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  • 区分冲突域和广播
    2021-03-04 16:08:35

    冲突域:冲突域就是两台设备使用一根导线进行数据传输,当同时发送数据时,会相互影响,这就是所谓的冲突。为了避免冲突设计了CSMA/CD协议,用于冲突避免。
    只要是共享一条网线的带宽资源,就属于一个冲突域,所以集线器连接的所有设备都属于一个冲突域。
    而网桥的两个端口分别是两个冲突域。
    为了扩展网桥的端口,出现了交换机。交换机的每个端口都是一个冲突域,即同一交换机的不同端口下的网络设备属于不同的冲突域,因为他们不会互相抢占带宽资源。

    广播域:由于以太网的特性,一台设备在发送广播帧时,同一广播域的其他设备都会收到该广播帧。比如,连接在一台交换机下面的所有设备都属于一个广播域,当一台设备给另一台设备发送消息时,该交换机连接的所有设备都会收到该消息,这就是广播域的性质。
    路由器属于三层设备,所以可以隔离广播域,连接在路由器不同端口下面的设备属于不同的广播域,不会收到其他设备发送的广播消息,即路由器不转发广播消息。

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    原文:https://www.cnblogs.com/imstudy/p/9124987.html

    3、帝国时代

    我相信我们都玩过一款特别火的游戏:帝国时代。小时候想要玩帝国时代,需要到软件城购买盗版光盘安装,大概3块钱一张左右的样子,当时已经觉得很便宜了,谁想到现在有了网络之后是免费。

    小A是一个帝国时代大神,他打通了游戏的所有关卡,可以一个人单挑8个疯狂的电脑玩家。渐渐地他觉得无聊了,想要找小伙伴一起PK。

    但是两个电脑需要互联才行,如何实现两台设备的互联呢?

    小A很聪明,他发明了一个类似于USB口一样的可以传输数据的端口,他将其命名为网口。小A通过一根网线将自己的电脑与小B的网口相连,实现了两台电脑间的互连(如下图)。

     

    4、集线器(Hub)

    两个小伙伴很开心,联机玩了起来,这时被路过的小C看见了,小C也要加入进来。

    但是我们知道,每台电脑只有一个网口,无法实现三台电脑的相互连接,那要要怎么办呢?

     

    这时候小B出了一个主意:咱们再找一台计算机,给他多设计几个网口,我们每个人都连到这台计算机的网口上,不也实现咱们哥几个之间的互连了吗。

    说干就干,于是他们设计出了一款微型计算机,他本身具备多个网口,专门实现多台计算机的互联作用,这个微型计算机就是集线器(HUB)。

    顾名思义,集线器起到了一个将网线集结起来的作用,实现最初级的网络互通。

    集线器是通过网线直接传送数据的,我们说他工作在物理层(如下图所示)。

     

    5、交换机

    有了集线器后,越来越多的小伙伴加入到游戏中,小D、小E等人都慕名而来。

    然而集线器有一个问题,由于和每台设备相连,他不能分辨出具体信息是发送给谁的,只能广泛地广播出去。

    例如小A本来想问小C:你吃了吗?结果小B,小D和小E等所有连接在集线器上的用户都收到了这一信息。 

    由于处于同一网络,小A说话时其他人不能发言,否则信息间会产生碰撞,引发错误,对这种情况,我们称为各设备处于同一冲突域内。

     

     

    这样的设备用户体验极差,于是小伙伴们一起讨论改进措施。

    这时聪明的小D发话了:我们给这台设备加入一个指令,让他可以根据网口名称自动寻址传输数据。

    比如我把小A的网口命名为macA,将小C的命名为macC,这时如果小A想要将数据传给小C,则设备会根据网口名称macA和macC自动将资料从A的电脑传送到C的电脑中,而不让小B、小D和小E收到。

    (补充说明: 这里的macA, macB指的就是MAC地址,相当于一个人的身份证,独一无二。)

    也就是说,这台设备解决了冲突的问题,实现了任意两台电脑间的互联,大大地提升了网络间的传输速度,我们把它叫做交换机。

    由于交换机是根据网口地址传送信息,比网线直接传送多了一个步骤,我们也说交换机工作在数据链路层(如下图)。

    交换机通过查找自身系统MAC地址表中的MAC地址端口对应关系,将数据传送到目的端口。

     

     

    这回小伙伴们高兴了,他们愉快地玩耍起来。

    6、路由器

    渐渐地,他们在当地有了名气,吸引了越来越多的小伙伴加入到他们的队伍中。有一天,一个外村的小伙突然找上门来,希望能和他们一起互联,实现跨村间的网络对战。

    小A说可以呀,于是他们找了一根超长的网线将两个村落的交换机连在了一起。结果发现一件奇怪的事:两个村落间竟然不能相互通信。

    怎么回事?原来那边的电脑和他们用的不是一套操作系统,这导致信息间的传送形式的不匹配。在这期间,还有其他村落的人也来找过小A,可是小A发现,每个村子之间用的操作系统都不一样。

    这可咋办呐?难道以后只能各自村子玩各自的了吗?为了解决这一问题,各村的小伙伴们坐在一起组织了一场会议,最终得出了一套解决方案:采用同样的信息传送形式(像不像秦始皇统一度量衡?)。

    那如何实现呢?小伙伴们规定,不同的村子间先在各自的操作系统上加上一套相同的协议。不同村落通信时,信息经协议加工成统一形式,再经由一个特殊的设备传送出去。这个设备就叫做路由器。

    在这套协议中,每个机器都被赋予了一个IP地址,相当于一个门牌号一样。路由器通过IP地址寻址,我们说它工作在计算机的网络层。

    这样,经由如此的一系列改装,小A终于带领村民们实现了整个乡镇的通信。随着越来越多的城里人也加入小A的协议,小A带领村民逐步实现了全市、全国乃至全世界的通信。这一套协议便是TCP/IP协议簇,互联网也便这样形成了(关于TCP/IP改变世界的故事,详见《技术往事:改变世界的TCP/IP协议(珍贵多图、手机慎点)》)。

     

    然而,即便如今全网络已遍布了全世界,在小A和村里的小伙伴对战帝国时代的时候,也仍然用着交换机。只有和外面更大的世界交流的时候才用到路由器。

    其实上图只是为了帮助您更好地理解路由器,一个真实的网络拓扑中,路由器、交换机、集线器是一起分工合作的,正如下图所示:

     

    (如上图所示:Router即路由器、Switch即交换机、Hub即集线器)

     

     

    广播域


    广播是一种信息的传播方式,指网络中的某一设备同时向网络中所有的其它设备发送数据,这个数据所能广播到的范围即为广播域(Broadcast Domain)。
    在传输中当不知道目的MAC地址时,需要在网段内广播当前子网下所有的节点,相应的广播报文以及目的MAC查找失败报文会向所有端口转发,因此会消耗大量的网络带宽。而二层交换机只能隔离冲突域,不能隔离广播域。(这里可使用Vlan技术  在一个局域网内      划分不同个    vlan(虚拟局域网)  来    隔离  广播域)
    冲突域是基于第一层(物理层)
    广播域是基于第二层(链路层)
     

    原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_39731083/article/details/81637581

     

    交换机与路由器差别:

    https://blog.csdn.net/liebao_han/article/details/52859814

    (1)外形上:

           从外形上我们区分两者,交换机通常端口比较多看起来比较笨重,而路由器的端口就少得多体积也小

    (2)工作层次不同:

           最初的交换机工作在OSI开放式系统互联模型的数据链路层,也就是第二层,而路由器则工作在OSI模型的网络层,就是第三层。也就是由于这一点所以交换机的原理比较简单,一般都是采用硬件电路实现数据帧的转发,而路由器工作在网络层,肩负着网络互联的重任,要实现更加复杂的协议,具有更加智能的转发决策功能,一般都会在在路由器中跑操作系统,实现复杂的路由算法,更偏向于软件实现其功能。

    (3)数据的转发对象不同:
            交换机是根据MAC地址转发数据帧,而路由器则是根据IP地址来转发IP数据报/分组。数据帧是在IP数据包/分组的基础上封装了帧头(源MAC和目的MAC等)和帧尾(CRC校验码)。而对于MAC地址和IP地址大家也许就搞不明白了,为何需要两个地址,实际上IP地址决定最终数据包要到达某一台主机,而MAC地址则是决定下一跳将要交互给哪一台设备(一般是路由器或主机)。而且,IP地址是软件实现的,可以描述主机所在的网络,MAC地址是硬件实现的,每一个网卡在出厂的时候都会将全世界唯一的MAC地址固化在网卡的ROM中,所以MAC地址是不能被修改的,但是IP地址是可以被网络管理人员配置修改的。

    (4)”分工“不同

            交换机主要是用于组建局域网,而路由器则是负责让主机连接外网。多台主机可以通过网线连接到交换机,这时就组建好了局域网,就可以将数据发送给局域网中的其他主机,如我们使用的飞秋、极域电子教室等局域网软件就是通过交换机把数据转发给其他主机的,当然像极域电子教室这样的广播软件是利用广播技术让所有的主机都收到数据的。然而,通过交换机组建的局域网是不能访问外网的(即是Internet),这时需要路由器来为我们”打开外面精彩世界的大门“,局域网的所有主机使用的都是私网的IP,所以必须通过路由器转化为公网的IP之后才能访问外网。

    (5)冲突域和广播域

            交换机分割冲突域,但是不分割广播域,而路由器分割广播域。由交换机连接的网段仍属于同一个广播域,广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播,在这种情况下会导致广播风暴和安全漏洞问题。而连接在路由器上的网段会被分配不通的广播域,路由器不会转发广播数据。需要说明的是单播的数据包在局域网中会被交换机唯一地送往目标主机,其他主机不会接收到数据,这是区别于原始的集线器的,数据的到达时间由交换机的转发速率决定,交换机会转发广播数据给局域网中的所有主机。

             最后需要说明的是:路由器一般有防火墙的功能,能够对一些网络数据包选择性过滤。现在的一些路由器都具备交换机的功能(如上图右),一些交换机具备路由器的功能,被称为3层交换机,广泛使用。相比较而言,路由器的功能较交换机要强大,但是速度也较慢,价格昂贵,三层交换机既有交换机的线性转发报文的能力,又有路由器的良好的路由功能因此得到广泛的使用。

     

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  • 目录 冲突域和广播 联网中继设备 集线器(hub) ...在介绍这三设备的异同之前,我们首先需要了解冲突域和广播的概念: 什么是冲突? 图 我们把上图的以太网想象为走廊,各个主机想象为...

    目录

    冲突域和广播域

    在介绍这三个设备的异同之前,我们首先需要了解冲突域和广播域的概念:

    • 什么是冲突?
      图一
      图一

      我们把上图的以太网想象为走廊,各个主机想象为每个人的卧室。有一天,小宇想去找凯皇玩儿,同时大碧哥想去找阿呆玩儿,但是走廊(以太网通道)一次只能容纳一个人。于是小宇谦让的让大碧哥先去,等到大碧哥进入了阿呆的房间,小宇再出发去找凯皇。 通道只能过一个人,小宇和大碧哥在通道里不期而遇这就是冲突
    • 冲突域:
      连接在同一导线上的所有工作站的集合,或者说是同一物理网段上所有节点的集合或以太网上竞争同一带宽的节点集合。这个域代表了冲突在其中发生并传播的区域。在OSI模型中,冲突域被看作是第一层的概念,连接同一冲突域的设备有Hub,Reperter或者其他进行简单复制信号的设备。也就是说,用Hub(集线器)或者Repeater(中继器)连接的所有节点可以被认为是在同一个冲突域内,它不会划分冲突域。而第二层设备(网桥,交换机)第三层设备(路由器)都可以划分冲突域的,当然也可以连接不同的冲突域。简单的说,可以将Repeater等看成是一根电缆,而将网桥等看成是一束电缆。
    • 什么是广播?
      网络中的广播就好像我们大商场里的广播一样,你一开口,全商场的人都听到了。比图上图中阿呆想跟大碧哥聊天,通话以广播的形式发送,那么他们的聊天内容局域网上所有人都看得到。
    • 广播域:接收同样广播消息的节点的集合。如:在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧,则所有其他能收到这个帧的节点都被认为是该广播帧的一部分。由于许多设备都极易产生广播,所以如果不维护,就会消耗大量的带宽,降低网络的效率。由于广播域被认为是OSI中的第二层概念,所以象Hub,交换机等第一,第二层设备连接的节点被认为都是在同一个广播域。而路由器,第三层交换机则可以划分广播域,即可以连接不同的广播域。

    联网中继设备

    将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统),OSI的术语称之为中继(relay)系统。根据中继系统所在的层次,可以有以下五种中继系统:
    1.物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统,即转发器(repeater)或集线器(hub)。
    2.数据链路层(即第二层,层L2),即交换机(switch)或网桥(bridge)。
    3.网络层(第三层,层L3)中继系统,即路由器(router)。
    4.网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)兼有网桥和路由器的功能。
    5.在网络层以上的中继系统,即网关(gateway)。

    集线器(hub)

    • 为什么要使用集线器?
      HUB是一个多端口的转发器,当以HUB为中心设备时,网络中某条线路产生了故障,并不影响其它线路的工作。所以HUB在局域网中得到了广泛的应用。大多数的时候它用在星型与树型网络拓扑结构中,如下图所示。我们使用集线器为我们创造了多种多样的网络拓扑结构
      这里写图片描述
      图二
    • 定义:集线器(Hub)是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。集线器是运作在OSI模型中的物理层。它可以视作多端口的中继器,若它侦测到碰撞,它会提交阻塞信号。
    • 特点:
      集线器最大的特点就是采用共享型模式,就是指在有一个端口在向另一个端口发送数据时,其他端口就处于“等待”状态。为什么会“等待”呢?举个例子来说,其实在单位时间内A向B发送数据包时,A是发送给B、C、D三个端口的(该现象即紧接下文介绍的IP广播),但是只有B接收,其他的端口在第一单位时间判断不是自己需要的数据后将不会再去接收A发送来的数据。直到A再次发送IP广播,在A再次发送IP广播之前的单位时间内,C,D是闲置的,或者CD之间可以传输数据。如图1,我们可以理解为集线器内部只有一条通道(即公共通道),然后在公共通道下方就连接着所有端口。

    交换机(switch)

    • 为什么要使用交换机:
      我们使用hub连接局域网的时候,如果局域网内的主机高达上千台,那么会变得冲突域就会很大,很容易造成网络的堵塞。所以就有人设想能不能找个设备来阻断这个大的冲突域,将其划分为各个小的冲突域。这样就能优化网络性能了。
    • 定义:交换机(Switch)是一种基于MAC(网卡的硬件地址)识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机分为:二层交换机,三层交换机或是更高层的交换机。三层交换机同样可以有路由的功能,而且比低端路由器的转发速率更快。它的主要特点是:一次路由,多次转发。
    • 特点:
      这里写图片描述
      图三

      我们把上图左边的网段成为网段A(包含阿呆和大碧哥),右边的网段成为网段B(包含凯皇和小宇)。
      • 网段A的主机阿呆想要给大碧哥发消息,交换机不会转发这个MAC帧,因为他识别到了这是网段A内部之间的通信。同理,网段B凯皇发给小宇也是一样的。也就是说,我们利用交换机将一个冲突域划分为两个冲突域,并且这两个冲突域共享自己的总信道带宽。
      • 如果主机阿呆发送了一个目标是所有主机的广播类型数据包时,交换机要转发这样的数据包。交换机两侧的两个网段总线上的所有主机都要接收该广播数据包。因此,网段A和网段B仍属于同一个广播域。
        简单来说,也就是使用交换机切割了冲突域,没有切割广播域。

    路由器(route)

    • 定义:工作在OSI第三层(网络层)上、并且有连接不同类型网络的能力并能够选择数据传送路径的网络设备。
    • 功能:路由器工作在网络层,可以识别网络层的地址-IP地址,有能力过滤第3层的广播消息。实际上,除非做特殊配置,否则路由器从不转发广播类型的数据包。因此,路由器的每个端口所连接的网络都独自构成一个广播域。
      这里写图片描述
      图四
    • 特点:图四中是用路由器连接了网段一和网段二,路由器的每个端口所连接的网络都独自构成一个广播域。所以我们可以知道路由器切分了冲突域和广播域。

    三者的异同

    1)工作层次不同

    • 路由器工作在网络层(第三层)
    • 交换机一般工作在数据链路层(第二层)
    • 集线器一般工作在物理层(第一层)

    2)数据转发依据对象不同

    • 交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。MAC地址通常是硬件自带的,由网卡生产商来分配的,而且已经固化到了网卡中去,一般来说是不可更改的。
    • 路由器则是利用不同网络的IP地址来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的,描述的是设备所在的网络,有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。

    3)分割冲突域,广播域

    • 集线器既不能分割冲突域也不能分割广播域,它就像一根接口比较多的网线一样。
    • 交换机只能分割冲突域不能分割广播域。交换机连接的网段仍属于同一个广播域,广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播,在某些情况会导致通信拥堵和安全漏洞。
    • 路由器既分割了冲突域又分割了广播域。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域,广播数据不会穿过路由器。

    4)防火墙功能

    路由器利用自己强大的功能可以实现流量控制和上网功能控制而交换机和集线器没有防火墙这么强大的功能。

    参考文献

    1.via 百度
    2. via 网络设备与冲突域和广播域

    by 小小呆,转载请注明出处

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    在互联网高速发展过程中,伴随着一起的网络设备也在日益进化,从最早期的交换机雏形,到现在高度智能的交换设备,见证了互联网的历史。交换机的演变历史,从这里开始了解。

    集线器

    早期将一条物理链路接入多个终端设备时,使用的设备叫做集线器(HUB)。通过上联口

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    集线器

    接入到网络,其它端口接入到终端,看起来跟现在的网络似乎是一样的,但集线器属于物理层设备,它从一个端口接收到数据包时,会在其他端口都将这个包转发一次,因为它不知道也不可能知道这个包是发给谁的,只能对所有人广播,这样一来会有不少问题,你发的数据其他人都收到了,隐私问题严重,同时,如果在大型网络里,接入HUB的终端比较多的情况下,网络效率也是十分低下,多个端口发出的数据包请求需要排队,同时每个端口还会收到其他端口的无用数据包,假如有100个终端,可能会收到99或99个终端的无用数据包,严重阻塞了网络。

    可以看出集线器所有端口共享信息和带宽,为了解决接收过多的无用数据包信息,出现了网桥设备。

    在此需要先讲几个概念,冲突域和广播域。

    冲突域——当一块网卡发送数据包时可能会和另一块网卡有冲突,所有可能产生的冲突的网卡的集合叫做冲突域。一般来说连接在同一线上的所有终端设备的集合就是一个冲突域。

    广播域——一块网卡发出一个广播,能收到这个广播的所有的网卡的集合称为一个广播域。一般来说,一个局域网就是一个广播域。

    很明显,集线器所有端口都在一个冲突域,一个广播域内,所以网络阻塞无法避免。

    网桥

    为解决集线器所有端口位于一个冲突域的问题,出现了网桥,早期网桥只有两个端口,分别连接不同的终端设备组。网桥工作在数据链路层,通过存储mac表来进行数据的转发。每个端口存储了该端口下连接的设备的mac地址表,后面有数据进入就按照这个表来进行转发。如下图中,

