Abychom pochopili, jaký je rozdíl mezi kolizní a vysílací doménou a jak větší počet kolizních a vysílacích domén zefektivňuje síť, musíme si projít několik lekcí z historie.
HUB
Naší první zastávkou bude HUB,
HUB je síťové zařízení s několika rozhraními (nazývanými také porty, nezaměňovat s porty TCP nebo UDP, protože to jsou fyzické porty, na které lze připojit kabely).
Všechno, co bude rozbočovač kdy dělat, je kopírovat elektrické signály, které vstupují do jednoho portu, do všech ostatních portů. Takže cokoli počítač vyšle do rozbočovače, rozbočovač zkopíruje do všech ostatních zařízení na všech ostatních portech. To znamená, že rozbočovač je zcela neinteligentní. Vůbec se nezajímá o síťový provoz nebo adresy. Jediné, co dělá, je kopírování elektrických signálů.
Teď, když víme, co je HUB, probereme si problémy a důvody, proč dnes hub nepoužíváme. Uvažujme, že dvě zařízení v síti připojená pomocí HUBu vysílají současně.
Tady H3 dostane poškozený signál a požádá o opakovaný přenos. S rostoucím počtem zařízení připojených k rozbočovači roste i pravděpodobnost kolize, což v podstatě snižuje účinnost sítě. Aby se koncové systémy vypořádaly se ztrátou signálu, musí vymyslet schémata, která sníží pravděpodobnost kolize, protože rozbočovač je neinteligentní zařízení (jediné, co dělá, je opakování elektrického signálu). Jedním ze schémat je CSMA/CD.
Uvedu zjednodušenou představu o tom, co je CSMA/CD.
CSMA/CD je jednoduchý protokol. Všechny počítače v síti budou poslouchat, zda někdo nevysílá. Když chceme něco poslat a nikdo nevysílá, můžeme vyslat rámec. Tím také vzniká šance na kolizi, když CSMA/CD kolizi zjistí, přenese data znovu s náhodnou časovou prodlevou, čímž se sníží šance na kolizi.
Nyní, když víme, co je HUB, je čas definovat kolizní doménu formálněji.
Kolizní doména část sítě, kde může dojít ke kolizi paketů. Kolize nastane, když dvě zařízení odešlou paket ve stejnou dobu na sdíleném segmentu sítě. Pakety se srazí a obě zařízení musí pakety poslat znovu.
V HUBu jsou tedy všechna připojená zařízení ve stejné kolizní doméně.
Co jsem myslel stejnou kolizní doménou, bude jasné po přečtení informace o mostu.
Most
Zařízení mostu pracují na vrstvě datového spoje modelu OSI (Open System Interconnect), propojují dvě různé sítě a zajišťují komunikaci mezi nimi. Mosty jsou podobné opakovačům a rozbočovačům v tom, že vysílají data do každého uzlu. Mosty však udržují tabulku adres řízení přístupu k médiu (MAC), jakmile objeví nové segmenty, což znamená, že používají informace o adresách MAC k rozhodování o předávání datových paketů. Předávají se pouze data, která je třeba poslat přes most do sousedního segmentu sítě. To umožňuje izolovat nebo segmentovat síťový datový provoz.
Tady je příklad dvou sítí propojených pomocí mostu.
vidíme, že náš most dokázal úspěšně rozdělit naši síť na dvě kolizní domény, kde H1 a H2 patří do stejné kolizní domény a H3 a H4 patří do stejné kolizní domény.
Přepínače
Mosty a přepínače jsou si docela podobné, oba pracují na vrstvě datového spoje (Layer 2) a oba mohou filtrovat data tak, aby přenos přijal pouze příslušný segment nebo hostitel. některé rozdíly mezi nimi jsou
Předávání paketů ve switchích se provádí pomocí ASICS (Application Specific Integrated Circuits), přepínač je tedy hardwarový. předávání paketů v mostech se provádí pomocí softwaru. Mosty jsou tedy založeny na softwaru. most má pouze 2 porty, zatímco přepínač může obsluhovat mnoho portů.
Až do tohoto bodu jsme hovořili pouze o kolizní doméně, je čas představit doménu vysílání a proč ji potřebujeme.
V počítačových sítích se vysíláním rozumí vysílání paketu, který bude přijat každým zařízením v síti. vysílání pomáhá dosáhnout efektivity, když je třeba doručit společný datový tok všem, a to minimalizací komunikační a zpracovatelské režie.
Příklad uvažujme protokol ARP.
Protokol ARP (Address Resolution Protocol) je komunikační protokol používaný pro zjišťování adresy linkové vrstvy, například adresy MAC. když přijde paket IP, přepínač (3. vrstvy) zkontroluje, zda je cílová adresa IP ve směrovací tabulce, pokud nenajde záznam mapující adresu MAC s adresou IP, odešle (broadcast) zprávu ARP všem připojeným zařízením s dotazem „Má někdo tuto IP“, pokud uzel má danou IP, odpoví, jinak ji ignoruje. Důležitým bodem, který je třeba z výše uvedeného příkladu vyvodit, je, že maximálně jediný uzel bude mít odpovídající IP adresu, všechny ostatní uzly, které paket obdrží, zprávu prostě ignorují, čímž ztrácejí drahocenný čas na odeslání a zpracování paketu ARP.
Všechna zařízení, která jsme dosud probrali, mají pouze jednu broadcastovou doménu, což znamená, že pakety jako ARP budou přenášeny přes všechna rozhraní.
Naše poslední zastávka.
Směrovač je zařízení podobné přepínači, které směruje datové pakety na základě jejich IP adres, nikoli MAC adres. Směrovač je především zařízení síťové vrstvy. když na jednu z linek přijde datový paket, směrovač přečte informace o síťové adrese v záhlaví paketu a určí konečný cíl. Poté pomocí informací ve své směrovací tabulce nebo zásadách směrování (je datová tabulka uložená ve směrovači nebo síťovém hostiteli, která obsahuje seznam tras k určitému cíli v síti) nasměruje paket do další sítě na jeho cestě.
Jak směrovač rozděluje doménu Broadcast ?
Směrovač přijímá pakety z každého rozhraní přes síťové rozhraní. Přijaté pakety mají odstraněny všechny hlavičky linkového protokolu. Směrovač používá informace v hlavičce IP k rozhodnutí, zda a kam má každý přijatý paket předat a které síťové rozhraní má použít k odeslání paketu. Většina paketů je předávána na základě cílové adresy IP paketu , spolu se směrovacími informacemi, které jsou ve směrovači uloženy ve směrovací tabulce. Směrovač ve výchozím nastavení nepředává paket s adresou IP broadcast.
Dovolte mi to rozvést, uvažujme, že rámec broadcast (obvykle paketům na linkové vrstvě říkáme rámec) dorazí do přepínače, rámec, který je určen jako broadcast, by byl předán ven ze všech rozhraní kromě toho, ze kterého pochází.
jak přepínač pozná, že se jedná o rámec broadcast ?
cílová MAC adresa rámce broadcast bude FF:FF:FF:FF:FF:FF:FF:FF.
co se stane, když rámec broadcast vstoupí do směrovače ?
rámec bude dekapsulován z linkové vrstvy a předán na síťovou vrstvu a cílová IP bude 255.255.255.255 (vztaženo k aktuální síti). Směrovač takové pakety nepředává, a proto rozdělí oblast (doménu) vysílání.
.