مجال التصادم ومجال البث

⚡ ملخص ذكي

يصف نطاق التصادم ونطاق البث طريقتين لتحديد نطاق جزء الشبكة: نطاق التصادم هو المكان الذي يمكن أن تتصادم فيه إطارات الأجهزة على الوسائط المشتركة، بينما نطاق البث هو المكان الذي يصل فيه البث إلى كل جهاز.

  • 🧨 نطاق التصادم: نطاق التصادم هو جزء مشترك حيث تتصادم إطاران تم إرسالهما في نفس الوقت ويجب إعادة إرسالهما.
  • 📢 مجال البث: نطاق البث هو مجموعة الأجهزة التي تستقبل بث الطبقة الثانية بدون وجود جهاز توجيه بينهما.
  • 🔀 سلوك الجهاز: تحتفظ الموزعات بنطاق واحد من كل نوع؛ وتقوم المحولات بتقسيم نطاقات التصادم لكل منفذ؛ وتقوم أجهزة التوجيه بتقسيم كليهما.
  • 🧬 الإنقسام: تقوم شبكات VLAN بتقسيم المحول الواحد إلى نطاقات بث متعددة، مما يقلل من حركة مرور البث غير الضرورية.
  • ⚡ الأداء: عدد أقل من الأجهزة لكل نطاق تصادم يعني عددًا أقل من التصادمات، وإعادة إرسال أقل، وإنتاجية أعلى.
  • 🤖 مراقبة الذكاء الاصطناعي: تقوم أجهزة مراقبة التعلم الآلي برصد العواصف البثية والاصطدامات غير الطبيعية قبل أن تؤدي إلى تدهور الشبكة.

مقارنة بين نطاق التصادم ونطاق البث في الشبكة

ما هو المجال؟

في الحوسبة العامة، النطاق هو مجموعة من أجهزة الكمبيوتر والطابعات والحسابات وغيرها من الأجهزة المسجلة في قاعدة بيانات مركزية. وتُخزَّن قاعدة البيانات هذه على خادم مركزي واحد أو أكثر يُعرف باسم وحدات تحكم النطاق.

لكن في مجال التواصل، فإن المصطلحات نطاق التصادم و مجال البث استخدم كلمة "نطاق" بمعنى مختلف. فهي تصف نطاق أو مدى وصول حركة مرور معينة عبر جزء من شبكة الكمبيوتر بدلاً من مجموعة إداريةping من الأجهزة. يشرح الجزء المتبقي من هذه المقالة كلا الأمرين.

ما هو نطاق التصادم؟

نطاق التصادم هو مجموعة الأجهزة التي قد تتصادم إطاراتها مع بعضها البعض. وهو عبارة عن جزء من الشبكة متصل عبر وسيط مشترك، أو يتم ربطه باستخدام أجهزة إعادة الإرسال، حيث تتصادم عمليات نقل البيانات المتزامنة.

تنطبق نطاقات التصادم على الشبكات اللاسلكية، وتؤثر أيضًا على الإصدارات السابقة من الإيثرنت ذات الإرسال والاستقبال المتزامن (نصف مزدوج). يحدث التصادم عندما يرسل جهازان منفصلان حزمة بيانات في الوقت نفسه على جزء الشبكة المشترك. تتصادم الحزم، ويتعين على كلا الجهازين إعادة إرسال حزمهما، مما يقلل من كفاءة الشبكة الإجمالية.

ما هو نطاق البث؟

نطاق البث هو تقسيم منطقي لشبكة الحاسوب. ضمن هذا النوع من النطاقات، يمكن للعُقد الوصول إلى بعضها البعض باستخدام البث على مستوى طبقة ربط البيانات. يمكن أن يوجد نطاق البث ضمن جزء واحد من الشبكة المحلية أو كجسر يربط أجزاء أخرى من الشبكة المحلية.

يحتوي النطاق على كل جهاز يمكنه الوصول إلى الأجهزة الأخرى على مستوى طبقة ربط البيانات من خلال البث. كل منفذ على مفتاح أو موزع عادة ما يكون جزءًا من نفس نطاق البث.

على النقيض من ذلك، تنتمي جميع المنافذ الموجودة على جهاز التوجيه إلى نطاقات بث متميزة، ولا يقوم جهاز التوجيه أبدًا بإعادة توجيه البث من نطاق إلى آخر.

