Om te begrijpen wat het verschil is tussen Collision Domain en Broadcast Domain en hoe het hebben van meer Collision Domain en Broadcast Domain een netwerk efficiënter maakt, moeten we enkele geschiedenislessen doornemen.
HUB
Onze eerste stop is bij HUB,
Een hub is een netwerkapparaat met verschillende interfaces (ook wel poorten genoemd, niet te verwarren met TCP of UDP poorten aangezien dit fysieke poorten zijn waarop je kabels kunt aansluiten).
Alles wat een hub ooit zal doen is het kopiëren van elektrische signalen die de ene poort binnenkomen naar alle andere poorten. Dus alles wat een computer naar de hub stuurt, zal door de hub worden gekopieerd naar alle andere apparaten op elke andere poort. Dit betekent dat een hub volledig onintelligent is. Hij geeft helemaal niets om netwerkverkeer of adressen. Het enige wat hij doet is elektrische signalen kopiëren.
Nu we weten wat een HUB is, laten we het eens hebben over de problemen en waarom we tegenwoordig geen hub meer gebruiken. Stel dat twee apparaten in het netwerk die met een HUB zijn verbonden, tegelijkertijd zenden.
Hier zal H3 een beschadigd signaal krijgen en om heruitzending vragen. Naarmate het aantal apparaten dat met de hub is verbonden toeneemt, neemt ook de kans op botsingen toe, hetgeen in wezen de efficiëntie van het netwerk vermindert. Om met het signaalverlies om te gaan, moeten de eindsystemen schema’s bedenken om de kans op botsingen te verminderen, aangezien de hub een onintelligent apparaat is (het enige wat het doet is het elektrische signaal herhalen). Een van deze schema’s is CSMA/CD.
Ik zal een vereenvoudigd idee geven van wat CSMA/CD is.
CSMA/CD is een eenvoudig protocol. Alle computers op het netwerk luisteren om te zien of iemand aan het zenden is. Als we iets willen zenden en er is niemand aan het zenden, kunnen we een frame zenden. Als CSMA/CD een botsing detecteert, zendt het de gegevens opnieuw uit na een willekeurige tijdvertraging, waardoor de kans op botsingen afneemt.
Nu we weten wat een HUB is, is het tijd om botsingsdomein formeler te definiëren.
Een botsingsdomein is het deel van een netwerk waar zich botsingen tussen pakketten kunnen voordoen. Een botsing treedt op wanneer twee apparaten een pakket op hetzelfde moment verzenden op het gedeelde netwerksegment. De pakketten botsen en beide apparaten moeten de pakketten opnieuw verzenden.
Dus in HUB bevinden alle apparaten die zijn aangesloten zich in hetzelfde botsingsdomein.
Wat ik bedoel met hetzelfde botsingsdomein zal duidelijk worden na het lezen over Bridge.
Bridge
Bridge-apparaten werken op de datalinklaag van het Open System Interconnect (OSI)-model, verbinden twee verschillende netwerken met elkaar en verzorgen de communicatie tussen beide. Bridges zijn vergelijkbaar met repeaters en hubs in die zin dat ze gegevens uitzenden naar elk knooppunt. Bruggen houden echter de tabel met het MAC-adres (media access control) bij zodra zij nieuwe segmenten ontdekken, hetgeen betekent dat zij de MAC-adresinformatie gebruiken om beslissingen te nemen over het doorsturen van gegevenspakketten. Alleen de gegevens die over de brug naar het aangrenzende netwerksegment moeten worden gezonden, worden doorgestuurd. Dit maakt het mogelijk om te isoleren of segmenteren van het netwerk dataverkeer.
Hier is een voorbeeld van twee netwerk verbonden met behulp van bridge.
we kunnen zien dat onze bridge was met succes in staat om ons netwerk te splitsen in twee botsing domein waar H1 en H2 behoren tot dezelfde botsing domein en H3 en H4 behoort tot dezelfde botsing domein.
