计算机网络-冲突域、广播域、集线器、交换机、路由器的定义明确与联系

冲突域

定义:

在以太网中,如果某个CSMA/CD网络上的两台计算机在同时通信时会发生冲突,那么这个网络中所有设备的集合就是一个冲突域。

同时,若某个以太网中的设备以集线器相连,这些设备的集合也是一个冲突域(因为集线器属于物理层设备,且物理层设备既不能隔离冲突域也不能隔离广播域 --> 后面会讲到)。 -- 百度百科

王道教材上这样描述冲突域:

广播域

定义:

广播是一种信息传递方式,指网络中某一设备同时想网络中所有设备发送数据,这个数据所能到达的距离就是广播域。-- 百度百科

王道教材上这样描述广播域:

集线器(Hub)

1. 工作在物理层,对接收到的数据以广播的形式发送。

2. 主要功能:对接收到的信号进行再生整形并放大,以扩大网络的传输距离

3. 不能识别MAC地址IP地址。它的所有端口为一个冲突域同时也为一个广播域。

集线器示意图

交换机(Switch)

1. 工作在数据链路层

2. 主要功能:可以将网络分成小的冲突域,为每个用户提供更大的带宽。

3. 可以识别MAC地址,同时具有MAC地址学习功能,通过查找MAC地址表将接收到的数据传送到目的端口。它可以分割冲突域。

交换机示意图

路由器(Router)

1. 工作在网络层

2. 主要功能:连接不同的网络并完成分组转发。在多个逻辑网络(广播域)互联时必须使用路由器。

3. 可以识别MAC地址IP地址。但与交换机不同的是:路由器并不通过MAC地址转发数据的目的地址,而是利用IP地址来确定数据转发的目的地址。

路由器示意图

总结

既不能隔离广播域也不能隔离冲突域:集线器物理层设备)

可以隔离冲突域:交换机、路由器数据链路层设备、网络层设备)

可以隔离广播域:路由器网络层设备)

### 使用 Cisco Packet Tracer 构建基于集线器连接的简单以太网 #### 工具简介 Cisco Packet Tracer 是一款功能强大的网络模拟工具,能够帮助用户设计、配置调试各种类型的网络环境[^2]。它提供了一个接近真实的仿真平台,允许用户观察数据包在网络中的流动情况。 #### 实验目标 本实验的目标是利用 Cisco Packet Tracer 软件构建一个简单的以太网拓扑结构,其中多个主机通过集线器(Hub)实现互联,并验证其连通性。 --- #### 步骤说明 #### 1. 打开 Cisco Packet Tracer 并创建新项目 启动 Cisco Packet Tracer 后,在主界面点击 **New** 创建一个新的工作区。 #### 2. 添加设备到工作区 从左侧的设备列表中拖拽以下组件至工作区域: - **End Devices**: PC (个人电脑),数量为 3 台。 - **Networking Devices**: Hub (集线器),数量为 1 个。 将这些设备放置在合适的位置以便后续连线操作。 #### 3. 连接设备 使用右侧工具栏中的直连线缆(Copper Straight-through Cable),依次将三台 PC 的 `FastEthernet` 接口分别连接到 Hub 上的不同端口上。这一步完成后即形成了基本的星型拓扑结构[^1]。 #### 4. 配置 IP 地址 双击每台 PC 设备进入其配置模式,按照如下方式设定各自的 IPv4 参数: | 主机名 | IP Address | Subnet Mask | |--------|------------------|-----------------| | PC0 | 192.168.1.1 | 255.255.255.0 | | PC1 | 192.168.1.2 | 255.255.255.0 | | PC2 | 192.168.1.3 | 255.255.255.0 | 注意:由于此场景下仅涉及局域网内部通信,因此无需指定默认网关地址[^3]。 #### 5. 测试网络连通性 返回主视图后右键任意一台PC选择"Ping"命令向其他两台机器发送测试请求。正常情况下应该收到成功的回应消息表明整个小型以太网已经成功建立并可正常使用。 --- ```python # Python伪代码表示ping过程逻辑简化版 import os def ping_test(target_ip): response = os.system(f"ping {target_ip}") if response == 0: print(f"{target_ip} is reachable.") else: print(f"{target_ip} is NOT reachable.") # Example usage within the simulation context ping_test("192.168.1.2") # From PC0 to PC1 ping_test("192.168.1.3") # From PC0 to PC2 ``` 上述脚本仅为概念展示用途实际环境中应依据具体需求调整相应参数选项等内容。 --- #### 总结 通过以上步骤即可借助 Cisco Packet Tracer 完成一个基础形式下的以太网组建任务。该练习有助于加深对于物理层链路层基础知识的理解程度同时也能熟悉相关硬件间相互作用原理。 ---
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