مثال على نطاقات التصادم

يوضح الرسم التخطيطي أدناه نطاق تصادم بسيط مبني حول مركز مشترك:

مثال على نطاق التصادم حيث تتصادم الإطارات من الكمبيوتر أ والكمبيوتر ب على محور مشترك

في هذا المثال، يرسل "الكمبيوتر أ" إشارة بيانات إلى "الكمبيوتر ج" بينما في نفس الوقت، يرسل "الكمبيوتر ب" إشارة بيانات إلى "الكمبيوتر د". ولأن جميع الأجهزة الأربعة تشترك في وسيط واحد، فإن عمليتي الإرسال تتصادمان.

مع ازدياد عدد الأجهزة في نطاق التصادم، يزداد احتمال حدوثه. فزيادة حركة البيانات على هذا النطاق تعني زيادة التصادمات، كما أن زيادة عدد أجهزة الشبكة في نطاق تصادم واحد تزيد من تواتر التصادمات.

يؤدي ارتفاع عدد التصادمات إلى شبكة ذات جودة منخفضة، لأن الأجهزة المضيفة تقضي وقتًا طويلًا في معالجة الحزم وإعادة إرسالها. تجدر الإشارة إلى أن التصادم لا يحدث أبدًا بين جهازين متصلين بمنفذين مختلفين في المحول، لأن كل منفذ في المحول يمثل نطاق تصادم خاص به.

مثال على نطاقات البث

يوضح الرسم التخطيطي التالي كيفية انتقال البث عبر شبكة مُبدَّلة:

مثال على نطاق البث حيث يقوم المحول بإرسال حزمة بث إلى كل منفذ

في هذه الصورة، يرسل "الحاسوب أ" بثًا، ويقوم المحول بإعادة توجيهه إلى جميع منافذه. يستقبل كل محول متصل نسخة من حزمة البث، ثم يقوم بدوره بإعادة توجيهها إلى جميع منافذه.

يستقبل جهاز التوجيه نسخة من حزمة البث، لكنه لا يُعيد توجيهها إلى الجزء التالي من الشبكة. ومع ازدياد عدد نطاقات البث وعمليات البث، يزداد استهلاك النطاق الترددي، ما يؤدي إلى انخفاض جودة الشبكة بشكل عام.

الفرق بين الاصطدام ومجال البث

يوضح الرسم البياني أدناه الفرق بين نوعي المجال بنظرة سريعة:

رسم بياني موجز جنبًا إلى جنب لنطاق التصادم مقابل نطاق البث

فيما يلي أهم الفروقات بين نطاق التصادم ونطاق البث:

نطاق التصادم مجال البث
نطاق التصادم هو قسم من الشبكة يسمح بتدفق حركة المرور إلى الأمام والخلف. نطاق البث هو جزء تتدفق فيه حركة البيانات في جميع أنحاء الشبكة.
يشير نطاق التصادم إلى مجموعة من الأجهزة التي يمكن أن يحدث فيها تصادم حزم البيانات. يشير نطاق البث إلى مجموعة منطقية من أنظمة الكمبيوتر التي يمكن الوصول إليها دون استخدام جهاز توجيه.
قد تشمل الأجهزة أجهزة من شبكات فرعية أخرى لبروتوكول الإنترنت. لا يقتصر نطاق البث على شبكة فرعية محددة لبروتوكول الإنترنت لجميع أنواع عمليات البث عبر بروتوكول الإنترنت.
يحدث تصادم الحزم عندما تقوم أجهزة متعددة transmit البيانات على وصلة سلكية واحدة. يستخدم نطاق البث في الغالب بيئة مُبدَّلة، لذلك لا يحدث أي تصادم.
تقوم المحولات بتقسيم (تجزئة) نطاق التصادم - كل منفذ هو نطاق تصادم خاص به. لا تقوم المحولات بتقسيم نطاق البث - يتم إعادة توجيه البث إلى كل منفذ.
يقع كل منفذ على جهاز التوجيه في نطاق تصادم منفصل. من المرجح أن تكون جميع المنافذ الموجودة على المحول أو الموزع في نفس نطاق البث.

