路範圍：依照各種通訊協定而異，例如 10BaseT 可達 500 公尺；而 100BaseT和 1000BaseT 是 205 公尺。 ● 連接埠口：一般集線器都提供有 4/8/16/24 等連接埠以供選擇，並提供集線器之間串接埠口，使能串接其它集線器。至於可以串接幾部集線器，依各種網路型態而異。 Ethernet 原始網路是匯流排（Bus）架構，如下圖所示： 圖 6-4 Ethernet 匯流排網路架構 集線器模擬匯流排（Bus）的廣播功能，將其轉換成集中式架構如下圖所示：
圖 6-5 Ethernet 集線器架構 6-2-2 集線器架設網路 (A) HUB 網路規劃 吾人利用集線器來建置一個簡單網路，首先規劃網路環境如下： 如下：
(B) 網路建置 我們利用 Cisco Packet Tracer 建置上述網路，吾人需選擇下列元件來建置： (1) HUB-PT：模擬集線器。具有 10 個 Fast Ethernet 埠口的集線器。 (2) PC-PT：模擬客戶端主機。該主機上提供多種客戶端套件，譬如：Terminal、Command Prompt、Web Browser、Email 等等。本範例選擇使用 Command Prompt 介面。 (3)Copper 線材。模擬 Cat-5 UTP 連接線材。 吾人將其網路建置如下：(完成後： HUB 網路架構.pkt)
圖 6-6 Hub 網路架構 (Ｃ) 設定網路環境 HUB 上不須任何設定，只要設定 PC0 ~ PC2 的網路環境即可，如下： (1) 步驟 1：設定 PC0、PC1 與 PC2 的 DNS 與 Default Gateway，如下：
(2) 步驟 2：設定 PC0、PC1 與 PC2 的網路位址，如下：
(D) 測試網路連線 由PC0 上 ping PC1 與 PC2，如下：(點選 PC0 -> Desktop -> Command Prompt)
由上述 ping 結果可以看出連線正常。 6-2-3 觀察 HUB 轉送封包 (A) 題目分析： (1) HUB 轉送訊框的方法是，由任一埠口收到訊框之後，立即轉送到其它埠口上。當埠口連接的主機收到訊框之後，由訊框上的目地位址判斷是否傳送給自己，如果是就將它收下，否則就拋棄它。 (2) 命令 Ping 是發送端送出 ICMP Echo Request (MT=8) 訊息，接收端再以 ICMP Echo Replay(MT=0) 訊息回應給發送端。 (3) 吾人選擇一部主機 (PC1) 發送 ping 訊息給另一部主機 (PC0)，並將 Packet Tracer 選擇模擬模式 (Simulation)，速度放慢，並以單步 ( Capture/Forward) 模式，即可觀察到 HUB 轉送訊框的步驟。 (Ｂ) 採用 Simulation Mode 操作 如同 Ex4-1，吾人利用 Hub 連結三部主機 PC0 (192.168.1.10)、PC1 (192.168.1.11)、PC2 (192.168.1.12)，並選擇模擬模式，如下圖： (C) 產生 HUB 轉送訊框 (1) 步驟 1：由PC1 上 ping PC0如下：(點選 PC1 -> Desktop -> Command Prompt ->)
因選擇 Simulation 模式，則執行後會暫停。 (2) 步驟 2：在 Packet Tracer 按 Capture/Forward 一次，則系統執行一個步驟，則可觀察出 HUB 如何轉送封包。下圖是 PC1 發送 ICMP Echo Request (MT=8) 給 HUB，HUB 將它轉送到其它埠口，PC0 收到訊框由 DA (Destination Address) 欄位得知是傳送給自己，將其收下。另外 PC2 由 DA 發現並非傳送給自己，就將它拋棄。 (3) 步驟 3：再按 Capture/Forward 一次，則 PC0 回應 PC1，則發送 ICMP Echo Replay(MT=0)給 HUB，HUB 將它轉送到其它埠口，PC1 收到後，由訊框內 DA (Destination Address) 欄位得知是傳送給自己，將其收下。另外 PC2 由 DA 發現並非傳送給自己，就將它拋棄。 |
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