IST · บทที่ 1 Switching Concepts, MAC Address Table และ Port Security

หัวข้อ 4 · 10 นาที

Collision domain กับ Broadcast domain

นึกภาพก่อน

  • Collision domain = กลุ่มคนที่ใช้ไมโครโฟนตัวเดียวกัน ถ้าพูดพร้อมกันเสียงจะชน
  • Broadcast domain = กลุ่มคนที่ได้ยินเสียงประกาศตามสาย ไม่ว่าจะนั่งห้องไหน

switch ให้ไมโครโฟนแยกแต่ละคน (ไม่ชนกันแล้ว) แต่เสียงประกาศยังดังถึงทุกคนในตึก ถ้าจะกันเสียงประกาศ ต้องแบ่งตึก (VLAN) หรือมีประตูกั้น (router)

นิยาม

Collision domainBroadcast domain
คือบริเวณที่ frame จากสองเครื่อง ชนกันได้ ถ้าส่งพร้อมกันบริเวณที่ broadcast frame จากเครื่องหนึ่งไปถึง
ปัญหาเมื่อใหญ่ชนกันบ่อย ต้องส่งซ้ำ ประสิทธิภาพตกbroadcast มาก เปลือง bandwidth และ CPU ของทุกเครื่อง จนถึง broadcast storm
บน switchแต่ละพอร์ต = 1 collision domainทุกพอร์ตใน VLAN เดียวกัน = 1 broadcast domain

อุปกรณ์ใดแบ่งอะไร

อุปกรณ์Layerแบ่ง collision domainแบ่ง broadcast domain
Hub, repeater1✗ (ขยายให้ใหญ่ขึ้น)✗
Bridge, switch2✓ (ต่อพอร์ต)✗ (ยกเว้นแบ่ง VLAN)
Router, L3 switch3✓✓

สรุปจากสไลด์:

  • Layer 1 ไม่แบ่ง collision domain — hub ทำให้ collision domain กว้างขึ้น
  • Layer 2 และ 3 แบ่ง collision domain
  • Layer 1 และ 2 ไม่กัน broadcast — ต้องใช้ VLAN หรือ router / L3 switch

switch แก้ปัญหา collision domain ได้ แต่ ไม่แก้ ปัญหา broadcast domain

วิธีนับ

Collision domain

  1. แต่ละพอร์ตของ switch (และของ router) ที่มีอุปกรณ์ต่ออยู่ นับ 1
  2. hub ทั้งตัว รวมทุกเครื่องที่ต่ออยู่ นับเป็น 1 (และรวมกับพอร์ตของ switch ที่ hub ต่ออยู่)

Broadcast domain

  1. แต่ละ interface ของ router นับ 1
  2. ถ้าไม่มี router: นับตามจำนวน VLAN
  3. switch และ hub ไม่เพิ่มจำนวน

ตัวอย่างไล่ทีละขั้น

โจทย์ 1: switch 1 ตัว มี PC ต่อ 5 พอร์ต ทุกพอร์ตอยู่ VLAN 1

  • Collision domain: 5 พอร์ต → 5
  • Broadcast domain: VLAN เดียว → 1

โจทย์ 2: switch 1 ตัว พอร์ต 1–3 มี PC ต่อตรง พอร์ต 4 ต่อ hub ที่มี PC 4 เครื่อง ทุกอย่างอยู่ VLAN 1

  • Collision domain: พอร์ต 1, 2, 3 = 3 · พอร์ต 4 กับ hub และ PC ทั้ง 4 เครื่องรวมกัน = 1 → 4
  • Broadcast domain: 1

โจทย์ 3: router 1 ตัว มี 2 interface แต่ละ interface ต่อ switch 1 ตัว switch แต่ละตัวมี PC 3 เครื่อง (VLAN เดียว)

  • Collision domain: switch ตัวแรก 3 พอร์ต PC + 1 พอร์ตที่ต่อ router = 4 · ตัวที่สองอีก 4 → 8
  • Broadcast domain: router มี 2 interface → 2

โจทย์ 4: switch 1 ตัว แบ่ง VLAN 10 (4 พอร์ต) และ VLAN 20 (4 พอร์ต) ไม่มี router

  • Collision domain: 8
  • Broadcast domain: 2 VLAN → 2 (และสอง VLAN คุยกันไม่ได้จนกว่าจะมี Layer 3)

Broadcast storm

เมื่อ broadcast domain ใหญ่เกินไป broadcast จากทุกเครื่องไปถึงทุกเครื่อง ยิ่งเครื่องมากยิ่งท่วม และถ้ามี loop ใน Layer 2 broadcast จะวนและทวีคูณจนเครือข่ายล่ม (บทที่ 3)

ทางแก้ขนาดของ broadcast domain: แบ่ง VLAN หรือใช้ router / L3 switch

จุดที่มักพลาด

1. คิดว่า switch แบ่ง broadcast domain

ไม่แบ่ง (ถ้าไม่ตั้ง VLAN) switch ทั้งตัวเป็น broadcast domain เดียว

2. นับ hub เป็นหลาย collision domain

hub ทั้งตัวคือ collision domain เดียว

3. ลืมนับพอร์ตที่ต่อ router หรือ switch อีกตัว

ลิงก์ระหว่างอุปกรณ์ก็เป็น collision domain หนึ่ง

4. คิดว่า VLAN ต้องใช้ router จึงจะแบ่ง broadcast domain ได้

VLAN แบ่ง broadcast domain ได้เองที่ Layer 2 router จำเป็นเมื่อต้องการให้ ข้าม VLAN

5. สลับสองคำ

collision = ชนกันเมื่อส่งพร้อมกัน (เรื่องของสื่อ) · broadcast = ขอบเขตที่ broadcast ไปถึง (เรื่องของ address)

ที่มา: chapter1_lecture (2).pdf หน้า 8, 19–20 · chapter2 Switched Network.pdf หน้า 3–9, 27–29