Switches
Bridges en Switches lijken veel op elkaar, ze werken allebei op de Data Link-laag (Layer 2) en kunnen allebei gegevens filteren zodat alleen het juiste segment of de juiste host een transmissie ontvangt.Enkele van de verschillen tussen beide zijn
Pakket forwarding in Switches wordt uitgevoerd met behulp van ASICS (Application Specific Integrated Circuits), dus een switch is hardwarematig.Pakket forwarding in Bridges wordt uitgevoerd met behulp van software. Een Bridge heeft slechts 2 poorten, terwijl een switch vele poorten aankan.
Tot nu toe hebben we het alleen gehad over het botsingsdomein, nu is het tijd om het broadcastdomein te introduceren en waarom we dat nodig hebben.
In computernetwerken verwijst broadcasting naar het verzenden van een pakket dat door elk apparaat in het netwerk zal worden ontvangen.Broadcast helpt om efficiëntie te bereiken wanneer een gemeenschappelijke gegevensstroom aan iedereen moet worden geleverd, door de communicatie- en verwerkingsoverhead te minimaliseren.
Zie bijvoorbeeld het ARP-protocol.
Het Address Resolution Protocol (ARP) is een communicatieprotocol dat wordt gebruikt voor het ontdekken van het link layer adres, zoals een MAC-adres.Wanneer een IP-pakket binnenkomt controleert een (laag 3) switch of het IP-adres van de bestemming in de routeringstabel staat.Als hij geen entry kan vinden die het MAC-adres aan het IP koppelt, stuurt hij (broadcast) een ARP-bericht naar alle aangesloten apparaten met de vraag “Heeft iemand dit IP”.Als een node het specifieke IP heeft, antwoordt hij, anders negeert hij. Belangrijk punt uit bovenstaand voorbeeld is dat hooguit één node een overeenkomend IP-adres heeft, alle andere nodes die het pakket ontvangen negeren het bericht en verspillen kostbare tijd aan het verzenden en verwerken van het ARP-pakket.
Alle apparaten die we tot nu toe hebben besproken, hebben slechts één broadcast-domein, wat betekent dat pakketten zoals ARP over alle interfaces worden verzonden.
Onze laatste halte.
Een router is een apparaat zoals een switch dat gegevenspakketten routeert op basis van hun IP-adressen in plaats van MAC-adressen. Wanneer een gegevenspakket binnenkomt op een van de lijnen, leest de router de netwerkadresinformatie in de header van het pakket om de uiteindelijke bestemming te bepalen. Dan, gebruikmakend van informatie in zijn routing tabel of routing beleid (is een gegevenstabel opgeslagen in een router of een netwerk host die de routes naar bepaalde netwerk bestemming opsomt), leidt het het pakket naar het volgende netwerk op zijn reis.
Hoe splitst een Router Broadcast domein ?
Een router ontvangt pakketten van elke interface via een netwerk interface. Ontvangen pakketten hebben alle link protocol headers verwijderd. De router gebruikt de informatie in de IP-header om te beslissen of en waarheen elk ontvangen pakket moet worden doorgestuurd, en welke netwerkinterface moet worden gebruikt om het pakket te verzenden. De meeste pakketten worden doorgestuurd op basis van het IP-bestemmingsadres van het pakket, samen met routeringsinformatie die binnen de router in een routeringstabel wordt bijgehouden. Een router stuurt een pakket met een IP broadcast adres niet standaard door.
Laat me dat nader toelichten beschouw een broadcast frame (we noemen pakketten op de link layer meestal een frame) bereikt een switch het frame, wordt bepaald als een broadcast, zou worden doorgestuurd naar alle interfaces behalve degene waar het vandaan kwam.
hoe weet een switch dat het een broadcast frame is ?
Het MAC-adres van de bestemming van een broadcast frame is FF:FF:FF:FF:FF:FF.
Wat gebeurt er als een broadcast frame een router binnenkomt?
Het frame wordt gedecapsuleerd van de link-laag en doorgegeven aan de netwerk-laag en de bestemming IP zou 255.255.255.255 zijn (verwijzend naar het huidige netwerk). De router stuurt dergelijke pakketten niet door, zodat het broadcastgebied (domein) wordt gesplitst.
