冲突域:
在传统的以粗同轴电缆为传输介质的以太网中,同一介质上的多个节点共享链路的带宽,争用链路的使用权,这样就会发生冲突,CSMA/CD机制中当冲突发生时,网络就要进行回退,这段回退的时间内链路上不传送任何数据。而且这种情况是不可避免的。同一介质上的节点越多,冲突发生的概率越大。这种连接在同一导线上的所有节点的集合就是一个冲突域。冲突域内所有节点竞争同一带宽,一个节点发出的报文(无论是单播、组播、广播)其余节点都可以收到。
在什么环境中冲突域容易产生?
冲突域一般发生在半双工(设备同一个时间只准发送或者接受数据)的简单设备和介质上,比如同轴电缆,简单的hub 上。两个或多个计算机同时在一个介质上发送数据时,数据包会相互干扰,导致冲突(发和收同时发生产生冲突)发生。
这个时候一般会用到动态的介质访问控制 CSMA/CD协议,检测冲突(一个设备在发消息前,需要监测信道上有没有其他数据也在传输给别人或者自己,如果有则会随机等待一会再做发送)。使用这中动态监测的方式,可能没有多路复用介质访问控制要快。
现代网络
在现代网络中,随着更高速的网络技术的出现,如千兆以太网和光纤等,碰撞域的出现已经大大减少。
现代网络中多数为全双工(设备可以同时发送和接受数据)。所以设备在发送/接受数据的时候没必要再监测是否有别的数据也在发送或自己需要接收数据。
同时现代交换机,每个接口都固定连接一个设备(PC 或者 switch),所以port 所连接的介质上只会有两个设备,信息之间的交换只会发生在这两个设备之间,不会有别的设备。这样其实相当于交换机的每个 port 隔离了冲突域。
如果一个设备有多个来自不同网络的数据包,需要发送给这个设备,port 发送数据时,还会使用静态的介质访问控制,比如多路复用技术。
信道控制的种类
介质访问控制又分为静态介质访问控制和动态介质访问控制。在静态访问控制中,信道内的信息不会产生冲突,而动态访问控制的重点就是解决信息发送过程中产生的冲突。下面是简单的分类:
广播域:
因为网络中使用了广播,会占用带宽,降低设备的处理效率,必须对广播加以限制。比如ARP使用广播报文从IP地址来解析MAC地址。全1MAC地址FFFF-FFFF-FFFF为广播地址,所有节点都会处理目的地址为广播地址的数据帧。这种一个节点发送一个广播报文其余节点都能够收到的节点的集合,就是一个广播域。传统的网桥可以根据MAC表对单播报文进行转发,对于广播报文向所有的接口都转发,所以网桥的所有接口连接的节点属于一个广播域,但是每个接口属于一个单独冲突域。
交换机隔离冲突域,但是不隔离广播域
二层交换机隔离了冲突域,每个端口则是一个冲突域。但是交换机并不隔离广播域。
二层交换设备虽然能够隔离冲突域,但是它并不能有效的划分广播域。因为广播报文以及目的MAC查找失败的报文会向除报文的入接口之外的其它所有接口转发,当网络中的主机数量增多时,这种情况会消耗大量的网络带宽,并且在安全性方面也带来一系列问题。当然,通过路由器来隔离广播域是一个办法,但是由于路由器的高成本以及转发性能低的特点使得这一方法应用有限。基于这些情况,二层交换中出现了VLAN技术。
参考:
https://mp.weixin.qq.com/s/qK7r-XLU5FvYG8phMth5kQ
https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100127233/3aeb486b
https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100127233/ffc87a84