第九课：冲突域,广播域详解
冲突域和广播域例题
冲突域和广播域例题
冲突域和广播域是计算机网络中常用的概念，用于描述网络中的通信特性。
冲突域是指在网络中同时传输数据时可能产生冲突的范围。
当多个设备同时发送数据，数据会在网络传输介质（如以太网线）上发生碰撞，导致数据错误或丢失。
冲突域的存在会影响网络的性能和可靠性。
广播域是指网络中所有设备能够直接发送广播包（Broadcast）且能够收到的范围。
广播包是一种发送给同一网络中所有设备的数据包，用于网络管理、发现网络中其他设备等。
广播域的大小直接影响广播功能的范围和效率。
以下是关于冲突域和广播域的例题：
1. 假设一个以太网局域网内有10个设备，这些设备通过一个
交换机连接。
请问这个网络中的冲突域和广播域分别是多少？
答：由于设备间使用交换机进行数据传输，交换机能够将数据包仅发送给目标设备，从而避免了冲突域的产生，所以冲突域的大小为0。
而对于广播域来说，由于所有设备都可以发送广
播包给其他设备，所以广播域的大小为整个局域网。
2. 在一个无线局域网中，有一个无线路由器和5个无线设备连接在一起。
请问这个网络中的冲突域和广播域分别是多少？
答：在无线局域网中，使用CSMA/CA协议来避免碰撞，因此冲突域的大小同样为0。
而对于广播域来说，无线路由器能够将广播包发送给所有连接的无线设备，所以广播域的大小为整个局域网。
需要注意的是，以上例题中只描述了简单的网络拓扑结构，并没有考虑到子网划分、VLAN等更复杂的网络构建方式。
实际应用中，冲突域和广播域的大小还会受到更多因素的影响。
冲突域、广播域引起的局域网故障排除
（ 长度小于 ６ ４字节 ， 也称之为片 段 ，ｒ ｍ ｎ）使传送 失败。 Ｆａ ｅｔ， ｇ 为避免 冲突 ， 以太 网使 用载 波侦听多路访 问／ 冲突检测 机制
来进行协调。每个节 点在实际发送数据之前 ， 先对网络进行 “ 听” 看线路是 否空 闲。如果 网络没有 被其 它 的节 点所 侦 ， 占用 ， 则该节点可 以发送 数据 ； 则该节点 会随 机地等待 一 否 段时间再试图发送 数据 。一旦有 两个或 多个节点 同时侦 听
【 关键词】 冲突域（ ０ｉ０ ｍ ｉ） 广播域（ ｒ ｄａ ｏ ａ ） ｃｌｓｎｄ ａ ｌｉ ｏ ｎ Ｂｏ ｃｓｄｍ ｉ ａ ｔ ｎ
我院的网络结构使用至今没有改造过 ， 型的交换 式 是典
以太 网。从一开始 的几 十台 电脑上 网 ， 现在 的上百 台 ， 到 一
集线器和中继器这种第 一层 的设备 是无法 分割 冲突域 的， 只有第二层的设备 ， 如交换 机或 网桥 ， 或第 三层 的设 备如 路由器 才能分割冲突域 。随着交换机使用 的普及 ， 其价 格也
直是通过一 台致赢路 由器连到华为三层交 换机上 ， 再通过光
电转换器经光纤接到住 院部 、 行政楼 、 医技楼 等。 以太 网是
一
越来越 低 ， 因此我 院连 接终 端 的设备基 本上 都 是两层 交 换
机， 可以有效的分 割冲突域 。 广播域 （ ｒａｃｓ ｄ ｍ ｎ 是指一 个 网段 中一个 设备发 Ｂ ｄ ａｔ ｏ ａ ） ｏ ｉ 送广播帧 （ 收方为该 网段上 所有节 点 ） ， 网段上所 有 接 时 该 的其它设备都可 以收到并 确认该是发给 自己的 ， 则该网段上 的所有节点属于同一个广 播域。 因为 网段 中每 个设备 都花
原 因在于网桥（ 交换 机 ） 以终止 电信号 路径 ， 可 随后 检查 接
计算机网络中冲突域和广播域的形成及解决对策研究
甘 ．才 音高平 巨 孑
计算 机 网络 中冲突域和广播域 的形成及解决对 策研 究
张 明 郭 小燕 瞿朝成
７ ０７ ； ３００ （． １ 兰州城市学院 信息工程学院， 甘肃兰州
２ 甘肃农业大学 信息科学技术学 院， ． 甘肃兰州
摘
７ ０７ ） ３ ００
如图 ２ 所示 ，以太 网 ｌ 和以太网 ２ 通过一个中
如图 １ 所示 ， 区域 １ 是一个广播域 ， 而区域 ２ 是一个
收稿 日期 ：０ ０ — ８ ２ １－ ７ １ １
