图解冲突域、广播域

冲突域〔物理分段〕 连接在同一导线上的全部工作站的集合，或者说是同一物理网段上全部节点的集合或以太网上竞争同一带宽的节点集合。这个域代表了冲突在其中发生并传播的区域，这个区域可以被认为是共享段。在OSI模型中，冲突域被看作是第一层的概念，连接同一冲突域的设备有Hub，Reperter或者其他进展简洁复制信号的设备。也就是说，用Hub或者Repeater连接的全部节点可以被认为是在同一个冲突域内，它不会划分冲突域。而其次层设备〔网桥，交换机〕第三层设备〔路由器〕都可以划分冲突域的，当然也可以连接不同的冲突域。简洁的说，可以将Repeater等看成是一根电缆，而将网桥等看成是一束电缆。 播送域 接收同样播送消息的节点的集合。如在该集合中的任何一个节点传输一个播送帧，那么全部其他能收到这个帧的节点都被认为是该播送帧的一局部。由于很多设备都极易产生播送，所以假如不维护，就会消耗大量的带宽，降低网络的效率。由于播送域被认为是OSI中的其次层概念，所以象Hub，交换机等第一，其次层设备连接的节点被认为都是在同一个播送域。而路由器，第三层交换机那么可以划分播送域，即可以连接不同的播送域。 注一个VLAN是一个播送域，VLAN可以隔离播送，划分VLAN的其中的一个目的就是隔离播送。 打个通俗的比方来帮助理解 局域网好比一栋大楼，每个人〔好比主机〕有自己的房间〔房间就好比网卡，房号就是物理地址，即MAC地址〕，里面的人〔主机〕人手一个对讲机，由于工作在同一频道，所以一个人说话，其他人都能听到，这就是播送〔向全部主机发送信息包〕，只有目标才会回应，其他人虽然听见但是不理〔丢弃包〕，而这些能听到播送的全部对讲机设备就够成了一个播送域。而这些对讲机就是集线器〔HUB〕，每个对讲机都像是集线器上的端口，大家都知道对讲机在说话时是不能收听的，必需松开对讲键才能收听，这种同一时刻只能收或者发的工作模式就是半双工。而且对讲机同一时刻只能有一个人说话才能听清晰，假如两个或者更多的人一起说就会产生冲突，都没法听清晰，所以这就构成了一个冲突域。 播送域〔Broadcast domain〕 网络中的一组设备的集合。即同一播送包能到达的全部设备成为一个播送域。当这些设备中的一个发出一个播送时，全部其他的设备都能接收到这个播送帧。HUB和SWITCH的全部端口都是在一个播送域里，路由器上的每个端口自成一个播送域。 有一天楼里的人受不了这种低效率的通信了，所以升级了设备，换成每人一个内线 〔交换机SWITCH，每个 都相当于交换机上的一个端口〕，每人都有一个内线号码〔逻辑地址即IP地址〕。〔这里要额外说一下IP地址和MAC地址转译的问题，常见的二层交换机只识别MAC地址，它内置一个MAC地址表，并不断维护和更新它，来确定哪个端口对应那台主机的MAC地址，而我们所用的通信软件都是基于IP的，IP地址和MAC地址的转换工作，就由ARP地址解析协议来完成。〕在最开场时，没人知道哪个号码对应哪个人，所以要想打 给某个人得先播送一下“xxx，你的号码是多少〞“我的号码是xxxx〞。这样你就有了目标的号码，全部的内线号码就是通过这种方式不断参与 簿中〔交换机的MAC地址表〕，下次可以干脆拨到他的分机号码上去而不用播送了。大家都知道 是点对点的通信设备，不会影响到其他人，起冲突的只会限制在本地，一个 号码的线路相当于一个冲突域，只有再串连分机时，分机和主机之间才会有冲突的发生，这个冲突不会影响到外面其他的 。而 号码就像是交换机上的端口号，也就是说交换机上每个端口自成一个冲突域，所以整个大的冲突域被分割成假设干的小冲突域了。而且， 在接听的同时可以说话，这样的工作模式就是全双工。这就是交换机比集线器性能更好的缘由之一。这样的工作模式就是全双工。这就是交换机比集线器性能更好的缘由之一。 网络互连设备可以将网络划分为不同的冲突域、播送域。但是，由于不同的网络互连设备可能工作在OSI模型的不同层次上。因此，它们划分冲突域、播送域的效果也就各不一样。如中继器工作在物理层，网桥和交换机工作在数据链路层，路由器工作在网络层，而网关工作在OSI模型的上三层。而每一层的网络互连设备要依据不同层次的特点完成各自不同的任务。 下面我们探讨常见的网络互连设备的工作原理以及它们在划分冲突域、播送域时各自的特点。 1、传统以太网操作 传统共享式以太网的典型代表是总线型以太网。在这种类型的以太网中，通信信道只有一个，采纳介质共享〔介质争用〕的访问方法〔第1章中介绍的CSMA/CD介质访问方法〕。每个站点在发送数据之前首先要侦听网络是否空闲，假如空闲就发送数据。否那么，接着侦听直到网络空闲。假如两个站点同时检测到介质空闲并同时发送出一帧数据，那么会导致数据帧的冲突，双方的数据帧均被破坏。这时，两个站点将采纳二进制指数退避的方法各自等待一段随机的时间再侦听、发送。 在图1中，主机A只是想要发送一个单播数据包给主机B。但由于传统共享式以太网的播送性质，接入到总线上的全部主机都将收到此单播数据包。同时，此时假如任何其次方，包括主机B也要发送数据到总线上都将冲突，导致双方数据发送失败。我们称连接在总线上的全部主机共同构成了一个冲突域。 当主机A发送一个目标是全部主机的播送类型数据包时，总线上的全部主机都要接收该播送数据包，并检查播送数据包的内容，假如须要的话加以进一步的处理。我们称连接在总线上的全部主机共同构成了一个播送域。 图1 传统以太网 2、中继器〔Repeater〕 中继器〔Repeater〕作为一个实际产品出现主要有两个缘由 第一，扩展网络距离，将衰减信号经过再生。 其次，实现粗同轴电缆以太网和细同轴电缆以太网的互连。 通过中继器虽然可以延长信号传输的距离、实现两个网段的互连。但并没有增加网络的可用带宽。如图2所示，网段1和网段2经过中继器连接后构成了一个单个的冲突域和播送域。 图2 中继器连接的网络 3、集线器〔HUB〕 集线器事实上相当于多端口〔在本章，我们常用端口一词代替接口这个术语〕的中继器。集线器通常有8个、16个或24个等数量不等的接口。 集线器同样可以延长网络的通信距离，或连接物理构造不同的网络，但主要还是作为一个主机站点的会聚点，将连接在集线器上各个接口上的主机联系起来使之可以相互通信。 如图3所示，全部主机都连接到中心节点的集线器上构成一个物理上的星型连接。但事实上，在集线器内部，各接口都是通过背板总线连接在一起的，在逻辑上仍构成一个共享的总线。因此，集线器和其全部接口所接的主机共同构成了一个冲突域和一个播送域。 图3 集线器连接的网络 4、网桥〔Bridge〕 网桥〔Bridge〕又称为桥接