问题

如果把电脑主机的两个 USB 接口用一根数据线连起来,会发生什么?

回答
把电脑主机的两个 USB 接口用一根数据线连起来?这确实是个挺有意思的想法,就像是给电脑自己开个玩笑一样。咱们来仔细琢磨琢磨,这事儿到底会整出什么幺蛾子来。

首先,得明确一下咱们用的“数据线”。市面上最常见的 USB 数据线,无论是连接手机、U盘还是其他外设的,它们的内部结构都是固定的。一头是公头(插进电脑),另一头也是公头(插进设备)。所以,如果咱们拿一根标准的 USB 连接线,它两头都是公头,这本来就插不进两个 USB 母口里。咱们得找那种“USBUSB”的转接线,或者把两根线剪开再接,但这操作风险很高,容易短路,咱们就先假设咱用的是一种特殊定制的、两头都是公头的 USB 线,能插进去。

好,现在咱们把电脑主机背后的两个 USB 接口,比如一个前置的 USBA 口和一个后置的 USBA 口,用这根“双公头”的 USB 线给连上了。会发生什么呢?

短期内,大概率什么都不会发生,甚至没什么直接可见的“后果”。

这是因为 USB 接口的设计并不是用来互相连接的。USB 的工作模式是“主机设备”的模式。电脑主机的 USB 接口是作为“主机”(Host)存在的,它负责发起通信、提供电力和控制连接。而咱们平时插的 U盘、鼠标、键盘,或者连接手机的线缆,另一头连接的是“设备”(Device)。

你用一根线把两个主机的 USB 口连起来,这就像是你用一根电话线把两个电话总机房的接口直接连上了。两个总机房都在互相等待对方发起呼叫,但谁也发起不了,也没有接收呼叫的设备,所以自然也就没法通信。

USB 线内部有几根线:电源正极(VCC)、电源负极(GND)和数据线(D+,D)。

电源线(VCC 和 GND): 如果你把两个 USB 口的 VCC 和 GND 直接连起来,最坏的情况是,如果两个 USB 口输出的电压或者电流存在微小差异,可能会造成一点点电流回流。但一般来说,USB 接口都有一定的保护机制,比如限流或者短路保护。所以,即使有微小的回流,通常也不会瞬间烧毁接口。更常见的情况是,两个接口都尝试给对方供电,或者其中一个稍微“强壮”一点的会给另一个供电,但因为没有设备在接收,这股电也只是白白浪费了。
数据线(D+ 和 D): 这就是问题的关键。USB 数据通信是需要双方按照特定的协议进行的。主机 A 的 D+ 和 D 信号线连接到主机 B 的 D+ 和 D 信号线。主机 A 发送的数据,会直接跑到主机 B 的数据线上,但主机 B 的 USB 控制器接收不到这个数据,因为它期待的是来自某个设备的信号,而不是另一个主机的信号。而且,更重要的是,主机 B 也同样会尝试发送数据,这就导致了信号线上的数据是混乱的、互相干扰的,根本无法形成有效的通信。

电脑的反应会是怎样的呢?

1. 识别设备失败或错误: 操作系统(比如 Windows、macOS 或 Linux)在检测到有东西插入 USB 接口时,会尝试去识别它。当你用这根线把两个 USB 口连起来时,操作系统会尝试识别连接到这些接口的“设备”。但由于连接的是另一个主机的 USB 接口,这个“设备”的响应方式会非常奇怪,完全不符合 USB 标准的设备描述符。所以,操作系统很可能会报告“未知 USB 设备已连接”、“设备无法识别”或者直接在设备管理器里显示一个带有黄色感叹号的设备。
2. 驱动程序冲突或挂起: USB 控制器驱动程序可能会因为收到的无效数据或设备信息而进入错误状态,导致 USB 总线暂时不稳定,或者该端口的驱动程序挂起。
3. 系统不稳定: 在极端情况下,如果 USB 控制器或者主板的供电不稳定,这种错误的连接可能会引起系统不稳定,出现蓝屏、死机,或者 USB 设备全部失效等问题。但这种情况相对少见,通常 USB 硬件有比较好的容错性。
4. 耗电: 即使没有造成什么大问题,USB 接口的供电也不会闲着,会白白给连接线以及对方的 USB 接口供电,造成一点点电能的浪费。

有没有什么特殊情况会发生?

