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物理层互联设备包括中继器和集线器两种。
中继器（Repeater）是一种补偿信号传输衰减的信号放大设备，是扩展网络的最廉价的方法。职责是接收并识别网络信号，然后放大信号并将其转发到网络的其他分支上。要保证中继器能够正确工作，首先要保证每一个分支中的数据包和逻辑链路协议是相同的。中继器可以用来连接不同的物理介质，并在各种物理介质中传输数据包，如图4-3所示。
图4-3 用中继器连接两个网段
中继器没有隔离和过滤功能，它不能阻挡含有异常的数据包从一个分支传到另一个分支。这意味着，一个分支出现故障可能影响到其他的每一个网络分支。
在802.3局域网和802.5令牌环局域网之间，由于逻辑链路协议不相同，中继器是无法应用的。
1.工作原理
集线器是OSI参考模型第一层（物理层）的互联设备。主要功能是把所有节点的主机集中连接到以它为中心的节点上，接收、放大和转发来自任何站点的信息，以扩大网络的传输距离，是星形拓扑结构的局域网系统。
集线器的英文为“Hub”（“中心”的意思）。是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件的硬件设备，如图4-4所示。
图4-4 集线器的星形拓扑结构
集线器是一种共享设备，同一局域网上的A主机给B主机传输数据时，数据包在网络上以广播方式发送，网络上各主机通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。因此，这种方式工作的局域网，同一时刻在网络上只能传输一路数据帧，否则就会发生数据冲撞，如图4-5所示。
图4-5 集线器在桥接功能的局域网上的单路传送原理
特点：除了能够互联多个终端以外，还具有桥接和隔离故障的功能，即当其中一个节点的线路发生故障时不会影响到其他节点传输。
集线器连接的所有设备共享Hub的总带宽，例如Hub的总带宽为10Mbit/s，如果连接了10个设备，则每个设备分配到的带宽为1Mbit/s。
缺点：每台Hub只能同时传输一个数据帧，当网上两个节点要交换数据时，其他节点只能等待。随着节点的增加，大量的冲突将导致网络性能急剧下降。
集线器适用于办公室内的计算机、打印机、扫描仪等终端设备之间的连接。
2.共享式以太网和交换式以太网
（1）共享式以太网：利用集线器连接的星形拓扑结构的网络称为共享式以太网。网上的所有节点（如主机、工作站）共享同一媒体带宽，用广播形式来进行数据传输。仅将一个端口接收的信号重复分发给其他端口来扩展物理介质。如果一个节点发出一个广播信息，集线器会将这个信息以广播方式传播给同它相连的所有节点，从本质上讲，以集线器为核心的共享式以太网并不处理或检查其上的通信量。特点：共享同一媒体带宽，也共享同一冲突域，网络效率低。
共享以太网效率低的主要原因是集线器同时只能传输一个数据帧，当网上两个节点交换数据时，其他节点只能等待。随着节点的增加，大量的冲突将导致网络性能急剧下降。
典型代表：使用10Base2/10Base5的总线型网络和以集线器为核心的星形网络。
（2）交换式以太网：利用交换机连接的星形拓扑结构的网络称为交换式以太网。是以以太网为基础、以MAC帧为数据交换构成的网络。
以太网交换机会产生用于存放与之连接的计算机的MAC地址的一个地址表，每个网线接口便作为一个独立的MAC地址端口。交换机根据收到的数据帧中的MAC地址，转发到交换机中存储的对应的那个地址端口。因此节点不必担心自己发送的帧在通过交换机时是否会与其他节点发送的帧产生冲突的问题。
交换式以太网的优点：
1）有效分割冲突域，减少冲突：交换机给每个用户设有信息端口（通道），各个源端口与各自的目的端口之间可同时进行通信而不发生冲突。除非两个源端口企图将信息同时发往同一目的端口。
2）提高网络效率：共享式10Mbit/s/100Mbit/s以太网采用广播通信方式，每次只能在一对用户间进行通信，如果发生碰撞还得重试。
3）提升带宽：交换式以太网允许不同用户同时传送，比共享式以太网提供更多的带宽。交换机有 N 个端口，如果每个端口的带宽是 M ，则交换机的总线带宽为 N × M 。
各端口的速率可以不同，工作方式也可以不同，提供半双工、全双工、自适应的工作方式等。