在物理层扩展以太网#

扩展的以太网 · 第一讲 视频讲解 https://www.bilibili.com/video/BV1SLn96WEr9/

一句话#

物理层的扩展，本质就是把线接长、把口变多——用集线器和光纤把小网拼成大网，但冲突还是那一个冲突，带宽还是那一份带宽。

一、为什么要扩展#

早期以太网用双绞线组星形网，中心是集线器。一台集线器就卡在两个硬约束上：

想接更多机器、想跨更远的距离，就得扩展。

二、办法一：集线器级联#

把几台集线器用线串起来，几个小星形拼成一个大星形。

   ┌─主机        ┌─主机        ┌─主机
   ├─主机──集线器──┼─主机──集线器──┼─主机
   └─主机        └─主机        └─主机

• 3 台 8 口集线器串起来，可接的主机数变成 24 台
• 覆盖范围也跟着扩大（每段仍是 100 m，但可以一段接一段地铺）

注意术语：教材把这种「集线器之间用干线相连」的做法叫级联。 级联用的仍然是物理层的设备，连的仍然是同一根逻辑总线。

三、办法二：换传输介质#

距离不够，就换介质——把双绞线换成光纤。

教学楼A ──双绞线── 光调制解调器 ══光纤（几公里）══ 光调制解调器 ──双绞线── 教学楼B

• 两端各加一个光纤调制解调器，负责「电信号 ↔ 光信号」的转换
• 中间那段光纤可以拉几公里，把两栋楼、甚至两个校区连成一片
• 光纤衰减小、抗电磁干扰，这正是它比双绞线适合长距离的原因

关键点：光调制解调器只做信号形式的转换，它不解析帧、不看 MAC 地址。所以这仍然是物理层的活。

四、两个代价（重点）#

4.1 冲突域跟着一起变大#

这是物理层扩展最要命的地方。

集线器工作在物理层，它的行为是：收到什么就转发什么，不做碰撞检测，也不做任何过滤。所以所有端口都处在同一个冲突域里，仍然要跑 CSMA/CD。

教材的例子：

机器翻一倍，总吞吐量一点没涨，每台分到的反而更少。

换句话说：

扩展到 N 台机器，不会得到 N 倍的带宽；
只会把同一份带宽，切成 N 份。

这和「加交换机」有本质区别——交换机每个端口独享带宽（第二讲会讲）。

4.2 速率不同的网段不能直接互联#

不同速率的以太网段（比如 10 Mbit/s 和 100 Mbit/s），不能用一个集线器直接连起来。

原因很直接：集线器是按比特原样转发的，它没有缓冲、没有帧的概念，也没有速率协商的能力。10 Mbit/s 的比特流进 100 Mbit/s 的端口，对方根本没法按节拍收。

所以这两张网只能各走各的——除非换一种能按速率分开的设备。

五、这一讲的结论#

物理层扩展只把线接长了，冲突域和带宽的问题一点没碰。

下一讲要往上一层走：用数据链路层的设备（网桥、以太网交换机），按 MAC 地址把冲突域真正拆开。

依据表#

说明：本集没有讲 a = τ/T₀ 与信道利用率 S_max = 1/(1+a)，这部分留作单独一集。