衝突域、廣播域的通俗講解

衝突域、廣播域的通俗講解

 

一、衝突域（物理分段）
        鏈接在同一導線上的全部工做站的集合，或者說是同一物理網段上全部節點的集合或以太網上競爭同一帶寬的節點集合。這個域表明了衝突在其中發生並傳播的區域，這個區域能夠被認爲是共享段。在OSI模型中，衝突域被看做是第一層的概念，鏈接同一衝突域的設備有Hub，Reperter或者其餘進行簡單複製信號的設備。也就是說，用Hub或者Repeater鏈接的全部節點能夠被認爲是在同一個衝突域內，它不會劃分衝突域。而第二層設備（網橋，交換機）第三層設備（路由器）均可以劃分衝突域的，固然也能夠鏈接不一樣的衝突域。簡單的說，能夠將Repeater等當作是一根電纜，而將網橋等當作是一束電纜。

二、廣播域
       接收一樣廣播消息的節點的集合。如：在該集合中的任何一個節點傳輸一個廣播幀，則全部其餘能收到這個幀的節點都被認爲是該廣播幀的一部分。因爲許多設備都極易產生廣播，因此若是不維護，就會消耗大量的帶寬，下降網絡的效率。因爲廣播域被認爲是OSI中的第二層概念，因此象Hub，交換機等第一，第二層設備鏈接的節點被認爲都是在同一個廣播域。而路由器，第三層交換機則能夠劃分廣播域，便可以鏈接不一樣的廣播域。
注：一個VLAN是一個廣播域，VLAN能夠隔離廣播，劃分VLAN的其中的一個目的就是隔離廣播。

       打個通俗的比喻來幫助理解：局域網比如一棟大樓，每一個人（比如主機）有本身的房間（房間就比如網卡，房號就是物理地址，即MAC地址），裏面的人（主機）人手一個對講機，因爲工做在同一頻道，因此一我的說話，其餘人都能聽到，這就是廣播（向全部主機發送信息包），只有目標纔會迴應，其餘人雖然聽見可是不理（丟棄包），而這些能聽到廣播的全部對講機設備就構成了一個廣播域。而這些對講機就是集線器（HUB），每一個對講機都像是集線器上的端口，你們都知道對講機在說話時是不能收聽的，必須鬆開對講鍵才能收聽，這種同一時刻只能收或者發的工做模式就是半雙工。並且對講機同一時刻只能有一我的說話才能聽清楚，若是兩個或者更多的人一塊兒講話就會產生衝突，都無法聽清楚，因此這就構成了一個衝突域。有一天樓裏的人受不了這種低效率的通訊了，因此升級了設備，換成每人一個內線電話（交換機SWITCH，每一個電話都至關於交換機上的一個端口），每人都有一個內線號碼（邏輯地址即IP地址）。（這裏要額外說一下IP地址和MAC地址轉譯的問題，常見的二層交換機只識別MAC地址，它內置一個MAC地址表，並不斷維護和更新它，來肯定哪一個端口對應那臺主機的MAC地址，而咱們所用的通訊軟件都是基於IP的，IP地址和MAC地址的轉換工做，就由ARP地址解析協議來完成。）在最開始時，沒人知道哪一個號碼對應哪一個人，因此要想打電話給某我的得先廣播一下：「xxx，你的號碼是多少？」「個人號碼是xxxx」。這樣你就有了目標的號碼，全部的內線號碼就是經過這種方式不斷加入電話簿中（交換機的MAC地址表），下次能夠直接撥到他的分機號碼上去而不用廣播了。你們都知道電話是點對點的通訊設備，不會影響到其餘人，起衝突的只會限制在本地，一個電話號碼的線路至關於一個衝突域，只有再串連分機時，分機和主機之間纔會有衝突的發生，這個衝突不會影響到外面其餘的電話。而電話號碼就像是交換機上的端口號，也就是說交換機上每一個端口自成一個衝突域，因此整個大的衝突域被分割成若干的小衝突域了。並且，電話在接聽的同時能夠說話，這樣的工做模式就是全雙工。這就是交換機比集線器性能更好的緣由之一。

 

圖解衝突域、廣播域

         網絡互連設備能夠將網絡劃分爲不一樣的衝突域、廣播域。可是，因爲不一樣的網絡互連設備可能工做在OSI模型的不一樣層次上。所以，它們劃分衝突域、廣播域的效果也就各不相同。如中繼器工做在物理層，網橋和交換機工做在數據鏈路層，路由器工做在網絡層，而網關工做在OSI模型的上三層。而每一層的網絡互連設備要根據不一樣層次的特色完成各自不一樣的任務。

