冲突域、广播域的通俗讲解

冲突域、广播域的通俗讲解

 

一、冲突域（物理分段）
        链接在同一导线上的全部工做站的集合，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。这个域表明了冲突在其中发生并传播的区域，这个区域能够被认为是共享段。在OSI模型中，冲突域被看做是第一层的概念，链接同一冲突域的设备有Hub，Reperter或者其余进行简单复制信号的设备。也就是说，用Hub或者Repeater链接的全部节点能够被认为是在同一个冲突域内，它不会划分冲突域。而第二层设备（网桥，交换机）第三层设备（路由器）均可以划分冲突域的，固然也能够链接不一样的冲突域。简单的说，能够将Repeater等当作是一根电缆，而将网桥等当作是一束电缆。

二、广播域
       接收一样广播消息的节点的集合。如：在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧，则全部其余能收到这个帧的节点都被认为是该广播帧的一部分。因为许多设备都极易产生广播，因此若是不维护，就会消耗大量的带宽，下降网络的效率。因为广播域被认为是OSI中的第二层概念，因此象Hub，交换机等第一，第二层设备链接的节点被认为都是在同一个广播域。而路由器，第三层交换机则能够划分广播域，便可以链接不一样的广播域。
注：一个VLAN是一个广播域，VLAN能够隔离广播，划分VLAN的其中的一个目的就是隔离广播。

       打个通俗的比喻来帮助理解：局域网比如一栋大楼，每一个人（比如主机）有本身的房间（房间就比如网卡，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，因为工做在同一频道，因此一我的说话，其余人都能听到，这就是广播（向全部主机发送信息包），只有目标才会回应，其余人虽然听见可是不理（丢弃包），而这些能听到广播的全部对讲机设备就构成了一个广播域。而这些对讲机就是集线器（HUB），每一个对讲机都像是集线器上的端口，你们都知道对讲机在说话时是不能收听的，必须松开对讲键才能收听，这种同一时刻只能收或者发的工做模式就是半双工。并且对讲机同一时刻只能有一我的说话才能听清楚，若是两个或者更多的人一块儿讲话就会产生冲突，都无法听清楚，因此这就构成了一个冲突域。有一天楼里的人受不了这种低效率的通讯了，因此升级了设备，换成每人一个内线电话（交换机SWITCH，每一个电话都至关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，来肯定哪一个端口对应那台主机的MAC地址，而咱们所用的通讯软件都是基于IP的，IP地址和MAC地址的转换工做，就由ARP地址解析协议来完成。）在最开始时，没人知道哪一个号码对应哪一个人，因此要想打电话给某我的得先广播一下：“xxx，你的号码是多少？”“个人号码是xxxx”。这样你就有了目标的号码，全部的内线号码就是经过这种方式不断加入电话簿中（交换机的MAC地址表），下次能够直接拨到他的分机号码上去而不用广播了。你们都知道电话是点对点的通讯设备，不会影响到其余人，起冲突的只会限制在本地，一个电话号码的线路至关于一个冲突域，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余的电话。而电话号码就像是交换机上的端口号，也就是说交换机上每一个端口自成一个冲突域，因此整个大的冲突域被分割成若干的小冲突域了。并且，电话在接听的同时能够说话，这样的工做模式就是全双工。这就是交换机比集线器性能更好的缘由之一。

 

图解冲突域、广播域

         网络互连设备能够将网络划分为不一样的冲突域、广播域。可是，因为不一样的网络互连设备可能工做在OSI模型的不一样层次上。所以，它们划分冲突域、广播域的效果也就各不相同。如中继器工做在物理层，网桥和交换机工做在数据链路层，路由器工做在网络层，而网关工做在OSI模型的上三层。而每一层的网络互连设备要根据不一样层次的特色完成各自不一样的任务。

下面咱们讨论常见的网络互连设备的工做原理以及它们在划分冲突域、广播域时各自的特色。

一、传统以太网操做
　　
　　传统共享式以太网的典型表明是总线型以太网。在这种类型的以太网中，通讯信道只有一个，采用介质共享（介质争用）的访问方法（CSMA/CD介质访问方法）。每一个站点在发送数据以前首先要侦听网络是否空闲，若是空闲就发送数据。不然，继续侦听直到网络空闲。若是两个站点同时检测到介质空闲并同时发送出一帧数据，则会致使数据帧的冲突，双方的数据帧均被破坏。这时，两个站点将采用"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。但因为传统共享式以太网的广播性质，接入到总线上的全部主机都将收到此单播数据包。同时，此时若是任何第二方，包括主机B也要发送数据到总线上都将冲突，致使双方数据发送失败。咱们称链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广播类型数据包时，总线上的全部主机都要接收该广播数据包，并检查广播数据包的内容，若是须要的话加以进一步的处理。咱们称链接在总线上的全部主机共同构成了一个广播域。

