【前言回顾】

【考纲内容】

物理层设备：中继器；集线器

一、物理层设备

1.1 中继器

描述：中继器是用来扩大网络规模的最简单廉价的互连设备，中继器两端的网络部分是网段，而不是子网。使用中继器连接的几个网段仍是一个局域网。

原理：信号再生（并不是简单的将衰减的信号放大），中继器有两个端口，数据从一个端口输入，再由另一个端口输出。端口仅作用于信号的电气部分，而不管是否有错误数据或者不适于网段的数据。

作用：将信号整形并放大再转发出去，以消除信号经过一长段电缆后而产生的失真和衰减，使信号的波形和强度达到所需的要求，进而扩大网络传输的距离。

缺陷：中继器如果出现故障，对相邻两个网段的工作都会产生影响。由于中继器工作在物理层，因此它不能连接两个具有不同速率的局域网。 

注意：如果某个网络设备具有存储转发的功能，那么可以认为它能连接两个不同的协议；如果该网络设备没有存储转发的功能，那么可以认为其不能连接两个不同的协议。中继器没有存储转发功能，因此，其不能连接两个速率不同的网段，中继器两端的网段一定要使用同一个协议。

1.2 集线器

描述：集线器实际上是一个多端口的中继器。

原理：当Hub工作时，一个端口接收到数据信号后，由于信号在从端口到Hub的传输过程中已有衰减，所以Hub便将该信号进行整形放大，使之再生（恢复）到发送时的状态，紧接着转发到其他所有（除输入输出外）处于工作状态的端口。如果同时有两个或两个以上的端口输入，那么输出时互发生冲突，致使这些数据都无效。

作用：从Hub的工作方式来看，它在网络中只起到信号放大和转发作用，目的是扩大网络的传输范围，而不具备信号的定向传输能力，即信号传输的方向是固定的，是一个标准的共享性设备。

缺陷：由Hub组成的网络是一个共享式网络，但逻辑上只是一个总线网。Hub的每一个端口连接的网络部分是同一个网络的不同的网段，同时Hub也只能是半双工状态下进行工作，网络的吞吐量因而受到限制。

注意：多台计算机必然会发生同时通信的情形，因此集线器不能分割冲突域，所有集线器的端口都属于同一个冲突域。集线器在一个时间周期只能传输一组信息，如果集线器连接的机器数量较多，且多台极速器经常需要同时通信，那么将导致信息碰撞，使得集线器的工作效率很差。比如：一个带宽为10Mb/s的集线器上连接了8台计算机，当这8台计算机同时工作时，每台计算机真实所拥有的带宽是10 / 8 = 1.25Mb/s。

1.3 中继器的5-4-3规则

       从理论上来讲，中继器的使用数量是无限的，网络因而也可以延长。但事实上这不可能，因为网络标准中对信号的延迟范围做了具体的规定，中继器只能在此规定的范围内进行有效的工作，否则会引起网络故障。

       在采用粗同轴电缆的10BASE5以太网规范中，互相串联的中继器的个数不超过4个，而且用4个中继器串联的5段通信介质只有3段可以挂接计算机，其余两段只能用作扩展通信范围的链路段，不能挂接计算机。