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:

  1. 每个设备发送前先监听是否有信号;
  2. 如果发现没人发,就开始发;
  3. 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。
CollisionDomaincluster_hub集线器 (Hub)cluster_switch交换机 (Switch)H1电脑 AHub集线器H1->HubH2电脑 BH2->HubH3电脑 CH3->HubHub->H1Hub->H2Hub->H3S1电脑 DSW交换机S1->SWS2电脑 ES2->SWS3电脑 FS3->SWSW->S1SW->S2SW->S3hub_note所有设备共享同一冲突域hub_note->Hubswitch_note每个端口独立冲突域switch_note->SW

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。
BroadcastDomaincluster_A广播域 1cluster_B广播域 2cluster_C广播域 3A电脑 ASW1交换机A->SW1B电脑 BB->SW1C电脑 CC->SW1SW1->ASW1->BSW1->CR路由器SW1->R接口 1D电脑 DSW2交换机D->SW2E电脑 EE->SW2SW2->DSW2->ESW2->R接口 2F电脑 FSW3交换机F->SW3G电脑 GG->SW3SW3->FSW3->GSW3->R接口 3

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