继器进行互连． 由于以太网 １ 和以太网 ２ 都是传统
作者简介 ： 张明（９６ ） ， １ 一 ， 甘肃天水人 ， ７ 男 副教授 ． 研究方 向 ： 计算机网络技 术 、 多媒体技术．
个冲突域 中， 一次只能有一个结点发送信息 ， 而其它 结点只能等待 ， 并且每一个结点都能够收到任一结
点所发送的信息．
２ 广播 域 ．
、
、、机 、、一算 、 二一 计 ～一 、～ ， ＼ ～， ｛ 计一， 算 十 一 一 、 一计 算 一 ， 算 一， 算计 一， 一 ， 、 ， 、机机 机 机计 算 机 ． 、 ／、 ＼ 、 ． ‘ ， ，
２ 冲 突域 只 能发 生 在一 个 网段 中 ， ． 而广 播 域 是 可 以跨 网段 的．
网络互连设备可以将计算机网络划分为不同的 冲突域和广播域． ， 但是 由于不同的网络互连设备工
作 原 理 的不 同以及工作 在 Ｏ Ｉ 考模 型 的不 同层次 Ｓ参
上 ，所 以它们划分冲突域和广播域的效果也就各不 相 同．
一
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ８ ９ ２ （０ ）５ ０５ ０ １０ — ００ ２ １ ０ — ４ — ３ １
如何理解交换机分割冲突域但不能分割广播域？
如何理解交换机分割冲突域但不能分割⼴播域？这个问题涉及到⽹络的原理部分，先解释⼀下冲突域和⼴播域，再说明⼀下交换机怎么分割冲突域，交换机为什么是个⼴播域哈。
冲突域冲突域要从Hub说起，以前的⽹络都是共享型的，半双⼯模式，通信双发共享同⼀条物理通信线路，在某⼀时刻只能有⼀个通信设备占⽤链路。
⼤家都在⼀条链路上跑数据，那么发送数据之前就要侦听，看⼀下线路上有没有数据，若有的话就等待，没有就发送。
这就构成了⼀个冲突域。
以前的Hub就是这么⼀个有冲突域的设备，同⼀时刻，只能有⼀个通信设备发送数据。
所以产⽣了⼀个叫做CSMA/CD的协议。
就是这么回事。
交换机隔离冲突域交换机的出现隔离了冲突域。
每台终端可以全双⼯⽅式发送数据，⽽且⾃⼰发送数据⼜不会影响到其它设备，不⽤再去侦听链路是否有别的设备再发送数据了。
每个通信终端独享⼀条链路和端⼝。
冲突域和⼴播域都属于⼆层⽹络的概念，了解了这个才好说明下⾯的⼴播域。
⼴播域以及交换机属于⼴播域⼴播域存在于局域⽹中，交换机构成的⽹络。
先说⼀下什么是⼴播数据。
⼴播就跟咱们听收⾳机⼀样，⼀对多。
255.255.255.255就是个⼴播地址，如果你的电脑给这个地址发送数据，那么整个局域⽹的电脑，包括你的领导的电脑都会收到你发送的数据。
你的电脑发送数据之前，⾸先要发送个ARP帧，去获得通信对⽅的IP地址，也是⼴播包，局域⽹是⾮常惧怕ARP攻击的。
包括通过DHCP服务器⾃动分配IP地址，都需要⼴播数据。
假如局域⽹中存在环路，⼴播数据就会来回转发，都加都在转发，最终导致⽹络瘫痪。
这就需要⼀种技术或者设备隔离⼴播域，就是下⾯说的VLAN划分和路由器隔离。
怎么隔离⼴播域⽅法1：划分VLAN。
VLAN称为虚拟局域⽹，不同VLAN之间数据不能相互通信，同⼀VLAN之间可以相互通信。
所以也就隔离了⼴播。
⼴播数据是不能穿越VLAN的。
你们公司的财务部门属于VLAN100，科研部门属于VLAN200，财务部门的⼴播数据没办法送到科研部门的。
冲突域与广播域的区别
冲突域指的是会产生冲突的最小范围， 冲突域指的是会产生冲突的最小范围，在 计算机和计算机通过设备互联时， 计算机和计算机通过设备互联时，会建立一 条通道， 条通道，如果这条通道只允许瞬间一个数据 报文通过，那么在同时如果有两个或更多的 报文通过， 数据报文想从这里通过时就会出现冲突了。 数据报文想从这里通过时就会出现冲突了。 冲突域的大小可以衡量设备的性能， 冲突域的大小可以衡量设备的性能，多口 hub的冲突域也只有一个 的冲突域也只有一个， hub的冲突域也只有一个，即所有的端口上 的数据报文都要排队等待通过。 的数据报文都要排队等待通过。而交换机就 明显的缩小了冲突域的大小， 明显的缩小了冲突域的大小，使到每一个端 口都是一个冲突域， 口都是一个冲突域，即一个或多个端口的高 速传输不会影响其它端口的传输， 速传输不会影响其它端口的传输，因为所有 的数据报文不同都按次序排队通过， 的数据报文不同都按次序排队通过，而只是 到同一端口的数据才要排队。 到同一端口的数据才要排队。
