计算机网络基础|中继器的应用与工作原理

基带信号沿线路传播时会产生衰减，所以当需要传输较长的距离时，或者说需要将网络扩展到更大的范围时，就要采用中继器。中继器（Repeater）是OSI 参考模型中的物理层的设备，是最简单的网络互联设备，它可以将局域网的一个网段和另一个网段连接起来，主要用于局域网-局域网互联，起到信号放大和延长信号传输距离的作用。中继器的应用如图6.2所示。

图6.2　中继器的应用

中继器的主要工作就是复制收到的比特流。当中继器的某个输入端输入“1”，输出端就立即复制、放大并输出“1”。收到的所有信号都被原样转发，并且时延很小。中继器不能过滤网络流量，到达中继器一个端口的信号会发送到所有其他端口上。中继器不能识别数据的格式和内容，错误信号也会原样照发。中继器不能改变数据类型，即不能改变数据链路报头类型；也不能连接不同的网络，如令牌环网和以太网。

中继器最典型的应用是连接两个及两个以上的以太网电缆段，其目的是为了延长网络的长度。但延长是有限的，中继器只能在规定的信号时延范围内进行有效的工作。根据“4 中继器原则”，在网络上任何两台计算机之间不能安装超过4 台中继器。即网络可以被4 台中继器分成5 个部分，其中允许3 个部分有主机，并且主机数目可达该网段规定的最大主机数，这就是局域网中的“5-4-3-2-1”规则，或称为“5-4-3”原则。

例如，在10Base-5 粗缆以太网的组网规则中规定：每个电缆段最大长度为500 m，最多可用4 个中继器连接5 个电缆段，延长后的最大网络长度为2 500 m。(www.xing528.com)

中继器具有如下一些特性：

（1）中继器仅作用于物理层，只具有简单地放大和再生物理信号的功能，所以中继器只能连接完全相同的局域网，也就是说用中继器互联的局域网应具有相同的协议和速率，如IEEE 802.3 以太网到以太网之间的连接和IEEE 802.5 令牌环网到令牌环网之间的连接。用中继器连接的局域网在物理上是一个网络，也就是说中继器把多个独立的物理网络互联成为一个大的物理网络。

（2）中继器可以连接相同传输介质的同类局域网（例如，粗同轴电缆以太网之间的连接），也可以连接不同传输介质的同类局域网（例如，粗同轴电缆以太网与细同轴电缆以太网或粗同轴电缆以太网与双绞线以太网的连接）。

（3）由于中继器在物理层实现互联，所以它对物理层以上各层协议（数据链路层到应用层）完全透明，中继器支持数据链路层及其以上各层的任何协议，也就是说只有物理层以上各层协议完全相同才可以实现互联。