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負責對數據進行存儲轉發的網橋

發布時間: 2022-05-19 15:51:23

❶ 網橋可分為哪三種 .

所有網橋都是在數據鏈路層提供連接服務,要所其連接LAN的類型,網橋有透明網橋、轉換網橋、封裝網橋、源路由選擇網橋等4種類型,下面分別簡要說明:
透明網橋
所謂「透明網橋」是指,它對任何數據站都完全透明,用戶感覺不到它的存在,也無法對網橋定址.所有的路由判決全部由網橋自己確定.當網橋連入網路時,它能自動初始化並對自身進行配置.圖(a)是網橋的原理示意圖,圖(b)是網橋連接LAN時轉發數據其(FDB)的內容.LAN網段與網橋相連的口稱為網橋埠.基本網橋只有兩個口, 而多口網橋可有多個連接LAN的埠.每個網橋埠都是由與特定LAN類型相應的MAC集成電路晶元以及相關埠管理軟體組成.埠管理軟體在加電時負責對該晶元進行初始化,並對緩沖器進行管理.一般情況下,可供使用的存儲器在邏輯上分成若干固定尺寸和單位,稱為緩沖器.緩沖管理涉及將空閑緩沖器指針傳遞到集成電路晶元,以便准備好接收幀.同樣也將幀緩沖器批針傳遞給晶元,經便轉發幀.
所有網橋都以不加選擇的方式來操作,這意味著網橋在其每個埠都將外入的幀接收下來,並進行緩沖.當幀由MAC 晶元在一個埠接收並置入分配的緩沖器時,埠管理軟體便使晶元准備好接收新幀,隨後便將包括接收幀的緩沖器的指針傳遞給網橋協議實體進行處理.如果網橋在其埠同時到達2個或多個幀,並需要將這些幀從同一埠轉發,埠管理軟體和網橋協議實體軟體間的緩沖器指針的傳遞則通過一組隊列實現.網橋的轉發和濾除可通過圖(b)來說明.圖中連接LAN1和LAN2的網橋1具有兩個埠,連接LAN2 和 LAN3的網橋也有兩個埠. 兩個網橋內的轉發數據基標明了從哪個埠轉發可達到的站.當網橋收到一個幀時,便可通過查找轉發數據基來確定是將幀濾除還是轉發.由於網橋操作在數據鏈路層的MAC子層,通過對MAC幀中站地址的檢查便可建立起這種轉發數據基.根據MAC 幀地址建立轉發數據基的過程稱「自學習」過程.
轉換網換
轉換網橋是透明網橋的一種特殊形式.它在物理層和數據鏈路層使用不同協議的LAN提供網路連接服務.圖4示出了連接令牌環網和Ethernet的轉換網橋.轉換網橋通過處理與每種LAN類型相關的的信封來提供連接服務.轉換網橋提供的處理由於令牌環和Ethernet信封類似而比較簡單.但是,這兩種LAN 的幀長不同,轉換網橋又不能將長幀分段,所以在使用這種網橋時,所互連的LAN 所發送的幀長要能被兩種LAN接受.
網橋使用LAN1(令牌環網)的物理層和數據鏈路層協議讀取LAN1工作站發送的所有幀的終點地址.網橋對定址到LAN1工作站的幀不予過問並進行濾除.網橋將發往LAN2工作站的幀加以接受,並使用LAN2所用的物理層和數據鏈路層協議將這些幀轉發到LAN2.網橋對LAN2工作站發送的幀進行同樣的處理.
封裝網橋
封裝網橋通常用於連接FDDI骨幹網.圖5示出了這種連接結構, 封裝網橋用來將4個Ethernet連到FDDI骨幹網上.與轉換網橋不同,封裝網橋是將接收的幀置於FDDI骨幹網使用的信封內,並將封裝的幀轉發到FDDI骨幹網,進而傳遞到其它封裝網橋,拆除信封,送到預定的工作站.為解釋其工作過程,假定LAN1上的工作站要將報文發往LAN3上的某一設備,其過程如下:
封裝網橋1使用LAN1所用的物理層和數據鏈路層協議來讀取LAN1上設備發送的所有幀的MAC終點地址;封裝網橋1接受定址到其它LAN上的幀,並將這些幀置於FDDI的信封內,將此信封發送到FDDI骨幹網上;封裝網橋1對定址到LAN1上設備的幀全都濾除;封裝網橋2接收所有幀,去掉信封,檢查MAC幀地址,由於MAC 幀地址不在本地LAN2上,於是將這些幀濾除;封裝網橋3接收所有幀,去掉信封,檢查MAC幀地址,由於MAC 幀地址處於本地LAN3,封裝網橋3便使用LAN3的物理層和數據鏈路層協議將幀發給LAN3 的預定設備;封裝網橋4的操作與封裝網橋2相同;封裝網橋1將來自FDDI骨幹網的幀從FDDI雙環上撤離.
源路由選擇網橋
源路由選擇網橋主要用於互連令牌環網, 但在理論上可用於連接任何類型的LAN.圖6是使用路由選擇網橋互連5個令牌環網的結構.源路由選擇網橋與上述3種橋的一個基本區別是,源路由選擇網橋要求信息源(不是網橋本身)提供傳遞幀到終點所需的路由信息.