谢谢大家！ 谢谢大家！
如果一个数据报文的目标地址是这个网段的 广播地址或者目标计算机的MAC地址是FF FFMAC地址是FF广播地址或者目标计算机的MAC地址是FF-FFFF-FF-FF-FF， FF-FF-FF-FF，那么这个数据报文就会被这个 网段的所有计算机接收并响应，这就叫做广播。 网段的所有计算机接收并响应，这就叫做广播。 通常广播用来进行ARP寻址等用途， ARP寻址等用途 通常广播用来进行ARP寻址等用途，但是广播 域无法控制也会对网络健康带来严重影响， 域无法控制也会对网络健康带来严重影响，主 要是带宽和网络延迟。 要是带宽和网络延迟。这种广播所能覆盖的范 围就叫做广播域了， 围就叫做广播域了，二层的交换机是转发广播 所以不能分割广播域， 的，所以不能分割广播域，而路由器一般不转 发广播，所以可以分割或定义广播域。 发广播，所以可以分割或定义广播域。
冲突域和广播域例题
冲突域和广播域例题
题目1：某局域网中有两台计算机A和B，它们同时发送了数
据包到同一个目的地，并且数据包经过了一个交换机。
在这种情况下，是否会产生冲突？为什么？
答案：不会产生冲突。
因为交换机是工作在数据链路层的设备，它能够根据MAC地址来识别不同的计算机。
当计算机A和B
同时发送数据包时，交换机会根据目的MAC地址将数据包发
送到正确的目的地，因此不会产生冲突。
题目2：某局域网中有三台计算机A、B和C，它们都连接到
同一个交换机。
如果计算机A发送了一个广播帧，而计算机
B和C都需要接收这个广播，是否会产生广播域？
答案：会产生广播域。
当计算机A发送广播帧时，交换机会
将这个广播帧发送到所有连接的端口上。
计算机B和C都可
以接收到这个广播帧，因此它们都处于同一个广播域中。
冲突域和广播域的区别
以太网中的冲突域和广播域在以太网中，当两个节点同时经过同一个介质传输数据时，从两个设备发出的帧将会碰撞，在物理介质上相遇，彼此数据都会被破坏。
这就是我们所说的冲突，当以太网中接入的终端越多发生的碰撞的机会也就越大。
所以在以太网中我们引入了CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）种机制来避免冲突。
我们看看CSMA/CD是如何工作的。
当一个节点想在网络中发送数据时，它首先检查线路上是否有其他主机的信号在传送：如果有，说明其他主机在发送数据，自己则利用退避算法等一会再试图发送；如果线路上没有其他主机的信号，自己就将数据发送出去，同时，不停的监听线路，以确信其他主机没有发送数据，如果检测到有其他信号，这个时候就知道发生了冲突了，自己就发送一个JAM阻塞信号，通知网段上的其他节点停止发送数据，这时，其他节点也必须采用退避算法等一会再试图发送。
那什么是冲突域和广播域了。
冲突域：一个支持共享介质的网段所在的区域都是冲突域。
广播域：一个广播帧能够到达的范围我们都叫做广播域。
我们的集线器是一个工作在物理层的设备，当他收到数据以后就把这个数据复制复制以后就把这个数据象所有的接口发送一次。
所以我们说集线器所有的接口是一个冲突域和广播域。
交换机就和集线器不一样了交换机是工作数据链路层的设备，他能够识别数据帧和MAC地址，他工作的方式就和集线器有很大的区别。
交换机是依靠MAC 地址表来转发数据。
对于MAC地址表里没有的数据就广播。
所以我们说交换机的每个接口都是一个冲突域，交换机的所有的接口都属于一个广播域。
路由器是工作在网络层的设备，路由器转发数据是依靠路由表来转发数据。
对于广播流量路由器会处理但是不会转发数据。
所以我们说路由器的每个接口都属于同一个冲突域和广播域。
路由器可以用来隔离广播。
我们可以看下面的图来分析下转发数据，这就是他们的区别。
现在网桥已经看不到了。
