圖解沖突域廣播域

1、沖突域（物理分段）    連接在同一導(dǎo)線上的所有工作站的集合，或者說是同一物理網(wǎng)段上所有節(jié)點的集合或以太網(wǎng)上競爭同一帶寬的節(jié)點集合。這個域代表了沖突在其中發(fā)生并傳播的區(qū)域，這個區(qū)域可以被認(rèn)為是共享段。在OSI模型中，沖突域被看作是第一層的概念，連接同一沖突域的設(shè)備有Hub，Reperter或者其他進(jìn)行簡單復(fù)制信號的設(shè)備。也就是說，用Hub或者Repeater連接的所有節(jié)點可以被認(rèn)為是在同一個沖突域內(nèi)，它不會劃分沖突域。而第二層設(shè)備（網(wǎng)橋，交換機(jī)）第三層設(shè)備（路由器）都可以劃分沖突域的，當(dāng)然也可以連接不同的沖突域。簡單的說，可以將Repeater等看成是一根電纜，而將網(wǎng)橋等看

2、成是一束電纜。    廣播域    接收同樣廣播消息的節(jié)點的集合。如：在該集合中的任何一個節(jié)點傳輸一個廣播幀，則所有其他能收到這個幀的節(jié)點都被認(rèn)為是該廣播幀的一部分。由于許多設(shè)備都極易產(chǎn)生廣播，所以如果不維護(hù)，就會消耗大量的帶寬，降低網(wǎng)絡(luò)的效率。由于廣播域被認(rèn)為是OSI中的第二層概念，所以象Hub，交換機(jī)等第一，第二層設(shè)備連接的節(jié)點被認(rèn)為都是在同一個廣播域。而路由器，第三層交換機(jī)則可以劃分廣播域，即可以連接不同的廣播域。    注：一個VLAN是一個廣播域，VLAN可以隔離廣播，劃分VLAN的其中的一個目的就是隔離廣播。 

3、  打個通俗的比喻來幫助理解：    局域網(wǎng)好比一棟大樓，每個人（好比主機(jī)）有自己的房間（房間就好比網(wǎng)卡，房號就是物理地址，即MAC地址），里面的人（主機(jī)）人手一個對講機(jī)，由于工作在同一頻道，所以一個人說話，其他人都能聽到，這就是廣播（向所有主機(jī)發(fā)送信息包），只有目標(biāo)才會回應(yīng)，其他人雖然聽見但是不理（丟棄包），而這些能聽到廣播的所有對講機(jī)設(shè)備就夠成了一個廣播域。而這些對講機(jī)就是集線器（HUB），每個對講機(jī)都像是集線器上的端口，大家都知道對講機(jī)在說話時是不能收聽的，必須松開對講鍵才能收聽，這種同一時刻只能收或者發(fā)的工作模式就是半雙工。而且對講機(jī)同一時刻只能有一個人說

4、話才能聽清楚，如果兩個或者更多的人一起說就會產(chǎn)生沖突，都沒法聽清楚，所以這就構(gòu)成了一個沖突域。    廣播域（Broadcast domain）    網(wǎng)絡(luò)中的一組設(shè)備的集合。即同一廣播包能到達(dá)的所有設(shè)備成為一個廣播域。當(dāng)這些設(shè)備中的一個發(fā)出一個廣播時，所有其他的設(shè)備都能接收到這個廣播幀。HUB和SWITCH的所有端口都是在一個廣播域里，路由器上的每個端口自成一個廣播域。    有一天樓里的人受不了這種低效率的通信了，所以升級了設(shè)備，換成每人一個內(nèi)線電話（交換機(jī)SWITCH，每個電話都相當(dāng)于交換機(jī)上的一個端口），每人都有一個內(nèi)線號碼（

5、邏輯地址即IP地址）。（這里要額外說一下IP地址和MAC地址轉(zhuǎn)譯的問題，常見的二層交換機(jī)只識別MAC地址，它內(nèi)置一個MAC地址表，并不斷維護(hù)和更新它，來確定哪個端口對應(yīng)那臺主機(jī)的MAC地址，而我們所用的通信軟件都是基于IP的，IP地址和MAC地址的轉(zhuǎn)換工作，就由ARP地址解析協(xié)議來完成。）在最開始時，沒人知道哪個號碼對應(yīng)哪個人，所以要想打電話給某個人得先廣播一下：“xxx，你的號碼是多少？”“我的號碼是xxxx”。這樣你就有了目標(biāo)的號碼，所有的內(nèi)線號碼就是通過這種方式不斷加入電話簿中（交換機(jī)的MAC地址表），下次可以直接撥到他的分機(jī)號碼上去而不用廣播了。大家都知道電話是點對點的通信設(shè)備，不會影

