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。

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

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(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。

🔍 接下来举几个实际的设备例子来说明一下:

情形 1:用 集线器(Hub)连接 4 台主机

→ 所有主机 共享一个冲突域,因为 Hub 是广播式的,不智能转发。

情形 2:用 交换机(Switch)连接 4 台主机

每个主机连接的端口形成独立的冲突域,不会互相影响(除非广播)。

广播域

广播域 是指通过广播方式发送的数据包可以到达的所有主机所组成的网络范围。

当试题中提到广播域,一般指的都是 IP 协议的广播域(ARP 协议也会涉及到广播)。IP 的广播域 是指在同一个网络层中,可以接收到彼此广播消息的所有设备的集合。

🔍 举个实际例子,假设你有一台电脑 A,要通过 IP 层发送一个广播报文(比如 192.168.1.255),凡是处于相同广播域的设备(比如电脑 B 和电脑 C)都可以收到这个广播消息。

所以 IP 广播域取决于 三层设备(如路由器) 的边界:

  • 交换机(Switch):不会阻止广播,会将广播帧发送到所有端口(除来源端口)。
  • 路由器(Router):会阻止广播,因此一个路由器接口划分出一个新的广播域。