网络设备总结
掌握不同网络层次设备的功能,以及能否隔离冲突域和广播域,可能在选择题中考察,也会在大题中作为知识点进行考察。
冲突域
冲突域 是指在以太网中,当两个设备同时发送数据时,可能发生冲突的一组网络设备所组成的区域。在这个区域内,如果两个或多个设备同时发送帧,由于 共享介质 ,就会产生数据冲突,导致通信失败,需要重新发送。
📌 冲突发生的根本原因:
以太网(尤其是早期使用 共享总线 或 集线器 的方式)采用了 CSMA/CD 协议(载波监听多路访问/冲突检测) 协议:
- 每个设备发送前先监听是否有信号;
- 如果发现没人发,就开始发;
- 如果两个设备几乎同时监听到空闲并发送,就会发生 冲突 。
冲突域的边界由 二层设备(如集线器和交换机) 决定:
- 集线器(Hub):所有端口共享同一个冲突域。连接在集线器上的设备同时发送数据会发生碰撞,因此无法隔离冲突域。
- 交换机(Switch):每个端口形成独立冲突域,设备之间的发送不会互相干扰,从而有效隔离冲突。
广播域
广播域 指通过广播方式发送的数据包能够到达的所有主机组成的网络范围。通常,我们讨论的是 IP 层的广播域(ARP 广播也属于此类)。
在同一个 IP 广播域内,设备可以相互接收广播消息。举例来说:如果电脑 A 发送一个广播报文(例如 192.168.1.255
),同一广播域内的电脑 B 和电脑 C 都能够接收到该消息。
广播域的边界由 三层设备(如路由器) 决定:
- 交换机(Switch):仅在二层转发帧,不会阻止广播,广播帧会发送到除来源端口以外的所有端口。
- 路由器(Router):在三层划分网络,会阻止广播,因此每个路由器接口形成一个独立的广播域。
设备功能
下表给出了不同设备的层次以及是否能够隔离冲突域和广播域:
设备 | 功能描述 | 设备位于哪一层 | 隔离 冲突域 ? | 隔离 广播域 ? |
---|---|---|---|---|
中继器 | 放大或再生数字信号 | 物理层 | ❌ | ❌ |
集线器 | 多个设备的连接,广播所有传入的数据 | 物理层 | ❌ | ❌ |
网桥 | 连接并分隔局域网的段落,减少冲突 | 数据链路层 | ✅ | ❌ |
交换机 | 连接多个设备,仅向目标设备转发数据 | 数据链路层 | ✅ | ❌ |
路由器 | 连接不同的网络并路由数据 | 网络层 | ✅ | ✅ |