“概念上的”或者“理论上的”特殊情况,但实际操作几乎不可能:

USB OTG (OnTheGo) 模式: 某些 USB 设备支持 OTG 功能,允许它们在某些情况下扮演主机的角色。但 USB OTG 协议是在设备之间协商的,而且需要特定设计的线缆和软件支持。即使是支持 OTG 的设备,直接用一根线连接两个电脑主机,也几乎不可能让它们进入可以相互通信的状态。USB OTG 更多是用在手机连接U盘,或者一个手机连接另一个手机(作为外设)的场景,而不是两个完整的电脑主机之间。
特定的 USBtoUSB 数据传输线(非标准): 有些非常特殊的 USB 数据线设计,可以在两台电脑之间直接传输数据,而不需要通过网络。但这通常是使用了特定的芯片和协议,并且可能需要双方电脑都安装相应的驱动程序和软件才能工作。这种线缆内部的连接方式和普通数据线完全不同,它不是简单地把两个 USB 口的信号线直接对连,而是通过内置的芯片进行信号的转换和协议的封装。如果你用的是这种特殊线缆,那连接起来就是正常的电脑互联,而不是我说的那种“直接对连”的情况。

总结一下,如果你拿一根普通的 USB 数据线(两头都是公头,或者你强行改造),把电脑主机的两个 USB 接口连接起来,结果很可能是:

电脑检测到一个“无法识别的 USB 设备”。
USB 接口的驱动程序可能出现小故障,但不至于立刻损坏硬件。
系统可能因此略微不稳定,但多半不会直接导致硬件损坏或系统崩溃。
基本不会有任何有用的数据传输发生。

这就像是把两扇门关着但又用一根绳子互相绑住,它们都想打开,但都没法完成开门这个动作,而且互相干扰,可能还会缠在一起造成一点小麻烦。 所以,没事儿别这么玩,虽然很可能不会弄坏电脑,但也没啥好处,反而可能让电脑有点“蒙圈”。

网友意见

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有人是不认识字吗?我又没说一定会坏,我只是说有可能会坏,评论以及其他回答里有实验结论,我就不重复贴了。

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首先,Type-A对Type-A的线不是很常见,经常用到一般都是延长线的那种接头,是没办法两个头对接的。

如果能找到这种线,要看主板有没有保护电路,没有保护电路的话最坏的情况是把主板烧掉,有保护电路的话,一般是接上去没什么反应,因为Host-Host模式没办法通信。

其他回答里提到的那种线,不是USB数据线,那种线中间集成的是一个USB网卡,通过网络通信的,相当于USB-以太网-USB,只不过商家起了一个迷惑人的名字:对拷线,其实跟USB没什么关系,某些系统里要是没有集成对应的驱动(比如早年的Linux),可能就识别不出来。

另外,移动平台(比如平板电脑)如果是两个Type-C的口的话,同时主板也集成了对应的OTG控制器,那么是有概率会能识别成一个Host,另一个Device的模式的,但很少见到哪个土豪的硬件集成两个OTG口,并且两个口都是Type-C的情况,以后没准可能会有。

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有人认为两边电压方向一样是没危险的,这种理解的是错的。

USB 2.0里的四条线分别是VCC/D+/D-/GND,其中VCC是供电,GND是接地,D+/D-是信号,如果只接VCC/GND,那确实没什么危险,但问题是还有D+/D-呢,这两个信号线平时不是没有电压,而是挂了一个15K的下拉电阻(摘自USB2.0规范):

所以真要把两个host接口接一起,D+/D-上传的是什么信号可不好说,如果主板上没有保护电路把主板挂掉也不是不可能,USB2.0口上就是靠不同的电阻来识别设备速度的。

现在的主板大多数新的主板都能保护USB口,老的主板(估计得十年以上)保护电路不多,我的老电脑的USB口就挂过一次。

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