6、響到其他人，起沖突的只會限制在本地，一個電話號碼的線路相當(dāng)于一個沖突域，只有再串連分機(jī)時，分機(jī)和主機(jī)之間才會有沖突的發(fā)生，這個沖突不會影響到外面其他的電話。而電話號碼就像是交換機(jī)上的端口號，也就是說交換機(jī)上每個端口自成一個沖突域，所以整個大的沖突域被分割成若干的小沖突域了。而且，電話在接聽的同時可以說話，這樣的工作模式就是全雙工。這就是交換機(jī)比集線器性能更好的原因之一。這樣的工作模式就是全雙工。這就是交換機(jī)比集線器性能更好的原因之一。    網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備可以將網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的沖突域、廣播域。但是，由于不同的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備可能工作在OSI模型的不同層次上。因此，它們劃分沖突域、

7、廣播域的效果也就各不相同。如中繼器工作在物理層，網(wǎng)橋和交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，而網(wǎng)關(guān)工作在OSI模型的上三層。而每一層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備要根據(jù)不同層次的特點完成各自不同的任務(wù)。    下面我們討論常見的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的工作原理以及它們在劃分沖突域、廣播域時各自的特點。    1、傳統(tǒng)以太網(wǎng)操作    傳統(tǒng)共享式以太網(wǎng)的典型代表是總線型以太網(wǎng)。在這種類型的以太網(wǎng)中，通信信道只有一個，采用介質(zhì)共享（介質(zhì)爭用）的訪問方法（第1章中介紹的CSMA/CD介質(zhì)訪問方法）。每個站點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前首先要偵聽網(wǎng)絡(luò)是否空閑，如果空閑就發(fā)送數(shù)

8、據(jù)。否則，繼續(xù)偵聽直到網(wǎng)絡(luò)空閑。如果兩個站點同時檢測到介質(zhì)空閑并同時發(fā)送出一幀數(shù)據(jù)，則會導(dǎo)致數(shù)據(jù)幀的沖突，雙方的數(shù)據(jù)幀均被破壞。這時，兩個站點將采用"二進(jìn)制指數(shù)退避"的方法各自等待一段隨機(jī)的時間再偵聽、發(fā)送。    在圖1中，主機(jī)A只是想要發(fā)送一個單播數(shù)據(jù)包給主機(jī)B。但由于傳統(tǒng)共享式以太網(wǎng)的廣播性質(zhì)，接入到總線上的所有主機(jī)都將收到此單播數(shù)據(jù)包。同時，此時如果任何第二方，包括主機(jī)B也要發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上都將沖突，導(dǎo)致雙方數(shù)據(jù)發(fā)送失敗。我們稱連接在總線上的所有主機(jī)共同構(gòu)成了一個沖突域。    當(dāng)主機(jī)A發(fā)送一個目標(biāo)是所有主機(jī)的廣播類型數(shù)據(jù)包時

9、，總線上的所有主機(jī)都要接收該廣播數(shù)據(jù)包，并檢查廣播數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，如果需要的話加以進(jìn)一步的處理。我們稱連接在總線上的所有主機(jī)共同構(gòu)成了一個廣播域。圖1 傳統(tǒng)以太網(wǎng)    2、中繼器（Repeater）    中繼器（Repeater）作為一個實際產(chǎn)品出現(xiàn)主要有兩個原因：    第一，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)距離，將衰減信號經(jīng)過再生。    第二，實現(xiàn)粗同軸電纜以太網(wǎng)和細(xì)同軸電纜以太網(wǎng)的互連。    通過中繼器雖然可以延長信號傳輸?shù)木嚯x、實現(xiàn)兩個網(wǎng)段的互連。但并沒有增加網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬。如圖2所示，網(wǎng)段1和網(wǎng)段2經(jīng)過

