物理层网络设备

第三章物理层网络设备

3.1 中继器

由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。中继器就是为解决这一问题而设计的。它完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同。

一般情况下，中继器的两端连接的是相同的媒体，但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作。从理论上讲中继器的使用是无限的，网络也因此可以无限延长。事实上这是不可能的，因为网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定，中继器只能在此规定范围内进行有效的工作，否则会引起网络故障。

中继器工作物理层，是最简单的网络互连设备。

中继器不关心数据的格式和含义，它只负责复制和增强通过物理介质传

输的表示“1”和“0”的信号。

中继器的主要功能是扩展一个工作站或一组工作站与网络中其它部分的

距离。

中继器的特点

中继器可以将局域网的一个网段和另一个网段相连，而且可以连接不同

类型的介质。

由于中继器只是一种信号放大设备，它不能连接两种不同的介质访问类

型。

中继器只是一种物理层设备，它不能识别数据帧的格式和内容，也不能

将一种数据链路报头类型转换成另外一种形式。

中继器的适用场合

中继器适用于较小地理范围内的相对较小的局域网（少于100个节

点），如一栋办公楼。

由于中继器不能隔断局域网网段间的通信，所有的数据都能双向通过中

继器（不能过滤任何数据），所以不能用它连接负载沉重的局域网。

以太网中继器

在以太网中，中继器用来扩展物理介质的作用距离

5/4/3规则

最多五个网段

最多串接四个中继器

其中三个网段可用来连接节点

有二个网段不能用来连接节点，只能用于延伸距离

如上，构成了一个以太网。

如图3-1 所示。

第三章物理层网络设备

图3-1 5/4/3规则

中继器习题

1、中继器可以将局域网扩展到任意长度，判断正误。

2、中继器将弱信号复制后仍为弱信号，强信号复制后仍为强信号，判断正

误。

3、中继器也会复制错误，判断正误。

4、中继器可以连接一个以太网网段和一个令牌环网网段，判断正误。

5、使用中继器的主要目的是要在网络中添加更多的设备，判断正误。

6、中继器不能在局域网网段之间起信号隔离的作用，判断正误。

7、中继器可以将一个10Base2网段和一个10Base5网段连接在一起，判断

正误。

8、画出用中继器连接局域网网段的图来说明5/4/3规则。

9、使用3个中继器的10Base2网段的最大作用距离是多少。

3.2 集线器

用网络术语来说，集线器也叫Hub或Concentrator，是基于星形拓扑的接线点。Arcnet、10Base-T、10Base-F及许多其它专用网络都依靠集线器来连接各段电缆及把数据分发到各个网段。

集线器的基本功能是信息分发，它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成，一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。具有多个10Base-F接口的集线器就象是使用镜子来把光线分到各个端口。

集线器的类型

被动集线器

顾名思义，被动集线器是相对静止的。它们没有专门的动作来提高网络

性能，也不能帮你检测硬件错误或性能瓶颈，它们只是简单地从一个端口接收数据并通过所有端口分发，这是集线器可以做的最简单的事情。

被动集线器是星形拓扑以太网的入门级设备。

主动集线器

主动集线器拥有被动集线器的所有性能，此外还能监视数据。它们是在

以太网实现存贮转发技术的重要角色，它们在转发之前检查数据，它们

网络设备技术

并不区分优先次序，而是纠正损坏的分组并调整时序。

如果信号比较弱但仍然可读，主动集线器在转发前将其恢复到较强的状

态。这使得一些性能不是特别理想的设备也可正常使用。如果某设备发出的信号不够强，使得被动集线器无法识别，那么主动集线器的信号放大器可以使该设备继续正常使用。此外，主动集线器还可以报知那些设备失效，从而提供了一定的诊断能力。

主动集线器提供一定的优化性能和一些诊断能力，它们比简单的被动集

线器贵，可以配以多个、多种端口。

智能集线器

智能集线器比前两种提供更多的好处，可以使用户更有效地共享资源。

其技术近些年才出现，很多地方还没有机会享受到它的好处。除了主动集线器的特性外，智能集线器提供了集中管理功能。如果连接到智能集线器上的设备出了问题，你可以很容易的识别、诊断和修补。这是极大的提高，在一个大型网络里，如果没有集中的管理工具，那么你常常需要一个一个线盒地跑，寻找出问题的设备。

智能集线器的另一个出色的特性是可以为不同设备提供灵活的传输速

率。除了上连到高速主干的端口外，智能集线器还支持到桌面的10、16和100Mbps的速率，即以太网、令牌环和FDDI。

3.3 选择集线器

本节说明如何选择集线器，并讨论购买集线器时应考虑的性能。

3.3.1 集线器的配置

星型配置的以太网是如今最流行的以太网组网方式。图3-2显示了一个包含以太网集线器的星型配置，使用非屏蔽双绞线连接了6个工作站。集线器又叫做线路集中器。线缆使用RJ-45连接头，一端直接连接设备的网卡，另一端连接集线器的端口。

图3-2 10BaseT星状以太网络

这类网络通常使用5类双绞线来连接。10BaseT星状连接的网络和使用

10Base2（细缆以太网同轴电缆）以及10Base5（粗缆以太网同轴电缆）总线拓