计算机网络 04_01_图解冲突域和广播域
图解冲突域、广播域作者张保通网络互连设备可以将网络划分为不同的冲突域、广播域。
但是，由于不同的网络互连设备可能工作在OSI模型的不同层次上。
因此，它们划分冲突域、广播域的效果也就各不相同。
如中继器工作在物理层，网桥和交换机工作在数据链路层，路由器工作在网络层，而网关工作在OSI模型的上三层。
而每一层的网络互连设备要根据不同层次的特点完成各自不同的任务。
下面我们讨论常见的网络互连设备的工作原理以及它们在划分冲突域、广播域时各自的特点。
1、传统以太网操作传统共享式以太网的典型代表是总线型以太网。
在这种类型的以太网中，通信信道只有一个，采用介质共享（介质争用）的访问方法（第1章中介绍的CSMA/CD介质访问方法）。
每个站点在发送数据之前首先要侦听网络是否空闲，如果空闲就发送数据。
否则，继续侦听直到网络空闲。
如果两个站点同时检测到介质空闲并同时发送出一帧数据，则会导致数据帧的冲突，双方的数据帧均被破坏。
这时，两个站点将采用"二进制指数退避"的方法各自等待一段随机的时间再侦听、发送。
在图1中，主机A只是想要发送一个单播数据包给主机B。
但由于传统共享式以太网的广播性质，接入到总线上的所有主机都将收到此单播数据包。
同时，此时如果任何第二方，包括主机B也要发送数据到总线上都将冲突，导致双方数据发送失败。
我们称连接在总线上的所有主机共同构成了一个冲突域。
当主机A发送一个目标是所有主机的广播类型数据包时，总线上的所有主机都要接收该广播数据包，并检查广播数据包的内容，如果需要的话加以进一步的处理。
我们称连接在总线上的所有主机共同构成了一个广播域。
图1传统以太网2、中继器（Repeater）中继器（Repeater）作为一个实际产品出现主要有两个原因：第一，扩展网络距离，将衰减信号经过再生。
第二，实现粗同轴电缆以太网和细同轴电缆以太网的互连。
通过中继器虽然可以延长信号传输的距离、实现两个网段的互连。
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学习目标
理解物理层的作用与功能 理解HUB的工作机制 理解集线器 与 冲突域关系 掌握载波侦听多路访问原理
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课程内容
常用图例 什么是冲突域 什么是广播域 广播域和冲突域的关系 网络设备的域 中继器 集线器 CSMA/CD
0101110101001000010
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CSMA/CD
➢ 介质访问控制方法 ➢ 以太网的工作方式 ➢ 什么是CSMA/CD 及原理 ➢ CS、MA、CD的工作原理 ➢ 交换式以太网 ➢ 单工、半双工和全双工操作 ➢ 了解令牌环
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介质访问控制方法
➢ 两种最典型的介质访问控制方法: ✓ CSMA/CD竞争型的介质访问方法！！ • 带冲突检测的载波监听/多路访问. • IEEE802.3的核心协议
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交换式以太网
➢ 特点即优点： ✓ 通讯双方“独享”一个冲突域！ ✓ 接口通讯速率自适应。 ✓ 提高网络的可管理性和安全性（vlan） ✓ 兼容性强，互连不同标准的局域网。
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单工、半双工和全双工操作
➢ 信号通过的数据信道可以按照3 种方式操作：单工、 半双工、和全双工。3种方式： ✓ 单工传输：信号只在一个方向上传输。 ✓ 半双工传输：允许在两个方向上可以传输数据， 但在某一时刻只能在一个方向传输。 ✓ 全双工传输：允许在两个方向上可以传输数据， 并且支持同时收和发。
✓ 令牌环 • IEEE802.5环型局域网标准.