使用源路由選擇網橋時,網橋不需要保存轉發數據基,它對幀實施轉發和濾除的依據是幀信封內包括的數據.信源要想在發送數據時寫入到達終點的路由,必須先通過「路由探詢過程」來獲得.路由探詢可用幾個方法來實現,其中一種將在下面說明.參看圖6的結構,5個令牌環網由3個源路由選擇網橋連接.假定LAN1站有報文向LAn5上的站發送. LAN1上的站通過發送「探詢」包來啟動路徑發現過程.探詢包使用獨一無二的信封,只有源路由選擇網橋才能識別.每個源路由選擇網橋一旦收到探詢包,便打入接收該探詢包的連接和自身的名字到路由選擇信息欄位.隨後網橋便將包四處擴散到接收包的連接之外的所有連接上.因此,同一探詢報文的多個拷貝可能出現在LAN上, 探詢幀接收者也將收到多個拷貝,從源點到終點每一可能的通路便有一個拷貝.每個接收到的幀都包括由連接網橋名字構成的系列表,該系列表列出了從源到終點的可能路徑.LAN5的接收者可能收到多個探詢報文,於是根據最快最直接的原則選擇一個路徑,並向LAN1的發信者發回一個響應.該響應列出源和終點間的由中間橋和LAN連接組成的特定路徑.LAN1的信源發現此路徑後,將其存儲在存儲器中,供其隨後使用.這些報文包括在由源路由選擇橋可以識別的不同類型的信封中.網橋接收到這種信封,只需對連接和網橋組成的表進行掃描才可獲得轉發信息.

❷ 網橋的工作原理和特點是什麼

網橋的基本工作原理
數據鏈路層互聯的設備是網橋(bridge),在網路互聯中它起到數據接收、地址過濾與數據轉發的作用,用來實現多個網路系統之間的數據交換。
網橋的基本特徵
1.網橋在數據鏈路層上實現區域網互連;
2.網橋能夠互連兩個採用不同數據鏈路層協議、不同傳輸介質與不同傳輸速率的網路;
3.網橋以接收、存儲、地址過濾與轉發的方式實現互連的網路之間的通信;
4.網橋需要互連的網路在數據鏈路層以上採用相同的協議;
5.網橋可以分隔兩個網路之間的廣播通信量,有利於改善互連網路的性能與安全性。
網橋的工作過程
網橋最常見的用法是用於連接兩個區域網,下圖給出了兩個區域網通過網橋互聯的工作原理。
網橋的基本分類
網橋按照其路由表的建立方法分為兩類
--透明網橋(transparentbridge)
--源路選網橋(sourceroutingbridge)
透明網橋的主要特點
透明網橋由各個網橋自己來決定路由選擇,區域網上的各結點不負責路由選擇,網橋對於互連區域網的各結點來說是「透明」的;
透明網橋一般用在兩個使用同樣的mac層協議的網段之間的互連。例如連接兩個ethernet網段,或兩個令牌環網;
透明網橋的最大優點是容易安裝,是一種即插即用設備。

