# 2.3 物理层设备

## 一、中继器（Repeater）

### 1.1 功能

**中继器**：
- 工作在物理层
- 对信号进行再生和还原
- 延长信号的传输距离

### 1.2 工作原理

**信号衰减**：
- 信号在传输介质中传输时会衰减
- 衰减到一定程度，信号无法识别

**中继器的作用**：
- 接收衰减的信号
- 对信号进行放大和整形
- 发送再生后的信号

**特点**：
- 只是复制和放大信号
- 不识别数据内容
- 不检查错误

### 1.3 使用规则（5-4-3规则）

**以太网5-4-3规则**：
- 最多5个网段
- 最多4个中继器
- 只有3个网段可以连接计算机

### 1.4 优缺点

**优点**：
- 延长传输距离
- 简单易用
- 成本低

**缺点**：
- 不能隔离冲突域
- 不能过滤数据
- 延迟增加

### 1.5 应用

- 延长以太网传输距离
- 连接不同介质

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## 二、集线器（Hub）

### 2.1 功能

**集线器**：
- 工作在物理层
- 多端口的中继器
- 将多个计算机连接在一起

### 2.2 工作原理

**广播方式**：
- 从一个端口接收数据
- 向所有其他端口广播
- 所有连接的计算机都能收到数据

**特点**：
- 共享带宽
- 共享冲突域
- 半双工通信

### 2.3 类型

#### 被动集线器

**特点**：
- 只是连接端口
- 不进行信号再生
- 很少使用

#### 主动集线器

**特点**：
- 对信号进行再生和放大
- 延长传输距离
- 常用类型

#### 智能集线器

**特点**：
- 具有网络管理功能
- 可以监控网络状态
- 成本较高

### 2.4 优缺点

**优点**：
- 连接简单
- 扩展方便
- 成本低

**缺点**：
- 共享带宽（带宽 = 总带宽/端口数）
- 共享冲突域（容易产生冲突）
- 安全性差（所有数据广播）
- 不能隔离广播域

### 2.5 与交换机的区别

| 特性 | 集线器（Hub） | 交换机（Switch） |
|-----|--------------|----------------|
| 工作层次 | 物理层 | 数据链路层 |
| 转发方式 | 广播 | 单播/组播/广播 |
| 带宽 | 共享 | 独享 |
| 冲突域 | 一个 | 每个端口一个 |
| 通信方式 | 半双工 | 全双工 |
| 效率 | 低 | 高 |

### 2.6 应用

- 小型局域网
- 网络扩展
- 已逐渐被交换机取代

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## 三、物理层设备总结

### 3.1 中继器 vs 集线器

| 特性 | 中继器 | 集线器 |
|-----|--------|--------|
| 端口数 | 2个 | 多个（4、8、16、24等） |
| 功能 | 信号再生 | 信号再生 + 多端口连接 |
| 应用场景 | 延长距离 | 组建网络 |

### 3.2 物理层设备的特点

**共同特点**：
- 工作在物理层
- 处理比特流
- 不识别数据链路层帧
- 不检查MAC地址
- 不隔离冲突域

**局限性**：
- 不能进行数据过滤
- 不能进行路径选择
- 不能隔离广播

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## 四、考研重点

1. **中继器**：
   - 功能：信号再生
   - 工作原理
   - 5-4-3规则
   - 优缺点

2. **集线器**：
   - 功能：多端口中继器
   - 工作原理：广播
   - 类型：被动、主动、智能
   - 优缺点
   - 与交换机的区别

3. **物理层设备的特点**：
   - 工作在物理层
   - 不识别数据链路层信息
   - 不隔离冲突域

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*第二章完，进入第三章：数据链路层*