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第七章 虛擬區域網路 網路概論 周宣光審訂 吳章銘校閱 顏榮泉 馬得翔 唐任威 鄭懿讚著學貫行銷股份有限公司 第七章 虛擬區域網路 本章主要的內容在介紹有關虛擬區域網路(Virtual LAN)的基礎概念，首先我們從影響網路效能頗深的碰撞領域(collision domain)與廣播領域(broadcast domain)的觀念談起，接著討論虛擬區域網路的過濾機制、執行特性與建置方法。虛擬區域網路為複雜區域網路進行架構模組化的重要方法，也是企業網路邁向寬頻與恆網所必須採用的規劃策略。 本章學習重點 瞭解碰撞領域與廣播領域 理解虛擬區域網路基本概念 為何需要虛擬區域網路 虛擬區域網路的運作原理 如何建置虛擬區域網路 虛擬私人網路的基本概念 虛擬區域網路的未來發展 Ethernet的運作原理-CSMA/CD CS-Carrier Sense載波感應 MA-Multiple Access多重存取 CD-Collision Detection碰撞偵測 CSMA/CD的定義 Ethernet為了達到多重存取(MA)的目的，採用載波感應(CS)與碰撞偵測(CD)這兩種方法來完成 CSMA/CD的運作原理 資料傳輸前先進行載波感應(CS)以確認沒有其它傳輸者 若無其它傳輸者則開始進行資料傳輸 資料傳輸期間同時進行碰撞偵測(CD) 若發生碰撞則隨機等待一段時間後重送 重複上述步驟以達多重存取(MA)的機制 Ethernet的宿命 相同的傳輸通道同時間僅能有一個資料傳送者 不同的傳輸設備間以兢爭的方式來獲取通道的使用權 連線的主機數愈多，網路的傳輸效率愈差、兢爭等待的時間愈長 虛擬區域網路的誕生 區域網路的架構日趨複雜 無線網路的普及 安全控管與防火牆機制 網路管理的模組化需求 虛擬區域網路的誕生 碰撞(collision) 兩個資料傳輸設備，在相同的時間點上使用相同的傳輸通道來傳送資料，導致彼此的資料訊號互相干擾而無法辨識 發生碰撞的資料傳輸雙方，均必須隨機等待一段時間後，再重送碰撞時所正在傳送的資料封包 碰撞愈多，網路的使用效率也隨之變差 碰撞領域(collision domain) 網路設備在相同區域網路的範疇內，能自由傳送資料且會發生碰撞事件所涵蓋的最大範圍 碰撞領域愈大、涵蓋的主機數愈多，則發生碰撞的機率就愈高 碰撞的領域所涵蓋的主機數愈少，網路的使用效率將隨碰撞機率的降低而提升 切割碰撞領域 集線器與橋接器或交換器之不同 集線器(Hub)並不會篩檢封包，它只是扮演在A、B區段間轉送封包的功能而已，故所有連接設備同屬一個碰撞領域 橋接器與交換器均會維護一張硬體位址對映表(MAC Address Table)，其中會記錄哪個網路位址(MAC address)位於哪一區段的資料，故能分割成兩個獨立的碰撞領域 切割獨立碰撞領域的好處 當目的位址在A區的資料封包由A區往B區傳送時，橋接器或交換器依據對映表會判斷此封包為多餘的傳送封包，因而將之丟棄 A、B兩區因橋接器或交換器而分割成兩個獨立的碰撞領域，當A區內部有主機傳送資料給相同碰撞領域(A區)的主機時，B區也能同時傳送資料而毋需等待A區的資料傳完後再傳，網路的等待時間因而減少 橋接器與交換器的優點 具備封包過濾之功能，能將一個大型碰撞領域分割成數個較小且網路執行效能較高之碰撞領域 規劃網路時，適度的在不同部門間、或主機數較多的網段中，以交換器取代集線器作為連接的網路設備，通常能提升整體的執行效能 網路傳輸行為 定址傳輸(unicast) 用在已知傳送對象的網路位址，故能直接傳送 廣播傳輸(broadcast) 用在傳送對象的網路位址仍未知時，傳送端只好將訊息以廣播的方式，朝各個方向傳送出去 多點傳輸(multicast) 主要用在傳送對象為一群主機而非單一設備的時候 網路廣播 發生在要將資訊傳送給所有的主機，或為了找尋某一主機的位址，故指定所有同網段的主機均需接受此框架(frame)的一種大量傳播行為 由於指定所有網路設備均須接收，故此種封包好像大水泛濫(Flooding)一樣，會淹沒所有網段上的設備，直到碰上能隔離廣播傳輸的網路設備(如路由器)，才會將此框架丟棄 橋接器與交換器無法隔離廣播 雖然橋接器與交換器能過濾OSI第二層的MAC位址傳播，但碰上廣播就發揮不了作用 圖7-3所示A、B兩區間的資料傳送，雖然為兩個獨立的碰撞領域，但卻同位於相同的廣播領域中 網路設備在碰撞與廣播上的比較 何謂虛擬區域網路 虛擬區域網路就是以邏輯歸類的方式，將網路的連接埠或相同使用性質的使用者，設定成邏輯形式的碰撞領域或廣播領域群組 何謂虛擬區域網路 虛擬區域網路的特性 邏輯分組打破地理限制 建立虛擬工作群組的最佳途徑 作用於OSI模式