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以太网的工作方式
➢ 准备发送 – 监听 ✓ 信道忙 – 等待 ✓ 信道空闲 – 开始发送
➢ 发送数据 ✓ 无冲突 – 完成发送数据 ✓ 有冲突 – 打回原形且等 待一定时间
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什么是CSMA/CD 及原理
➢ 当有多台设备共享一根总线的时候,同时传送数据,结 果就造成了冲突.冲突的结果就是帧的丢失或者错误.
LLC 头
数据
MAC 头
数据
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FCS 数据链路层
Frame 数据帧
FCS
物理层
Bits 比特流
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解封装数据
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层
数据链路层
物理层
上层数据 上层数据
TCP+上层数据 IP + TCP +上层数据 LLC + IP + TCP +上层数据
➢ 载波侦听多路访问/冲突检测的工作原理; ✓ 设备在发送帧的时候侦听链路是否busy. ✓ 如果不busy.发送帧 ✓ 如果发生冲突.所有正在发送数据的设备发送干 扰信号通知所有设备发生了冲突 ✓ 当干扰结束了后,每个发送者都等待一个随即的 时间. ✓ 当时间超时了以后,发送者又开始第一步
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了解令牌环
➢ 典型的无冲突型介质访问控制方法！
➢ 原理： ✓ 只有持有令牌的工作站能发送数据. ✓ 得到令牌的工作站立即删除令牌，以确保发送 数据的唯一性。（无冲突）
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网络层
➢ 网络层最要的功能是路由，它提供了路由器，用来决定路径的逻辑寻 址。
➢ 和数据链路层的区别： ✓ 数据层：使用MAC地址（物理地址）来建立相邻设备的连接。 ✓ 网络层：使用IP地址（逻辑地址）建立不相邻设备的连接，可 以是整个Inter网。
CS、MA、CD的工作原理
➢ MA表示每个交换机都是平等的.没有优先级 ➢ CS表示在发送帧以前要进行侦听动作,如果链路上有
设备在使用,那么就必须等待一个随机的时间,如果连 续检测15次仍然无法使用链路,那么交换机就认为链 路不可用. ➢ CD表示但设备检测到有冲突的时候,双方都会停止发 送并且等待一个随即的时间.检测冲突的时间为64个 字节的传送时间.如果设备老是检测到冲突,就会显示 Media not available
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什么是广播域
➢ 广播域：数据包或数据被发送到本地 网段的每个节点。（有同样的网络号） 如果一个广播发送到该网段，那么每个 设备都将接收该广播。
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广播域和冲突域的关系
➢ 一个广播域可能包括一个或多个冲突域；但是，一 个冲突域只能包含在一个广播域中。
➢ hub，中继器——同一个冲突域，广播域 ➢ 网桥，交换机（二层）——不同冲突域，同一个广
播域 ➢ 路由器——不同的冲突域，不同的广播域
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网络设备的域
集线器
桥
交换机
路由器
冲突域
1
4
广播域
1
1
4
4
1
4
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中继器
➢ 中继器属于O S I模型中的物理层 ➢ 一个输入端口和一个输出端口 ➢ 只适用于总线拓扑结构 ➢ 成本较低廉
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集线器
➢ 集线器是多端口的中继器 ➢ 集线器的作用就是网络“电插板” ➢ 主要用于星型网络 ➢ 集线器的端口接收到数据—电流，发往所有的端口。
网络层端接设备的数据包
IP 头
源地址
目标地址
数据
172.15.1.1
• .逻辑地址
网络号
主机号
北京八维网络.1
B
E0
S0
4.2
S0
E0
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封装数据
TCP 头 IP 头
上层数据 上层数据
数据
应用层 表示层 会话层 传输层
网络层
PDU 协议数据单元 Segment 数据段 Packet 数据包
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常用图例
hub
桥
交换机
路由器
个人电脑 以太网
广域网 “云” 快速以太网
集线器
调制解调器
串行线
电路交换线
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什么是冲突域
➢ 冲突域：某个特定设备发送一个数据包， 在该冲突域中的其它设备必须等待；如 果两个设备同时发送数据包就会产生冲 突，两个设备必须都重新发送数据包。