沖突域指的是會(huì)產(chǎn)生沖突的最小范圍，在計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)通過(guò)設(shè)備互聯(lián)時(shí)，會(huì)建立一條通道，如果這條通道只允許瞬間一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文通過(guò)，那么在同時(shí)如果有兩個(gè)或更多的數(shù)據(jù)報(bào)文想從這里通過(guò)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)沖突了。沖突域的大小可以衡量設(shè)備的性能，多口hub的沖突域也只有一個(gè)，即所有的端口上的數(shù)據(jù)報(bào)文都要排隊(duì)等待通過(guò)。而交換機(jī)就明顯的縮小了沖突域的大小，使到每一個(gè)端口都是一個(gè)沖突域，即一個(gè)或多個(gè)端口的高速傳輸不會(huì)影響其它端口的傳輸，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)報(bào)文不同都按次序排隊(duì)通過(guò)，而只是到同一端口的數(shù)據(jù)才要排隊(duì)。

如果一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文的目標(biāo)地址是這個(gè)網(wǎng)段的廣播地址或者目標(biāo)計(jì)算機(jī)的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，那么這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文就會(huì)被這個(gè)網(wǎng)段的所有計(jì)算機(jī)接收并響應(yīng)，這就叫做廣播。通常廣播用來(lái)進(jìn)行ARP尋址等用途，但是廣播域無(wú)法控制也會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)健康帶來(lái)嚴(yán)重影響，主要是帶寬和網(wǎng)絡(luò)延遲。這種廣播所能覆蓋的范圍就叫做廣播域了，二層的交換機(jī)是轉(zhuǎn)發(fā)廣播的，所以不能分割廣播域，而路由器一般不轉(zhuǎn)發(fā)廣播，所以可以分割或定義廣播域。

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、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(diǎn)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?cè)趧澐譀_突域、廣播域時(shí)各自的特點(diǎn)。

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(gè)，采用介質(zhì)共享(介質(zhì)爭(zhēng)用)的訪問(wèn)方法(第1章中介紹的CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)方法)。每個(gè)站點(diǎn)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)據(jù)。否則，繼續(xù)偵聽直到網(wǎng)絡(luò)空閑。如果兩個(gè)站點(diǎn)同時(shí)檢測(cè)到介質(zhì)空閑并同時(shí)發(fā)送出一幀數(shù)據(jù)，則會(huì)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(shí)，兩個(gè)站點(diǎn)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(shí)間再偵聽、發(fā)送。

在圖1中，主機(jī)A只是想要發(fā)送一個(gè)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(shí)，此時(shí)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(gè)沖突域。

當(dāng)主機(jī)A發(fā)送一個(gè)目標(biāo)是所有主機(jī)的廣播類型數(shù)據(jù)包時(shí)，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(gè)廣播域。

傳統(tǒng)以太網(wǎng)

2、中繼器(Repeater)

中繼器(Repeater)作為一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品出現(xiàn)主要有兩個(gè)原因：

***，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)距離，將衰減信號(hào)經(jīng)過(guò)再生。

第二，實(shí)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(guò)中繼器雖然可以延長(zhǎng)信號(hào)傳輸?shù)木嚯x、實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)段的互連。但并沒(méi)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(guò)中繼器連接后構(gòu)成了一個(gè)單個(gè)的沖突域和廣播域。

中繼器連接的網(wǎng)絡(luò)

3、集線器(HUB)

集線器實(shí)際上相當(dāng)于多端口的中繼器。集線器通常有8個(gè)、16個(gè)或24個(gè)等數(shù)量不等的接口。

集線器同樣可以延長(zhǎng)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(gè)主機(jī)站點(diǎn)的匯聚點(diǎn)，將連接在集線器上各個(gè)接口上的主機(jī)聯(lián)系起來(lái)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(diǎn)的集線器上構(gòu)成一個(gè)物理上的星型連接。但實(shí)際上，在集線器內(nèi)部，各接口都是通過(guò)背板總線連接在一起的，在邏輯上仍構(gòu)成一個(gè)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(gè)沖突域和一個(gè)廣播域。

集線器連接的網(wǎng)絡(luò)#p#

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(gè)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(shí)具有信號(hào)過(guò)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(huì)被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2。因?yàn)椋W(wǎng)橋可以識(shí)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(huì)被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段1。可見，網(wǎng)橋可以將一個(gè)沖突域分割為兩個(gè)。其中，每個(gè)沖突域共享自己的總線信道帶寬。

網(wǎng)橋連接的網(wǎng)絡(luò)

但是，如果主機(jī)C發(fā)送了一個(gè)目標(biāo)是所有主機(jī)的廣播類型數(shù)據(jù)包時(shí)，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(gè)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(gè)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。

交換機(jī)是通過(guò)為需要通信的兩臺(tái)主機(jī)直接建立專用的通信信道來(lái)增加可用帶寬的。從這個(gè)角度上來(lái)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(gè)接口直接連接了一個(gè)集線器，而集線器又連接了多臺(tái)主機(jī)時(shí)，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(shuō)，交換機(jī)上的每個(gè)接口都是自己的一個(gè)沖突域。

交換機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)

但是，交換機(jī)同樣沒(méi)有過(guò)濾廣播通信的功能。如果交換機(jī)收到一個(gè)廣播數(shù)據(jù)包后，它會(huì)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(gè)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(shí)別網(wǎng)絡(luò)層的地址-IP地址，有能力過(guò)濾第3層的廣播消息。實(shí)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(gè)端口所連接的網(wǎng)絡(luò)都獨(dú)自構(gòu)成一個(gè)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(gè)獨(dú)立的沖突域。

路由器連接的網(wǎng)絡(luò)

7、網(wǎng)關(guān)(Gateway)

網(wǎng)關(guān)工作在OSI參考模型的高三層，因此，并不使用沖突域、廣播域的概念。網(wǎng)關(guān)主要用來(lái)進(jìn)行高層協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。例如，充當(dāng)LOTUS 1-2-3郵件服務(wù)和Microsoft Exchange郵件服務(wù)之間的郵件網(wǎng)關(guān)。

注意，這里網(wǎng)關(guān)的概念完全不同于PC主機(jī)以及路由器上配置的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(default gateway)。