❸ 在不同的網路之間實現分組的存儲和轉發,並在網路層提供協議轉換的網路互連器稱為什麼

不同的網路之間實現分組的存儲和轉發的網路互連器是【路由器】
(1)在物理層使用的中間設備叫轉發器。目的是加強信號強度的
(2)在數據鏈路層使用的中間設備叫網橋。
(3)網路層使用的是路由器。負責路由選擇,功能簡單地說就是存儲轉發
(4)網路層以上使用的中間設備叫網關(gateway)
你提到的就是路由器了o(∩_∩)o

❹ 誰能告訴我,什麼是網橋!

網橋(Bridge)又稱橋接器,是一種在鏈路層實現區域網互連的存儲轉發設備。網橋從一個區域網接收MAC幀,拆封、校對、校驗之後,按另一個區域網的格式重新組裝,發往它的物理層。由於網橋是鏈路層設備,因此不處理數據鏈路層以上層次協議所加的報頭,不能作這些層次的修改
網橋的用途有以下幾點:
(1)連接同構型LAN;
(2)擴展工作站的平均佔有頻帶;
(3)擴展LAN的地址范圍;
(4)提高網路性能及可靠性;
(5)靈活地適應各種不同應用的需要
參考資料:

❺ 網橋是什麼

網橋是早期的兩埠二層網路設備,用來連接不同網段。

網橋的兩個埠分別有一條獨立的交換信道,不是共享一條背板匯流排,可隔離沖突域。網橋比集線器性能更好,集線器上各埠都是共享同一條背板匯流排的。

網橋像一個聰明的中繼器。中繼器從一個網路電纜里接收信號,放大它們,將其送入下一個電纜。相比較而言,網橋對從關卡上傳下來的信息更敏銳一些。網橋是一種對幀進行轉發的技術,根據MAC分區塊,可隔離碰撞。網橋將網路的多個網段在數據鏈路層連接起來。

網橋也叫橋接器,是連接兩個區域網的一種存儲/轉發設備,它能將一個大的LAN分割為多個網段,或將兩個以上的LAN互聯為一個邏輯LAN,使LAN上的所有用戶都可訪問伺服器。

原理:

網橋將兩個相似的網路連接起來,並對網路數據的流通進行管理。它工作於數據鏈路層,不但能擴展網路的距離或范圍,而且可提高網路的性能,可靠性和安全性。網路1和網路2通過網橋連接後,網橋接收網路1發送的數據包,檢查數據包中的地址,如果地址屬於網路1,它就將其放棄,相反,如果是網路2的地址,它就繼續發送給網路2。

這樣可利用網橋隔離信息,將同一個網路號劃分成多個網段(屬於同一個網路號),隔離出安全網段,防止其他網段內的用戶非法訪問。由於網路的分段,各網段相對獨立(屬於同一個網路號),一個網段的故障不會影響到另一個網段的運行。