 

图一

二、中继器（Repeater）

中继器（Repeater）做为一个实际产品出现主要有两个缘由：
第一，扩展网络距离，将衰减信号通过再生。
第二，实现粗同轴电缆以太网和细同轴电缆以太网的互连。
经过中继器虽然能够延长信号传输的距离、实现两个网段的互连。但并无增长网络的可用带宽。如图2所示，网段1和网段2通过中继器链接后构成了一个单个的冲突域和广播域。

图二

三、集线器（HUB）

　　集线器实际上至关于多端口的中继器。集线器一般有8个、16个或24个等数量不等的接口。
　　集线器一样能够延长网络的通讯距离，或链接物理结构不一样的网络，但主要仍是做为一个主机站点的汇聚点，将链接在集线器上各个接口上的主机联系起来使之能够互相通讯。
　　如图3所示，全部主机都链接到中心节点的集线器上构成一个物理上的星型链接。但实际上，在集线器内部，各接口都是经过背板总线链接在一块儿的，在逻辑上仍构成一个共享的总线。所以，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广播域。

图三

 

四、网桥（Bridge）

　　网桥（Bridge）又称为桥接器。和中继器相似，传统的网桥只有两个端口，用于链接不一样的网段。和中继器不一样的是，网桥具备必定的"智能"性，能够"学习"网络上主机的地址，同时具备信号过滤的功能。
如图4所示，网段1的主机A发给主机B的数据包不会被网桥转发到网段2。由于，网桥能够识别这是网段1内部的通讯数据流。一样，网段2的主机X发给主机Y的数据包也不会被网桥转发到网段1。可见，网桥能够将一个冲突域分割为两个。其中，每一个冲突域共享本身的总线信道带宽。

图四

　　可是，若是主机C发送了一个目标是全部主机的广播类型数据包时，网桥要转发这样的数据包。网桥两侧的两个网段总线上的全部主机都要接收该广播数据包。所以，网段1和网段2仍属于同一个广播域。
注：若端口是收到此帧的同一端口（发送站和接收站链接在同一端口上），则网桥会丢弃此帧。

五、交换机（Switch）
　　交换机（Switch）也被称为交换式集线器。它的出现是为了解决链接在集线器上的全部主机共享可用带宽的缺陷。
　　交换机是经过为须要通讯的两台主机直接创建专用的通讯信道来增长可用带宽的。从这个角度上来说，交换机至关于多端口网桥。
　　如图5所示，交换机为主机A和主机B创建一条专用的信道，也为主机C和主机D创建一条专用的信道。只有当某个接口直接链接了一个集线器，而集线器又链接了多台主机时，交换机上的该接口和集线器上所连的全部主机才可能产生冲突，造成冲突域。换句话说，交换机上的每一个接口都是本身的一个冲突域。

图５

　　可是，交换机一样没有过滤广播通讯的功能。若是交换机收到一个广播数据包后，它会向其全部的端口转发此广播数据包。所以，交换机和其全部接口所链接的主机共同构成了一个广播域。
　　咱们将使用交换机做为互连设备的局域网称为交换式局域网。

六、路由器（Router）
　　路由器工做在网络层，能够识别网络层的地址-IP地址，有能力过滤第3层的广播消息。实际上，除非作特殊配置，不然路由器从不转发广播类型的数据包（例如DHCP中继代理)。所以，路由器的每一个端口所链接的网络都独自构成一个广播域。如图6所示，若是各网段都是共享式局域网，则每网段本身构成一个独立的冲突域。

图６

七、网关（Gateway）

　　网关工做在OSI参考模型的高三层，所以，并不使用冲突域、广播域的概念。网关主要用来进行高层协议之间的转换。例如，充当LOTUS 1-2-3邮件服务和Microsoft Exchange邮件服务之间的邮件网关。
　　注意，这里网关的概念彻底不一样于PC主机以及路由器上配置的默认网关（default gateway）。

 

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