中继器在计算机网络技术及应用中的作用及限制

2023-11-04 理论教育版权反馈

【摘要】：中继器又称转发器或收发器，它工作在OSI模型的第1层，即物理层。此时，就应加装中继器，以加强信号。图3-38形象地说明了5-4-3规则，即在以太网中最多允许有5个网段、使用4个中继器，而其中只有3个是可以连接客户计算机的网段。按此规则，当使用的中继器个数超过4个，即网段的数目大于5个时，将会影响以太网的冲突检测，导致其他问题。4）使用中继器扩展网段和网络距离时，其数目有所限制。

中继器又称转发器或收发器，它工作在OSI模型的第1层，即物理层。由于线路损耗的存在，在线路上传输的信号功率将会随着距离的增加而逐步衰减，衰减到一定程度时，将导致信号失真，从而发生接收错误。因此，无论采用何种拓扑结构、网卡，或者是传输介质，总有一个最大的传输距离。中继器就是为了解决这些问题而设计的。

1.中继器的功能

中继器是最简单、最便宜的网间连接设备。中继器或收发器的外形就像一个小盒子，连接着两个网络的电缆段。中继器放大、整形，重新产生电缆上的数字信号，并按原来的方向重新发送再生的信号，如图3-37所示。

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图3-37　用中继器发送再生的信号

在以太网的局域网网段跨越距离过长时，信号将衰减，接收设备无法识别。此时，就应加装中继器，以加强信号。由此可见，第一，中继器具有接收、放大、整形和转发网络信息的作用，因此，可以降低传输线路对信号的干扰影响，起到扩充网络规模（扩充网络连接距离或工作站数目）的作用；第二，使用带有不同接口的中继器，可以连接两个使用不同的传输介质、不同类型的以太网段。例如，使用中继器可以连接使用双绞线和使用细缆的两个以太网。

2.中继器的使用规则

大多数网络都对中继器的使用数目有所限制。在10Mb/s以太网中，这个限制规则称为5-4-3规则。图3-38形象地说明了5-4-3规则，即在以太网中最多允许有5个网段、使用4个中继器，而其中只有3个是可以连接客户计算机的网段。按此规则，当使用的中继器个数超过4个，即网段的数目大于5个时，将会影响以太网的冲突检测，导致其他问题。

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图3-38　10Mb/s以太网的5-4-3规则

使用中继器连接后的两个网段将合并为一个网络。如果用户打算连接后的两个网段仍保持为两个独立的网络，则应选择其他层的网络互联设备，如网桥、交换机或路由器等。

3.中继器的应用特点(www.chuimin.cn)

中继器的优点是：安装简单、可以轻易地扩展网络的距离、使用方便、价格相对低廉，它是最便宜的扩展网络距离的设备。它不仅起到了扩展网络距离的作用，还能将不同传输介质的网络连接在一起。例如，连接使用光缆和同轴电缆的两个网络、连接使用双绞线和光缆的两个网络等。但是中继器不能提供网段间的隔离功能，通过中继器连接起来的网络实际在逻辑上是同一个网络。另外，中继器工作在物理层，因此它要求所连接的网段在物理层以上使用相同或兼容协议。

（1）中继器的缺点

1）中继器用于局域网之间有条件的连接。一般情况下，互联网络的第1层可以不同，但是第2～7层应当使用相同或兼容协议。因此，中继器可以连接两个使用不同传输介质和物理端口，但使用相同介质访问控制方法的网络。

例如，中继器可以连接使用双绞线和同轴电缆的两个以太网，但是不能连接一个使用CSMA/CD方法的以太网和一个使用令牌环介质访问控制方法的两个网络。

2）中继器不能提供所连接网段之间的隔离功能，因此，通过中继器连接起来的网络，在逻辑上是同一个网络。也就是说，中继器不能进行通信分段，多个网段使用中继器互联后，将增加网络的信息量，容易发生阻塞。

3）中继器不能控制广播风暴。中继器不分析任何来自数据帧的信息，因此不能对信号进行滤波和解释，只是重复，并传送所有的信息从一个物理网段到另外一个。即使是数据不可靠，中继器也会重复它，如对于广播风暴中继器也只能是简单地重复。

4）使用中继器扩展网段和网络距离时，其数目有所限制。例如，在以太网中，应当按照5-4-3规则来设计网络。

（2）使用和选择中继器时应注意的问题

1）网段的接口。当所连接的两个网段的接口不同时，应注意选择适宜的接口。例如，连接两个10Base-2网段时，应选择带有两个BNC接口的中继器；而连接一个10Base-T和一个10Base-2网段时，就应当选择带有一个RJ-45接口和一个BNC接口的中继器。

2）网段扩展的极限距离。一般中继器对可扩展的单网段距离都有着严格的限制，如10Base-2的185m、10Base-5的500m。现在市场上产品的种类很多，功能也各不相同。如光纤收发器，可扩充距离一般都在几千米，最高的可达万米。

3）协议兼容。所连接的各个网段的高层（2～7层）协议应当相兼容。

中继器在计算机网络技术及应用中的作用及限制

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