❻ 網橋的功能和分類

所有網橋都是在數據鏈路層提供連接服務,要所其連接LAN的類型,
網橋有透
明網橋、轉換網橋、封裝網橋、源路由選擇網橋等4種類型,下面分別簡要說明:
(1)透明網橋
所謂「透明網橋」是指,它對任何數據站都完全透明,用戶感覺不到它的存在
,也無法對網橋定址。所有的路由判決全部由網橋自己確定。當網橋連入網路時,
它能自動初始化並對自身進行配置。
圖3(a)是網橋的原理示意圖,圖3(b)是網橋連接LAN時轉發數據其(FDB)的內容
。LAN網段與網橋相連的口稱為網橋埠。基本網橋只有兩個口,
而多口網橋可有
多個連接LAN的埠。
每個網橋埠都是由與特定LAN類型相應的MAC集成電路晶元以及相關埠管理
軟體組成。埠管理軟體在加電時負責對該晶元進行初始化,並對緩沖器進行管理
。一般情況下,可供使用的存儲器在邏輯上分成若干固定尺寸和單位,稱為緩沖器
。緩沖管理涉及將空閑緩沖器指針傳遞到集成電路晶元,以便准備好接收幀。同樣
也將幀緩沖器批針傳遞給晶元,經便轉發幀。
(a)
(b)
所有網橋都以不加選擇的方式來操作,這意味著網橋在其每個埠都將外入的
幀接收下來,並進行緩沖。當幀由MAC
晶元在一個埠接收並置入分配的緩沖器時
,埠管理軟體便使晶元准備好接收新幀,隨後便將包括接收幀的緩沖器的指針傳
遞給網橋協議實體進行處理。

❼ 網橋的作用

網橋能連接兩個區域網的一種存儲/轉發設備,它能將一個大的LAN分割為多個網段,或將兩個以上的LAN互聯為一個邏輯LAN,使LAN上的所有用戶都可訪問伺服器。

網橋(Bridge)是早期的兩埠二層網路設備,用來連接不同網段。網橋的兩個埠分別有一條獨立的交換信道,不是共享一條背板匯流排,可隔離沖突域。

網橋比集線器(Hub)性能更好,集線器上各埠都是共享同一條背板匯流排的。後來,網橋被具有更多埠、同時也可隔離沖突域的交換機(Switch)所取代。

(7)負責對數據進行存儲轉發的網橋擴展閱讀

網橋的存儲和轉發功能與中繼器相比有優點也有缺點,其優點是:

1、使用網橋進行互連克服了物理限制,這意味著構成LAN 的數據站總數和網段數很容易擴充。

2、網橋納入存儲和轉發功能可使其適應於連接使用不同MAC 協議的兩個LAN,因而構成一個不同LAN 混連在一起的混合網路環境。

3、網橋的中繼功能僅僅依賴於MAC 幀的地址,因而對高層協議完全透明。

4、網橋將一個較大的LAN 分成段,有利於改善可靠性、可用性和安全性。

網橋的主要缺點是:由於網橋在執行轉發前先接收幀並進行緩沖,與中繼器相比會引入更多時延。由於網橋不提供流控功能,因此在流量較大時有可能使其過載,從而造成幀的丟失。

❽ 什麼是網橋網橋具體是做什麼用的

一、什麼是網橋?

網橋工作在數據鏈路層,將兩個LAN連起來,根據MAC地址來轉發幀,可以看作一個「低層的路由器」(路由器工作在網路層,根據網路地址如IP地址進行轉發)。

[img:a134876636]http://www.douzhe.com/blog/get/3/osi--device.jpg[/img:a134876636]
圖一連接設備與OSI協議棧

遠程網橋通過一個通常較慢的鏈路(如電話線)連接兩個遠程LAN,對本地網橋而言,性能比較重要,而對遠程網橋而言,在長距離上可正常運行是更重要的。

網橋與路由器的比較

網橋並不了解其轉發幀中高層協議的信息,這使它可以同時以同種凡是處理IP、IPX等協議,它還提供了將無路由協議的網路(如NetBEUI)分段的功能。

由於路由器處理網路層的數據,因此它們更容易互連不同的數據鏈路層,如令牌環網段和乙太網段。網橋通常比路由器難控制。象IP等協議有復雜的路由協議,使網管易於管理路由;IP等協議還提供了較多的網路如何分段的信息(即使其地址也提供了此類信息)。而網橋則只用MAC地址和物理拓撲進行工作。因此網橋一般適於小型較簡單的網路。

