冲突域和广播域

⚡ 智能摘要

冲突域和广播域描述了网络段的两种范围划分方式:冲突域是指设备帧在共享介质上发生冲突的区域,而广播域是指广播到达每个设备的区域。

  • 🧨 碰撞域: 冲突域是指两个同时发送的帧发生冲突,必须重新发送的共享段。
  • 📢 广播域: 广播域是指接收二层广播而无需路由器的一组设备。
  • 🔀 设备行为: 集线器保留每个域的一个;交换机按端口拆分冲突域;路由器则同时拆分两者。
  • 🧬 分割: VLAN 将单个交换机划分为多个广播域,从而减少不必要的广播流量。
  • 性能: 每个冲突域中的设备越少,意味着冲突越少,重传次数越少,吞吐量越高。
  • 🤖 人工智能监控: 机器学习监控器会在广播风暴和异常碰撞导致网络性能下降之前将其标记出来。

网络中的冲突域和广播域的比较

什么是域名?

在通用计算机领域,域是指一组用户计算机、打印机、帐户和其他设备,它们都注册在中央数据库中。该数据库保存在一个或多个中央服务器上,这些服务器被称为域控制器。

然而,在网络领域,这些术语 碰撞域广播领域 “域”一词的用法有所不同。它们用来描述特定流量在某个细分领域的范围或覆盖面。 计算机网络 而不是一个行政团体ping 设备。本文余下部分将对两者进行解释。

什么是碰撞域?

冲突域是指帧之间可能发生冲突的设备集合。它是由共享介质连接或通过中继器连接的网络段,其中同时进行的数据传输会发生冲突。

冲突域适用于无线网络,也会影响早期的半双工以太网版本。当两个不同的设备同时在共享的网络段上发送数据包时,就会发生冲突。数据包发生冲突,两个设备都必须重新发送数据包,从而降低整体网络效率。

什么是广播域?

广播域是计算机网络的一种逻辑划分。在这种类型的域内,节点可以通过数据链路层的广播相互通信。广播域可以存在于单个局域网段内,也可以跨越到其他局域网段。

该域包含所有可以通过广播在数据链路层相互通信的设备。域中的每个端口都包含所有可以通过广播相互通信的设备。 交换机或集线器 通常属于同一广播域。

相比之下,路由器上的所有端口都属于不同的广播域,路由器永远不会将广播从一个域转发到另一个域。

碰撞域示例

下图展示了一个围绕共享枢纽构建的简单碰撞域:

碰撞域示例:计算机 A 和计算机 B 的帧在共享中心发生碰撞

在这个例子中,“计算机 A”向“计算机 C”发送数据信号,与此同时,“计算机 B”向“计算机 D”发送数据信号。由于这四个设备共用一个介质,因此这两个传输会发生冲突。

随着冲突域内设备数量的增加,发生冲突的概率也会增加。网段上的流量越大,冲突发生的概率就越高;而单个冲突域内网络设备数量的增加,则会使冲突更加频繁。

冲突次数过多会导致网络质量下降,因为主机需要花费大量时间进行数据包处理和重传。需要注意的是,连接到交换机不同端口的两个设备之间永远不会发生冲突,因为每个交换机端口都是一个独立的冲突域。

广播域示例

下图展示了广播信号如何在交换网络中传输:

广播域示例,其中交换机将广播数据包泛洪到每个端口

在此图中,“计算机 A”发送一个广播,交换机将其转发到所有端口。每个连接的交换机都会收到该广播数据包的副本,并依次将其转发到自己的所有端口。

路由器也会收到广播数据包的副本,但它不会将该数据包转发到下一个网段。随着广播域和广播数量的增加,带宽消耗也会增加,整体网络质量会下降。

冲突和广播域之间的区别

下图简要概括了两种域类型之间的对比:

碰撞域与广播域的并排汇总图

以下是冲突域和广播域之间的主要区别:

冲突域 广播域
冲突域是允许流量向前和向后流动的网络部分。 广播域是指网络中流量可以自由流动的一段区域。
冲突域是指可能发生数据包冲突的一组设备。 广播域是指无需使用路由器即可访问的一组逻辑计算机系统。
这些设备可能包括来自其他 IP 子网的设备。 广播域并不局限于特定的 IP 子网,而是适用于所有类型的 IP 广播。
当多个设备同时运行时,会发生数据包冲突。 transmit 单根导线上的数据。 广播域大多采用交换式环境,因此不会发生冲突。
交换机将冲突域分割(分段)——每个端口都是自己的冲突域。 交换机不会分割广播域——广播会被转发到每个端口。
路由器上的每个端口都位于一个独立的冲突域中。 交换机或集线器上的所有端口很可能都在同一个广播域中。

关键区别

  • 冲突域中的流量在共享链路上来回传输,而广播可以到达整个广播域中的每个设备。
  • 冲突域可以跨越不同 IP 子网中的设备;广播域则由路由器界定,而不是由单个 IP 子网界定。
  • 只有当设备共用一根电线时才会发生冲突,而交换式广播域可以避免冲突,因为每个交换机端口都是一个独立的冲突域。

常见问题

一个中心节点具有一个冲突域和一个广播域。 开关 将每个端口置于各自的冲突域中,但保留一个统一的广播域。路由器则将两者分离,使每个接口都拥有独立的冲突域和广播域。

交换机为每个活动端口创建一个冲突域,因此一台 24 端口交换机有 24 个冲突域。默认情况下,所有这些端口共享一个广播域。需要路由器或配置 VLAN 才能创建额外的广播域。

VLAN 交换机上的 VLAN 会形成一个独立的广播域,因此只有同一 VLAN 中的端口才能接收到特定的广播。VLAN 允许一台物理交换机承载多个逻辑广播域,而无需添加路由器,从而提高安全性并减少广播流量。

载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD) 是半双工以太网设备共享一个冲突域的方法。每个设备在发送数据之前都会进行监听,如果检测到冲突,则会等待一段随机时间后再重新发送。transmit全双工交换使得CSMA/CD不再必要。

冲突域与物理层和数据链路层相关,共享介质和帧结构就存在于这两层。广播域则运行在数据链路层。 OSI模型因为广播是由二层设备转发,由三层路由器拦截。

不。设备与专用交换机端口之间的全双工链路没有共享介质,因此其冲突域仅包含单个设备,不会发生冲突。冲突仅存在于传统的半双工集线器和共享以太网段上。

机器学习工具能够建立正常流量基线,并实时标记广播风暴、过度冲突或异常主机等异常情况。人工智能辅助的网络监控器会将这些模式与交换机进行关联,从而比人工数据包检查更快地定位故障网段。

GitHub 副驾驶 可以起草 Python 脚本可以根据简短的注释解析交换机计数器、检测广播风暴或模拟碰撞行为。 Rev在将生成的逻辑和阈值应用于生产网络设备之前,请仔细查看这些逻辑和阈值。

总结一下这篇文章: