物理层设备

了解物理层设备类型和功能，常和其他层次设备进行综合性考查。

集线器

定义：集线器（Hub）是一个 物理层设备，用于将多台计算机或其他网络设备连接在一起，从而形成一个单一的网络段。

工作方式：当一个设备通过集线器发送数据时，数据会被 广播到 集线器的所有其他端口。每个连接到集线器的设备都会收到这些数据，但只有目标设备才会处理它。集线器本身不会分析或查看传输的数据。

局限性: 由于集线器将数据广播到所有设备，所以它可能导致 网络拥塞。因此，在大型或流量较大的网络中，集线器已经被交换机所取代，交换机能够智能地将数据转发到目标设备。

定义：中继器是一个 物理层设备，用于对衰减的数字信号重新整形、定时并再生。只说“放大”容易与模拟放大器混淆：单纯放大会连噪声一起放大，数字中继器强调恢复标准波形。

工作方式：在以太网或其他类型的网络中，数据在电缆上只能传输一定的距离，超过这个距离，信号会减弱或退化。中继器放置在这种距离的两端，用于接收退化的信号，放大或再生它，然后将它传输到下一段电缆。

应用：中继器被用于 扩展网络 的物理范围，超出了单一段电缆或 物理媒体 的限制。

定义：网络适配器 (Network Adapter)，也称为网络接口卡（NIC）或简称网卡，是一种硬件组件，用于 连接计算机到一个网络。

工作方式：网络适配器为计算机提供了一个或多个网络连接端口，它将计算机的 数字数据 转换为可以在物理媒体（例如双绞线、光纤或无线电波）上传输的信号。同样，当信号从网络到达网络适配器时，它会将这些信号转换回计算机可以理解的数字数据。

物理地址：网络适配器通常有一个厂家分配的 MAC 地址，用于在局域网内标识接口。MAC 地址不必理解为永远不可改变：现代系统可由软件配置本地管理地址，虚拟网卡也可使用软件生成的 MAC 地址。

双绞线（twisted pair cable）的结构如上图所示，“双绞线”之所以叫“双绞线”，是因为它的结构真的就是两根 绝缘铜线 按照一定方式互相“绞”在一起。这种“绞合”结构是为了 抗干扰，让数据传输更加 稳定可靠。

光纤（fiber optic）的结构如上图所示，纤芯折射率高于包层，满足条件的光在纤芯—包层界面发生 全反射 并向前传播。相比铜缆中的电信号，它不受电磁干扰、衰减低、可支持高带宽与长距离传输，非常适合高速数据通信。

同轴电缆（coaxial cable）的结构如上图所示，它由 中心铜导体、绝缘层、金属屏蔽层 和 外护套 组成。其中，金属屏蔽层可以有效减少外界电磁干扰，同时也防止信号向外泄漏。

同轴电缆常用于有线电视、宽带接入和一些局域网连接，具有抗干扰能力强、传输稳定的特点。