2.3 物理层设备

对应王道教材 2.3 节（教材 P46–P47）· 本节属于 408 考纲范围

2.3.1 中继器

中继器的主要功能是整形、放大并转发信号，以消除信号经过一长段电缆后产生的失真和衰减，使信号的波形和强度达到所需的要求，从而扩大网络的传输距离。其原理是信号再生（而非简单地放大衰减的信号）。中继器有两个端口，数据从一个端口输入，从另一个端口输出。

中继器连接的两端属于同一局域网中的不同网段（而非不同子网），因此所连网段仍构成一个局域网。如果中继器发生故障，将影响相邻两个网段的正常工作。

从理论上讲，中继器的使用数量是无限的，网络因而也可无限延长。但事实上这是不可能的，因为网络标准中对信号的传播延迟范围有明确规定，中继器只能在此范围内有效工作，否则会引起网络故障。例如，在采用粗同轴电缆的 10Base-5 以太网规范中，互相串联的中继器数量不能超过 4 个，而且由 4 个中继器串联的 5 段电缆中，仅有 3 段可挂接主机，其余 2 段只能用作扩展通信范围的链路段，不能挂接主机。这就是所谓的"5-4-3 规则"。

2.3.2 集线器

集线器（Hub）实质上是一个多端口的中继器。当集线器工作时，一个端口接收到数据信号后，由于信号在传输过程中已有衰减，集线器便对该信号进行整形和放大，将其再生为接近原始发送时的信号，紧接着转发到其他所有（除输入端口外）处于工作状态的端口。若两个或多个端口所连节点同时发送信号，则会发生冲突，导致所有相关帧传输失败。由此可见，集线器在网络中只起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送能力，即信息广播至所有端口，是标准的共享式设备。

使用集线器组网灵活，它将所有节点的通信集中在以其为中心的节点上，由集线器组成的网络在物理上是星形网络，但逻辑上仍是总线形网络。集线器的每个端口连接的是同一网络的不同网段。此外，集线器只能工作在半双工模式，网络的吞吐率因而受到限制。