使用端口复制器可以将多少个 USB 硬盘插入笔记本电脑？

Question 1

理论上，一台主机 PC 最多可以连接 127 个设备，但实际功率和数据带宽限制会阻止这种情况发生。这 127 个设备可以排列在最多七层的分层集线器网络中，PC 主机算作第 1 层，最远的设备算作第 7 层。PC 为集线器提供 5 个单位的功率。每个单位为 100 mA，每个端口至少需要 1 个单位。集线器本身消耗一个单位，剩下 4 个单位用于最多 4 个端口。因此，您永远找不到具有超过四个端口的总线供电集线器。

总线供电集线器还有另一个限制。由于每个端口只有一个电源单元，因此它们只能下游连接到单个设备。您无法将它们连接到另一个集线器进行扩展，因为该集线器需要额外的 5 个单元。而且并非所有设备都可以用一个单元运行。像鼠标这样的低功率设备可以工作，但高功率设备最多可以要求 5 个单元。高功率 USB 设备只有在直接插入 PC 主机或可以为端口提供 5 个单元的自供电集线器时才会工作。

当您连接设备时，PC 会查询设备的功能和要求。例如，PC 知道它连接到 4 端口总线供电集线器，这意味着每个端口只能驱动一个单元。如果您尝试将高功率设备插入该集线器，操作系统将抛出错误消息并拒绝启用该设备。

由于这些限制，总线供电集线器通常不是一个好主意，并且主要用于移动设备，而不是桌面使用。

另一方面，如果插入端口的设备本身是自供电的，那么它们可能不需要来自集线器的多于一个单元。例如，外部磁盘驱动器有自己的电源，因此应该可以在总线供电的集线器上正常工作。

自供电集线器将能够为每个端口提供 5 个单元，从而允许使用高功率设备和更多级别的集线器。因此，您可以插入一个 7 端口自供电集线器，然后再插入七个 7 端口集线器，这样仅在第四层就有 49 个可用端口。

一些自供电集线器允许您在总线供电模式下使用它们，但如果您尝试插入太多设备，操作系统将向您发送错误消息。

大多数集线器控制器芯片都有 4 个端口，因此您通常会看到 4 端口集线器。当他们想要构建更大的集线器时，他们只需使用两个 4 端口芯片。但他们必须将它们以菊花链形式连接起来，第一个芯片连接到主机，第二个芯片连接到第一个芯片上的一个下游端口。这样就只剩下 7 个端口供用户使用，第一个芯片上有三个，第二个芯片上有三个——因此就有了常见的 7 端口集线器。

USB 是即插即用的，这意味着您在连接设备时无需了解任何这些内容。操作系统会跟踪每个集线器和设备的功率预算，并会告诉您连接是否无法工作，以及您是否需要使用自供电端口。

编辑：USB 数据包如下所示：

令牌：
数据包ID：8位
地址：7位
端点：4位
CRC：5 位

帧开始：
数据包ID：8位
帧编号：11位
CRC：5 位

数据包：
数据包ID：8位
数据：0-1023字节
CRC：16 位

握手：
数据包ID：8位

由于地址只有 7 位，因此整个总线上只能连接 128 个设备（7 个位可以分别打开和关闭，因此总共只有 128 种不同的位组合）。这包括您的计算机，因此您可以连接的其他设备有 127 个。

Answer

理论上，一台主机 PC 最多可以连接 127 个设备，但实际功率和数据带宽限制会阻止这种情况发生。这 127 个设备可以排列在最多七层的分层集线器网络中，PC 主机算作第 1 层，最远的设备算作第 7 层。PC 为集线器提供 5 个单位的功率。每个单位为 100 mA，每个端口至少需要 1 个单位。集线器本身消耗一个单位，剩下 4 个单位用于最多 4 个端口。因此，您永远找不到具有超过四个端口的总线供电集线器。