集线器,二层交换机,路由器与三层交换机

集线器:以前10M共享式以太网专用,现在用得比较少,只工作在物理层,端口与主机之间使用半双工通信,一般来说无论物理连接是总线型还是星型,它的逻辑连接都是总线型的,只要其中一台主机发出信息,集线器会把信息复制给其他的所有端口主机,集线器也被称为多端口中继器,连接到一个集线器的所有主机共享一个冲突域,所谓冲突域即本来不打算发送给所有主机,但经过集线器之后所有端口都会收到信息,即共享一个冲突域,此时若有其他主机发送消息,就会发生冲突并拥堵。集线器可以当作中继器使用进行网络长距离的中继,但这样会导致冲突域的扩大,下面还会谈到这个问题。

二层交换机:二层交换机用于100M交换式以太网比较多,工作于数据链路层,具有MAC列表,根据端口映射进行通信,可以同时进行多路通信独享带宽而互不影响。端口与主机之间使用全双工通信,二层交换机有分割冲突域的作用,如下图:

则上图有4个冲突域,如果中间设备为集线器hub,则为一个冲突域。

路由器与三层交换机:路由器有分割广播域和冲突域的作用,每个端口应该属于不同的广播域,当然也可能出现单臂路由,即一个路由以太网端口分成两个子逻辑接口来分割广播域,广播域即有意识地向本网内的所有主机广播。对二层交换机来说没有arp的概念,就像在一个不跟外界通信的局域网,使用二层交换机足以,利用交换机的mac列表就可以跟局域网内的主机进行通信。而一旦两个不同的子网主机要通信,或者局域网的主机想连入广域网,或者不同vlan的主机要互相通信,此时就要为两个不同的网络配备中间的网关,一般来说可以使用路由器或者三层交换机达到此种目的,但需要知道的是三层交换机不能互联局域网和广域网,原因无他,因为三层交换机没有那么多类型的端口,虽然端口数量比路由器多得多。拿vlan通信来说,路由器两个端口应该连着不同的vlan,如果想扩展主机数量,应该在路由器端口外联二层交换机再连主机,而对于三层交换机来说,由于以太网端口很多,所有主机直接连接在端口上并划分进某个vlan(可以不根据物理位置),这里需要注意的是一个端口可以属于不同的vlan,一个vlan当然也可以包含多个端口。

碰撞槽时间:这个概念出现在共享以太网中,是一个确定有多少设备可以共享网络的重要参数。碰撞槽确保当冲突发生时,将在最小帧传输时间内检测到。以太网速度为10M,100M时,碰撞槽时间为以太网最小帧传输时间即64*8bit=512bit时间。而速度为1G时,碰撞槽时间为4096bit时间。如果发生了冲突将在第一个碰撞槽时间内检测的。碰撞槽时间包括信号沿电缆和集线器传输的时间,用于定义网络电缆的最大长度和共享介质以太网网段所能使用的集线器个数。因为集线器个数越多,时延越大,有可能双方同时发信息了,但距离远时延大导致没有检测到,相当于集线器扩大了冲突域,就会导致冲突的发生,即CSMA/CD在这里不起作用了。

就时延来说 线缆<集线器<交换机<路由器

100Mb/s的传输速率指的是物理层能达到的速率,也就12MB/s多点,真正的传输速率指的是实际数据的速率,应该要除掉各层所有的控制信息等的有效使用率,故一般达不到极限值,有时在局域网内互传数据达到10MB已经很逆天了。

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