4.3 局域网的扩展

4.3 局域网的扩展

前面我们学习了以太网的基本原理，下面我们面临的问题是当我们需要把多个局域网连在一起变成更大的局域网时这就需要我们对局域网进行扩展的问题，当然我们可以在物理层进行扩展也可以在数据链路层进行扩展这样的一种扩展的局域网在网络层看起来仍然是一个网络为了分析这个问题我们首先从冲突域和广播域的概念学习。

4.3.1 局域网的扩展（一）

一、冲突域

以太网的共享信道的传输机制决定了在网络当中只能有一个站点发送数据。

冲突域是指在该域内某一时刻只能有一个站点发送数据；如果两个站点或者两个以上的站点同时发送数据会引起冲突，则这两个站点处于同一个冲突域内。

二、广播域

以太网同时也是一个广播的网络，采用的是共享信道来传输数据。在以太网中一个站点向所有站点发送的数据过程称之为广播，这一过程中传播的数据帧称之为是广播帧。

广播域是指在以太网中，能够接收到任意站点发送的广播帧的所有站点的集合称为一个广播域。

三、局域网扩展使用的设备

在了解了冲突域和广播域的概念我们了解一下局域网扩展所使用的设备。集线器和交换机就是我们在局域网扩展中主要使用的设备。集线器和交换机都是为了扩大网络覆盖范围而使用的连接设备，但在工作原理上却存在着很大的差异。

（一）集线器

集线器是早期在以太网中使用的连接设备，它的工作是在开放互联系体系结构中的物理层，集线器的主要功能就是对收到的信号进行放大转发从而扩展以太网的覆盖范围，由于其是在物理层传输的比特流是没有结构的，所以集线器没有办法来识别谁是接收方，因此集线器只能将一个端口接收到的信号进行放大之后复制到所有的其他端口，也就是向集线器连接的所有站点去转发比特流。所以使用集线器作为连接设备的以太网仍然属于一个共享式的以太网。集线器连接在一起的所有站点是共享带宽的。所以他们就同处于一个冲突域和广播域之内。

（二）交换机

对于网桥或者交换机是目前在以太网中使用的最为广泛的局域网扩展的连接设备。它工作在开放互联系统参考模型体系结构中的第二层，也就是数据链路层，交换机使用以太网帧的MAC地址进行数据帧的转发，从而有效的过滤了数据帧，交换机内部使用专用集成的电路可以在数据链路层把任意两个端口连接在一起形成专用的数据传输通道，交换机可以在多个端口对之间同时建立多条并发的连接，使得不同端口连接的站点同时发送数据彼此互不影响。所以交换机接收到数据帧时根据帧中目的MAC地址并在其对应的端口之间建立一条专用的数据传输通道，所以他并不是向所有的端口去转发数据，由于数据传输过程中传输通道的收发节点对应的端口是专用的，所以其他的站点不会收到影响。与交换机相连的所有站点中两个或者两个以上的站点同时发送数据时不会发生冲突。所以使用交换机作为连接设备的以太网我们也称之为交换式以太网，他可以有效的根据MAC地址来过滤帧，从而隔离冲突域。交换机的每一个端口都是一个独立的冲突域。但是作为数据链路层的连接设备，交换机不能隔离广播域，所有与交换机连接的站点仍然同属于一个广播域。

四、小结

有了冲突域和广播域的理论基础以及对集线器和交换机的知识背景下一节我们学习局域网的扩展问题。