Dator- och nätverksteknik · område 10 · lektion 51

Broadcastdomän och kollisionsdomän

På lektion 50 flödade switchen en ram för att den inte visste var mottagaren satt — och slutade så fort den lärt sig. Den här sidan handlar om ramen som flödas varje gång, hur mycket switchen än har lärt sig: broadcasten. Hur långt den når kallas en broadcastdomän, och en router sätter stopp för den. Sidan reder också ut ett klassiskt missförstånd: broadcastdomän och kollisionsdomän är två olika saker. Den ena är högst levande. Den andra är i praktiken historia. Sist kopplas en andra switch in i din kopia.

1. Ramen som alltid flödas

På lektion 50 fylldes ARP-cachen i förväg, eftersom den första ramen annars hade varit en broadcast. Varför spelade det någon roll? Switchen flödar ju ändå en okänd mottagare.

Svaret: en broadcast flödas av ett annat skäl — och den slutar aldrig flödas.

Kom ihåg från lektion 44: ARP-frågan skickas till FFFF.FFFF.FFFF. Samma adress skrivs ff:ff:ff:ff:ff:ff i många andra verktyg. Det är samma sak — alla ettor, alla mottagare.

2. Broadcasten i din kopia

Pröva själv, i parets kopia:

1. arp -d på en maskin, i Command Prompt. Simulation, filter på ARP
2. Pinga en annan maskin. ARP-frågan går ut på alla portar utom den den kom in på
3. Switchen, CLI: enable, show mac address-table. Båda maskinerna finns i tabellen
4. arp -d på samma maskin igen, och pinga igen
5. ARP-frågan går ut på alla portar igen

3. Okänd mottagare mot broadcast

4. Broadcastdomänen

En broadcastdomän är alla enheter som en broadcast når — alltså alla som når varandra via switchar, utan att en router korsas.

Tänk dig tre switchar i kedja, med maskiner på varje. En broadcast från en maskin på den första når varje maskin på alla tre. Switchen flödar till alla portar, också porten till nästa switch — som flödar vidare.

5. Routern avslutar den

Routern stoppar broadcasten. Inte av princip, utan för att routern arbetar med paket och nätadresser, inte med ramar. Ramen till FFFF.FFFF.FFFF tas emot på routerns gränssnitt och packas upp — men routern har ingen anledning att skicka en ram adresserad till alla i det här nätet vidare in i ett annat nät.

Knyt till lektion 47: DHCPDISCOVER är en broadcast. Den når alltså bara DHCP-servrar i samma broadcastdomän — en maskin bakom en router får ingen adress från servern på andra sidan. Se DHCP-sidan. På lektion 54 bevisas att broadcasten stannar vid routern, se routersidan.

6. Kollisionsdomänen

Den äldre gränsen. Förr delade flera maskiner samma kabel — via en hubb eller en enda lång koaxialkabel. Skickade två samtidigt krockade signalerna och förstördes båda: en kollision. Alla som kunde krocka med varandra var i samma kollisionsdomän.

I dag är det i praktiken historia. Varje switchport är en egen länk med en egen kabel, och med full duplex kan båda ändar sända och ta emot samtidigt. Det finns ingen delad kabel att krocka på.

7. Hubb, switch och router

Det klassiska missförståndet, uttryckt så att det går att rätta:

8. Kollisionen som den såg ut

1. Tryck ▸ A & B försöker båda skicka
2. Titta på rutorna Använda slots, Kollisioner och Båda levererade
3. Tryck Återställ och gör om det några gånger. Antalet kollisioner varierar — väntetiden är slumpmässig

CSMA/CD — Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — är hur det gamla Ethernet hanterade den delade kabeln: lyssna, sänd, upptäck kollisionen, vänta en slumpmässig tid, försök igen. Full duplex gjorde det överflödigt.

9. Den andra switchen

Lektion 34 frågade vad som händer när portarna på switchen tar slut. Svaret: man kopplar in en till. I parets kopia:

1. Network Devices → Switches → 2960. Dra in den bredvid den första
2. Connections → Copper Cross-Over. Koppla Gi0/1 på den ena till Gi0/1 på den andra
3. Lägg till två PC på den nya switchen, med adresserna 192.168.<grupp>.20 och 192.168.<grupp>.21, mask 255.255.255.0
4. Vänta tills länkarna blir gröna. De är orange en stund medan switcharna förhandlar — det tar ungefär en halv minut
5. Pinga från en maskin på den första switchen till .20

Samma nät, samma nätdel. Maskinerna på den nya switchen tillhör samma broadcastdomän som de gamla — det finns ingen router emellan. Nås inte .20: kontrollera nätdelen och masken på de nya maskinerna.

Spara filen, med den andra switchen i. Nästa pass fångas broadcasten över båda switcharna — se switchsidan.

10. Labb 10 börjar

Labb 10 introduceras på lektion 51. Fyra krav:

1. En router som kopplar ihop två åtskilda nät
2. En switch delad i minst två VLAN
3. Verifiera att en broadcast stannar inom sitt eget VLAN
4. Förklara varför

11. Vanliga missuppfattningar

12. Ordlista