10、中繼器連接后構(gòu)成了一個單個的沖突域和廣播域。圖2 中繼器連接的網(wǎng)絡(luò)    3、集線器（HUB）    集線器實際上相當(dāng)于多端口（在本章，我們常用"端口"一詞代替"接口"這個術(shù)語）的中繼器。集線器通常有8個、16個或24個等數(shù)量不等的接口。    集線器同樣可以延長網(wǎng)絡(luò)的通信距離，或連接物理結(jié)構(gòu)不同的網(wǎng)絡(luò)，但主要還是作為一個主機(jī)站點的匯聚點，將連接在集線器上各個接口上的主機(jī)聯(lián)系起來使之可以互相通信。    如圖3所示，所有主機(jī)都連接到中心節(jié)點的集線器上構(gòu)成一個物理上的星型連接。

11、但實際上，在集線器內(nèi)部，各接口都是通過背板總線連接在一起的，在邏輯上仍構(gòu)成一個共享的總線。因此，集線器和其所有接口所接的主機(jī)共同構(gòu)成了一個沖突域和一個廣播域。圖3 集線器連接的網(wǎng)絡(luò)    4、網(wǎng)橋（Bridge）    網(wǎng)橋（Bridge）又稱為橋接器。和中繼器類似，傳統(tǒng)的網(wǎng)橋只有兩個端口，用于連接不同的網(wǎng)段。和中繼器不同的是，網(wǎng)橋具有一定的"智能"性，可以"學(xué)習(xí)"網(wǎng)絡(luò)上主機(jī)的地址，同時具有信號過濾的功能。    如圖4所示，網(wǎng)段1的主機(jī)A發(fā)給主機(jī)B的數(shù)據(jù)包不會被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2。因為，網(wǎng)橋可以

12、識別這是網(wǎng)段1內(nèi)部的通信數(shù)據(jù)流。同樣，網(wǎng)段2的主機(jī)X發(fā)給主機(jī)Y的數(shù)據(jù)包也不會被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段1?？梢?，網(wǎng)橋可以將一個沖突域分割為兩個。其中，每個沖突域共享自己的總線信道帶寬。圖4 網(wǎng)橋連接的網(wǎng)絡(luò)    但是，如果主機(jī)C發(fā)送了一個目標(biāo)是所有主機(jī)的廣播類型數(shù)據(jù)包時，網(wǎng)橋要轉(zhuǎn)發(fā)這樣的數(shù)據(jù)包。網(wǎng)橋兩側(cè)的兩個網(wǎng)段總線上的所有主機(jī)都要接收該廣播數(shù)據(jù)包。因此，網(wǎng)段1和網(wǎng)段2仍屬于同一個廣播域。    5、交換機(jī)（Switch）    交換機(jī)（Switch）也被稱為交換式集線器。它的出現(xiàn)是為了解決連接在集線器上的所有主機(jī)共享可用帶寬的缺陷。 

13、;   交換機(jī)是通過為需要通信的兩臺主機(jī)直接建立專用的通信信道來增加可用帶寬的。從這個角度上來講，交換機(jī)相當(dāng)于多端口網(wǎng)橋。    如圖5所示，交換機(jī)為主機(jī)A和主機(jī)B建立一條專用的信道，也為主機(jī)C和主機(jī)D建立一條專用的信道。只有當(dāng)某個接口直接連接了一個集線器，而集線器又連接了多臺主機(jī)時，交換機(jī)上的該接口和集線器上所連的所有主機(jī)才可能產(chǎn)生沖突，形成沖突域。換句話說，交換機(jī)上的每個接口都是自己的一個沖突域。圖5 交換機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)    但是，交換機(jī)同樣沒有過濾廣播通信的功能。如果交換機(jī)收到一個廣播數(shù)據(jù)包后，它會向其所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)此廣播數(shù)據(jù)包。因此，交換機(jī)和其所有接口所連接的主機(jī)共同構(gòu)成了一個廣播域。    我們將使用交換機(jī)作為互連設(shè)備的局域網(wǎng)稱為交換式局域網(wǎng)。    6、路由器（Router）    路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，可以識別網(wǎng)絡(luò)層的地址-IP地址，有能力過濾第3層的廣播消息。實際上，除非做特殊配置，否則路由器從不轉(zhuǎn)發(fā)廣播類型的數(shù)據(jù)包。因此，路由器的每個端口所連接的網(wǎng)絡(luò)都獨自構(gòu)成一個廣播域。如圖6所示，如果各網(wǎng)段都是共享式局域網(wǎng)，則每網(wǎng)段自己構(gòu)成一個獨立的沖突域。  圖6