下面咱們討論常見的網絡互連設備的工做原理以及它們在劃分衝突域、廣播域時各自的特色。

一、傳統以太網操做
　　
　　傳統共享式以太網的典型表明是總線型以太網。在這種類型的以太網中，通訊信道只有一個，採用介質共享（介質爭用）的訪問方法（CSMA/CD介質訪問方法）。每一個站點在發送數據以前首先要偵聽網絡是否空閒，若是空閒就發送數據。不然，繼續偵聽直到網絡空閒。若是兩個站點同時檢測到介質空閒並同時發送出一幀數據，則會致使數據幀的衝突，雙方的數據幀均被破壞。這時，兩個站點將採用"二進制指數退避"的方法各自等待一段隨機的時間再偵聽、發送。
　　在圖1中，主機A只是想要發送一個單播數據包給主機B。但因爲傳統共享式以太網的廣播性質，接入到總線上的全部主機都將收到此單播數據包。同時，此時若是任何第二方，包括主機B也要發送數據到總線上都將衝突，致使雙方數據發送失敗。咱們稱鏈接在總線上的全部主機共同構成了一個衝突域。
　　當主機A發送一個目標是全部主機的廣播類型數據包時，總線上的全部主機都要接收該廣播數據包，並檢查廣播數據包的內容，若是須要的話加以進一步的處理。咱們稱鏈接在總線上的全部主機共同構成了一個廣播域。

 

圖一

二、中繼器（Repeater）

中繼器（Repeater）做爲一個實際產品出現主要有兩個緣由：
第一，擴展網絡距離，將衰減信號通過再生。
第二，實現粗同軸電纜以太網和細同軸電纜以太網的互連。
經過中繼器雖然能夠延長信號傳輸的距離、實現兩個網段的互連。但並無增長網絡的可用帶寬。如圖2所示，網段1和網段2通過中繼器鏈接後構成了一個單個的衝突域和廣播域。

圖二

三、集線器（HUB）

　　集線器實際上至關於多端口的中繼器。集線器一般有8個、16個或24個等數量不等的接口。
　　集線器一樣能夠延長網絡的通訊距離，或鏈接物理結構不一樣的網絡，但主要仍是做爲一個主機站點的匯聚點，將鏈接在集線器上各個接口上的主機聯繫起來使之能夠互相通訊。
　　如圖3所示，全部主機都鏈接到中心節點的集線器上構成一個物理上的星型鏈接。但實際上，在集線器內部，各接口都是經過背板總線鏈接在一塊兒的，在邏輯上仍構成一個共享的總線。所以，集線器和其全部接口所接的主機共同構成了一個衝突域和一個廣播域。

圖三

 

四、網橋（Bridge）

　　網橋（Bridge）又稱爲橋接器。和中繼器相似，傳統的網橋只有兩個端口，用於鏈接不一樣的網段。和中繼器不一樣的是，網橋具備必定的"智能"性，能夠"學習"網絡上主機的地址，同時具備信號過濾的功能。
如圖4所示，網段1的主機A發給主機B的數據包不會被網橋轉發到網段2。由於，網橋能夠識別這是網段1內部的通訊數據流。一樣，網段2的主機X發給主機Y的數據包也不會被網橋轉發到網段1。可見，網橋能夠將一個衝突域分割爲兩個。其中，每一個衝突域共享本身的總線信道帶寬。

圖四

　　可是，若是主機C發送了一個目標是全部主機的廣播類型數據包時，網橋要轉發這樣的數據包。網橋兩側的兩個網段總線上的全部主機都要接收該廣播數據包。所以，網段1和網段2仍屬於同一個廣播域。
注：若端口是收到此幀的同一端口（發送站和接收站鏈接在同一端口上），則網橋會丟棄此幀。

五、交換機（Switch）
　　交換機（Switch）也被稱爲交換式集線器。它的出現是爲了解決鏈接在集線器上的全部主機共享可用帶寬的缺陷。
　　交換機是經過爲須要通訊的兩臺主機直接創建專用的通訊信道來增長可用帶寬的。從這個角度上來說，交換機至關於多端口網橋。
　　如圖5所示，交換機爲主機A和主機B創建一條專用的信道，也爲主機C和主機D創建一條專用的信道。只有當某個接口直接鏈接了一個集線器，而集線器又鏈接了多臺主機時，交換機上的該接口和集線器上所連的全部主機纔可能產生衝突，造成衝突域。換句話說，交換機上的每一個接口都是本身的一個衝突域。

圖５

　　可是，交換機一樣沒有過濾廣播通訊的功能。若是交換機收到一個廣播數據包後，它會向其全部的端口轉發此廣播數據包。所以，交換機和其全部接口所鏈接的主機共同構成了一個廣播域。
　　咱們將使用交換機做爲互連設備的局域網稱爲交換式局域網。

六、路由器（Router）
　　路由器工做在網絡層，能夠識別網絡層的地址-IP地址，有能力過濾第3層的廣播消息。實際上，除非作特殊配置，不然路由器從不轉發廣播類型的數據包（例如DHCP中繼代理)。所以，路由器的每一個端口所鏈接的網絡都獨自構成一個廣播域。如圖6所示，若是各網段都是共享式局域網，則每網段本身構成一個獨立的衝突域。

圖６

七、網關（Gateway）

　　網關工做在OSI參考模型的高三層，所以，並不使用衝突域、廣播域的概念。網關主要用來進行高層協議之間的轉換。例如，充當LOTUS 1-2-3郵件服務和Microsoft Exchange郵件服務之間的郵件網關。
　　注意，這裏網關的概念徹底不一樣於PC主機以及路由器上配置的默認網關（default gateway）。

 

轉自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_77277f400100ple2.html