二、使用原因

許多單位都有多個區域網,並且希望能夠將它們連接起來。之所以一個單位有多個區域網,有以下6個原因:

首先,許多大學的系或公司的部門都有各自的區域網,主要用於連接他們自己的個人計算機、工作站以及伺服器。由於各系(或部門)的工作性質不同,因此選用了不同的區域網,這些系(或部門)之間早晚需相互交往,因而需要網橋。

其次,一個單位在地理位置上較分散,並且相距較遠,與其安裝一個遍布所有地點的同軸電纜網,不如在各個地點建立一個區域網,並用網橋和紅外鏈路連接起來,這樣費用可能會低一些。

第3,可能有必要將一個邏輯上單一的LAN分成多個區域網,以調節載荷。例如採用由網橋連接的多個區域網,每個區域網有一組工作站,並且有自己的文件伺服器,因此大部分通信限於單個區域網內,減輕了主幹網的負擔。

第4,在有些情況下,從載荷上看單個區域網是毫無問題的,但是相距最遠的機器之間的物理距離太遠(比如超過802.3所規定的2.5km)。即使電纜鋪設不成問題,但由於來回時延過長,網路仍將不能正常工作。唯一的辦法是將區域網分段,在各段之間放置網橋。通過使用網橋,可以增加工作的總物理距離。

第5,可靠性問題。在一個單獨的區域網中,一個有缺陷的節點不斷地輸出無用的信息流會嚴重地破壞區域網的運行。網橋可以設置在區域網中的關鍵部位,就像建築物內的放火門一樣,防止因單個節點失常而破壞整個系統。

第6,網橋有助於安全保密。大多數LAN介面都有一種混雜工作方式(promiscuousmode),在這種方式下,計算機接收所有的幀,包括那些並不是編址發送給它的幀。如果網中多處設置網橋並謹慎地攔截無須轉發的重要信息,那麼就可以把網路分隔以防止信息被竊。

三、兼容性問題

有人可能會天真地認為從一個802區域網到另一個802區域網的網橋非常簡單,但實際上並非如此。在802.x到802.y的九種組合中,每一種都有它自己的特殊問題要解決。在討論這些特殊問題之前,先來看一看這些網橋共同面臨的一般性問題。

首先,各種區域網採用了不同的幀格式。這種不兼容性並不是由技術上的原因造成的,而僅僅是由於支持三種標準的公司(Xerox,GM和IBM),沒有一家願意改變自己所支持的標准。其結果是:在不同的區域網間復制幀要重排格式,這需要佔用CPU時間,重新計算校驗和,而且還有可能產生因網橋存儲錯誤而造成的無法檢測的錯誤。

第二個問題是互聯的區域網並非必須按相同的數據傳輸速率運行。當快速的區域網向慢速的區域網發送一長串連續幀時,網橋處理幀的速度要比幀進入的速度慢。網橋必須用緩沖區存儲來不及處理的幀,同時還得提防耗盡存儲器。即使是10Mb/s的802.4到10Mb/s的802.3的網橋,在某種程度上也存在這樣的問題。因為802.3的部分帶寬耗費於沖突。802.3實際上並不是真的10Mb/s,而802.4(幾乎)確實為10Mb/s。

與網橋瓶頸問題相關的一個細微而重要的問題是其上各層的計時器值。假如802.4區域網上的網路層想發送一段很長的報文(幀序列)。在發出最後一幀之後,它開啟一個計時器,等待確認。如果此報文必須通過網橋轉到慢速的802.5網路,那麼在最後一幀被轉發到低速區域網之前,計時器就有可能時間到。網路層可能會以為幀丟失而重新發送整個報文。幾次傳送失敗後,網路層就會放棄傳輸並告訴傳輸層目的站點已經關機。