الاختلافات الرئيسية

  • تتحرك حركة البيانات في نطاق التصادم ذهابًا وإيابًا على رابط مشترك، بينما يصل البث إلى كل جهاز عبر نطاق البث بأكمله.
  • يمكن أن يمتد نطاق التصادم عبر أجهزة في شبكات فرعية مختلفة لبروتوكول الإنترنت؛ أما نطاق البث فيكون محدودًا بأجهزة التوجيه بدلاً من شبكة فرعية واحدة لبروتوكول الإنترنت.
  • لا تحدث التصادمات إلا عندما تشترك الأجهزة في سلك واحد، في حين أن نطاق البث المحول يتجنبها لأن كل منفذ محول هو نطاق تصادم خاص به.

الأسئلة الشائعة

يحتوي المركز على نطاق تصادم واحد ونطاق بث واحد. تحول يضع كل منفذ في نطاق تصادم خاص به، لكنه يحتفظ بنطاق بث واحد. يفصل جهاز التوجيه بينهما، مما يمنح كل واجهة نطاق تصادم ونطاق بث مميزين.

يُنشئ المحوّل نطاق تصادم واحد لكل منفذ نشط، لذا فإن المحوّل ذو 24 منفذًا يحتوي على 24 نطاق تصادم. افتراضيًا، تشترك جميع هذه المنافذ في نطاق بث واحد. يلزم وجود موجّه أو شبكات VLAN مُهيأة لإنشاء نطاقات بث إضافية.

كل VLAN يُنشئ المحول نطاق بث منفصل، بحيث لا تستقبل سوى المنافذ الموجودة في نفس الشبكة المحلية الظاهرية (VLAN) بثًا معينًا. تُمكّن الشبكات المحلية الظاهرية (VLANs) محولًا فعليًا واحدًا من استضافة عدة نطاقات بث منطقية دون الحاجة إلى إضافة أجهزة توجيه، مما يُحسّن الأمان ويُقلل من حركة مرور البث.

تُعدّ تقنية الوصول المتعدد مع استشعار الناقل واكتشاف التصادم (CSMA/CD) الطريقة التي تستخدمها أجهزة إيثرنت نصف المزدوجة لمشاركة نطاق تصادم واحد. يستمع كل جهاز قبل الإرسال، وإذا تم اكتشاف تصادم، فإنه ينتظر فترة زمنية عشوائية قبل إعادة الإرسال.transmitting. يجعل التبديل ثنائي الاتجاه الكامل بروتوكول CSMA/CD غير ضروري.

تتعلق نطاقات التصادم بالطبقات الفيزيائية وطبقة ربط البيانات، حيث توجد الوسائط المشتركة والتأطير. أما نطاقات البث فتعمل على طبقة ربط البيانات. نموذج OSI، حيث يتم إعادة توجيه عمليات البث بواسطة أجهزة الطبقة 2 وإيقافها بواسطة أجهزة التوجيه من الطبقة 3.

لا. لا يوجد وسيط مشترك في وصلة الإرسال والاستقبال المتزامنة بين جهاز ومنفذ محول مخصص، لذا فإن نطاق التصادم الخاص بها يقتصر على جهاز واحد فقط، وبالتالي لا يمكن أن تحدث تصادمات. تقتصر التصادمات على موزعات الإرسال والاستقبال المتزامنة القديمة وقطاعات إيثرنت المشتركة.

تقوم أدوات التعلم الآلي بتحليل حركة البيانات الطبيعية وتحديد الحالات الشاذة مثل عواصف البث، أو التصادمات المفرطة، أو الأجهزة المضيفة التي تتصرف بشكل غير طبيعي في الوقت الفعلي. وتقوم أجهزة مراقبة الشبكة المدعومة بالذكاء الاصطناعي بربط هذه الأنماط عبر المحولات لتحديد الجزء المعيب بشكل أسرع من فحص الحزم يدويًا.

مساعد الطيار جيثب يمكن صياغة Python البرامج النصية التي تحلل عدادات التبديل، أو تكتشف عواصف البث، أو تحاكي سلوك التصادم من تعليق قصير. Revراجع المنطق والحدود المولدة بعناية قبل تشغيلها على معدات شبكة الإنتاج.

تلخيص هذه التدوينة بـ: