Domeny kolizji i rozgłoszeń

Dwa pojęcia wyjaśniają, jak przełączniki i koncentratory kształtują ruch w sieci LAN: domena kolizyjna i domena rozgłoszeniowa. Brzmią podobnie, ale oznaczają coś innego, a ich mylenie jest częstym błędem. Opanowanie tej różnicy to jedna z najczęściej sprawdzanych kwestii na egzaminie Network+, ponieważ dokładnie pokazuje, co przełączniki, koncentratory i routery robią z ruchem.

Domena kolizyjna to część sieci, w której dwa urządzenia nadające w tym samym czasie mogą doprowadzić do kolizji, uszkadzając obie ramki. Kolizje występują we współdzielonym medium, takim jak koncentrator lub starsza magistrala koncentryczna, gdzie wszyscy korzystają z jednego przewodu. Im więcej urządzeń znajduje się w jednej domenie kolizyjnej, tym więcej występuje kolizji i tym wolniej działa sieć pod obciążeniem.

Domena rozgłoszeniowa to zbiór urządzeń, które otrzymają ramkę rozgłoszeniową — ramkę zaadresowaną do wszystkich urządzeń w sieci lokalnej. Gdy jedno urządzenie wysyła rozgłoszenie, otrzymują je wszystkie urządzenia w tej samej domenie rozgłoszeniowej. Rozgłoszenia są normalne i przydatne, ale ich nadmiar w jednej dużej domenie marnuje przepustowość i zasoby obliczeniowe każdego urządzenia.

Koncentrator umieszcza każde podłączone urządzenie w jednej współdzielonej domenie kolizyjnej, ponieważ powtarza cały ruch, a wszystkie urządzenia współdzielą medium transmisyjne. To podstawowa wada koncentratora. Gdy do koncentratora podłączonych jest wiele urządzeń, liczba kolizji rośnie, a wydajność spada. Koncentrator utrzymuje również jedną domenę rozgłoszeniową, ponieważ przekazuje rozgłoszenia na wszystkie porty.

Przełącznik umieszcza każdy port we własnej domenie kolizyjnej. Ponieważ każdy port otrzymuje dedykowaną przepustowość w trybie pełnego dupleksu, dwa urządzenia podłączone do różnych portów nie mogą doprowadzić do kolizji. Przełącznik z 24 portami tworzy 24 oddzielne domeny kolizyjne. Właśnie dlatego przełączniki wyeliminowały problem kolizji, który paraliżował sieci oparte na koncentratorach — to ważny fakt egzaminacyjny.

Oto kluczowa różnica: przełącznik rozdziela domeny kolizyjne, ale domyślnie nie rozdziela domen rozgłoszeniowych. Ramka rozgłoszeniowa jest przekazywana na wszystkie porty przełącznika, więc wszystkie urządzenia podłączone do zwykłego przełącznika współdzielą jedną domenę rozgłoszeniową. Przełączniki rozwiązują więc problem kolizji, ale pozwalają rozgłoszeniom rozprzestrzeniać się w całym przełączniku.

Aby podzielić domeny rozgłoszeniowe, potrzebny jest router lub VLAN (Virtual LAN). Routery nie przekazują rozgłoszeń między sieciami, więc każdy interfejs routera wyznacza granicę domeny rozgłoszeniowej. Sieci VLAN dzielą jeden przełącznik na wiele logicznych sieci, z których każda stanowi własną domenę rozgłoszeniową. Należy zapamiętać: przełączniki rozdzielają domeny kolizyjne, a routery i sieci VLAN rozdzielają domeny rozgłoszeniowe.

Jednym z ulubionych zadań egzaminacyjnych jest zliczanie domen na diagramie:

• Każdy port przełącznika = jedna domena kolizyjna.
• Każdy koncentrator = jedna domena kolizyjna współdzielona przez wszystkie jego porty.
• Każdy interfejs routera lub sieć VLAN = granica jednej domeny rozgłoszeniowej.

W przypadku kolizji należy liczyć porty, a w przypadku rozgłoszeń — interfejsy routerów lub sieci VLAN.

Te domeny wpływają na rzeczywistą wydajność. Zbyt duża domena kolizyjna (koncentrator z wieloma urządzeniami) powoduje przeciążenie wywołane kolizjami. Zbyt duża domena rozgłoszeniowa sprawia, że ruch rozgłoszeniowy dociera do wielu urządzeń, marnując przepustowość i moc procesora. Dobrze zaprojektowana sieć utrzymuje obie domeny w rozsądnych rozmiarach, wykorzystując przełączniki oraz segmentację za pomocą routerów lub sieci VLAN.

Gdy domena rozgłoszeniowa staje się zbyt duża lub powstaje pętla przełączania, rozgłoszenia mogą zacząć się niekontrolowanie powielać, tworząc burzę rozgłoszeniową, która zalewa sieć i doprowadza ją do zatrzymania. To jeden z powodów, dla których projektanci utrzymują domeny rozgłoszeniowe w umiarkowanych rozmiarach za pomocą sieci VLAN oraz używają protokołu Spanning Tree Protocol do zapobiegania pętlom. Zrozumienie domen rozgłoszeniowych bezpośrednio wyjaśnia, dlaczego powstają burze i jak segmentacja ogranicza ich skutki.

Połączmy urządzenia z ich wpływem:

• Koncentrator — jedna domena kolizyjna i jedna domena rozgłoszeniowa.
• Przełącznik — wiele domen kolizyjnych, ale nadal jedna domena rozgłoszeniowa.
• Router — rozdziela domeny rozgłoszeniowe; każdy interfejs wyznacza własną domenę.

Ta tabela jest jedną z najważniejszych rzeczy, które należy zapamiętać przed egzaminem.

Sprawdź swoją wiedzę o domenach.

Dowiedzieli się Państwo, jaka jest różnica między dwiema domenami. Domena kolizyjna to obszar, w którym transmisje mogą się zderzać, a domena rozgłoszeniowa to obszar, do którego rozgłoszenie dociera do wszystkich urządzeń. Koncentrator tworzy jedną domenę każdego rodzaju. Przełącznik zapewnia każdemu portowi własną domenę kolizyjną, ale domyślnie utrzymuje jedną domenę rozgłoszeniową. Routery i sieci VLAN rozdzielają domeny rozgłoszeniowe. Należy zapamiętać: przełączniki rozdzielają domeny kolizyjne, a routery i sieci VLAN rozdzielają domeny rozgłoszeniowe. W przypadku kolizji należy liczyć porty, a w przypadku rozgłoszeń — interfejsy lub sieci VLAN.