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    网桥

    PC H1发送给PC H2的数据将不会发送给H3,H4,H5,H6;减少了很多不必要的冲突;PC H1 发送给PC H3的数据将只发送给H3,H4这段,不会发送给H5,H6。

    可见,网桥每个端口共享信息和带宽网桥是可以隔离冲突域的。相比集线器先进不少,但仍然有些不足,没有完全解决问题。

    交换机

    在两端口的网桥基础上,集成更多的端口,而且每个端口独享信息和带宽,交换机中存储mac表和转发数据,比网桥更先进的是,每个端口对应一个mac,即每个端口一个冲突域,完美解决了网络中接收到不相干的信息,提供网络的转发效率和质量。

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    交换机

    交换机解决了上述明显缺陷问题后,继续发展演进,向各种不同适用范围扩展。

    • 功能扩展

    集成路由器的功能,成为三层交换机,同时适应科技发展,增加了众多功能,比如网络智能诊断和运维,可编程系统,大数据协同,同时让交换机能适应更多的应用场景。

    • 传输数据量扩展

    从最早的100M端口,到后来的1000M端口,现在10G端口已经很常见了,40G和100G端口在高端交换机也都可以支持了。

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    华为S6720全万兆端口交换机

    • 交换机的形态扩展

    从早期的无规则形状,到现在的盒式交换机,框式交换机,支持各种不同业务需求的扩展插槽,融合无线和有线,可以灵活部署,关键部件冗余设计,比如双主控,双电源等。

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    华为交换机


    网络交换机发展的非常迅速,在出现SDN技术后,交换机的发展将会遇到挑战,很多功能将会在服务器上执行,但更多的是看作两个不同的发展方向。都是对日益壮大的互联网的强有力支持。

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    如图所示的网络中,下列描述正确的是()。 A、RTA与SWC之间的网络为同一个冲突域 B、SWA与SWC之间的网络为同一个广播域 C、SWA与SWC之间的网络为同一个冲突域 D、SWA与SWB之间的网络...冲突域是在同一个网络上两个比特
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  • 思科模拟器 --- 交换机端口安全配置

    万次阅读 多人点赞 2019-11-15 09:34:21
    1.实验环境:对公司网络严格控制,防止公司用户的IP地址冲突和公司内部的网络攻击和破坏行为,为每一个员工分配固定的IP地址,某公司员工分配的IP地址为:192.168.2.2/24,主机的MAC地址是:0060.5C5B.3152,该主机...
  • 计算机网络 —— 冲突域和广播

    千次阅读 多人点赞 2019-10-17 16:12:25
    交换机能缩小冲突域的范围,交换接的个端口就是一个冲突域。 (2)广播 定义:如果站点发出一个广播信号,所有能接收收到这个信号的设备范围称为一个广播。 分层:基于OSI的第二层数据链路层 设备:第三层...
  • 冲突域与广播详解

    千次阅读 2019-09-18 13:42:49
    网桥和交换机工作在数据链路层,每个端口连接的网段是独立的冲突域,对广播帧进行泛洪操作,所以每个端口都是一个单独的冲突域但所有的端口都处在一个广播中。 路由器工作在网络层,隔离广播,所有路由器的每个...
  • 故障1:交换机刚加电时网络无法通信 【故障现象】 交换机刚刚开启的时候无法连接至其他网络,需要等待段时间才可以。另外,需要使用段时间之后,访问其他计算机的速度才快,如果有段时间不使用网络,再访问的...
  • 理解常见设备中的冲突域、广播 网络互连设备可以将网络划分为不同的冲突域、广播。但是,由于不同的网络互连设备可能工作在OSI模型的不同层次...而每一层的网络互连设备要根据不同层次的特点完成各自不同的任务。
  • 冲突域和广播区别

    2020-08-20 16:20:10
    交换机每个接口都是一个冲突域,交换机和所有接口构成一个广播域。 主要特点: 冲突域是在同一个网络上两个比特同时进行传输则会产生冲突;在网路内部数据分组所产生与发生冲突的这样一个区域称为冲突域,

空空如也

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交换机每个端口是一个冲突域