第三,在所有的問題中,可能最為嚴重的問題是三種802LAN有不同的最大幀長度。對於802.3,最大幀長度取決於配置參數,但對標準的10M/bs系統最大有效載荷為1500位元組。802.4的最大幀長度固定為8191位元組。802.5沒有上限,只要站點的傳輸時間不超過令牌持有時間。如果令牌時間預設為10ms,則最大幀長度為5000位元組。一個顯而易見的問題出現了:當必須把一個長幀轉發給不能接收長幀的區域網時,將會怎麼樣?在本層中不考慮把幀分成小段。所有的協議都假定幀要麼到達要麼沒有到達,沒有條款規定把更小的單位重組成幀。這並不是說不能設計這樣的協議,可以設計並已有這種協議,只是802不提供這種功能。這個問題基本上無法解決,必須丟棄因太長而無法轉發的幀。其透明程度也就這樣了。

由於各種802LAN的特殊性,如:802.4幀帶有優先權位、802.5幀位元組中有A和C位等,九種網橋都有其特殊的問題,見下表:

[img:a134876636]http://www.douzhe.com/blog/get/3/table.jpg[/img:a134876636]

1、重新格式化幀,並計算新的校驗和。
2、反轉比特順序。
3、復制優先權值,不管有無意義。
4、產生一個假想的優先權。
5、丟棄優先權。
6、流向環(某種程度上)。
7、設置A位和C位。
8、擔心擁塞(快速LAN至慢速LAN)。
9、擔心令牌因為交換ACK延遲或不可能而脫手。
10、如果幀對目的LAN太長,則將其丟棄。

設定的參數:
802.3:1500位元組幀10Mb/s(減去碰撞次數)
802.4:8191位元組幀10Mb/s
802.5:5000位元組幀4Mb/s
當IEEE802委員會開始制訂LAN標准時,未能商定一個統一的標准,卻產生了3個互不兼容的標准,這一失策已受到了嚴厲的抨擊。後來,在制定互聯這3種LAN的網橋的標准時,該委員會決心幹得好一些。這一次確實較為成功,他們提出了2種互不兼容的網橋方案。直到目前為止,還無人要求該委員會制訂連接它的2個不兼容網橋的網關標准。

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mazu 回復於:2004-09-21 15:47:50
四、兩種網橋

1、透明網橋

第一種802網橋是透明網橋(transparentbridge)或生成樹網橋(spanningtreebridge)。支持這種設計的人首要關心的是完全透明。按照他們的觀點,裝有多個LAN的單位在買回IEEE標准網橋之後,只需把連接插頭插入網橋,就萬事大吉。不需要改動硬體和軟體,無需設置地址開關,無需裝入路由表或參數。總之什麼也不幹,只須插入電纜就完事,現有LAN的運行完全不受網橋的任何影響。這真是不可思議,他們最終成功了。

透明網橋以混雜方式工作,它接收與之連接的所有LAN傳送的每一幀。當一幀到達時,網橋必須決定將其丟棄還是轉發。如果要轉發,則必須決定發往哪個LAN。這需要通過查詢網橋中一張大型散列表裡的目的地址而作出決定。該表可列出每個可能的目的地,以及它屬於哪一條輸出線路(LAN)。在插入網橋之初,所有的散列表均為空。由於網橋不知道任何目的地的位置,因而採用擴散演算法(floodingalgorithm):把每個到來的、目的地不明的幀輸出到連在此網橋的所有LAN中(除了發送該幀的LAN)。隨著時間的推移,網橋將了解每個目的地的位置。一旦知道了目的地位置,發往該處的幀就只放到適當的LAN上,而不再散發。

透明網橋採用的演算法是逆向學習法(backwardlearning)。網橋按混雜的方式工作,故它能看見所連接的任一LAN上傳送的幀。查看源地址即可知道在哪個LAN上可訪問哪台機器,於是在散列表中添上一項。

當計算機和網橋加電、斷電或遷移時,網路的拓撲結構會隨之改變。為了處理動態拓撲問題,每當增加散列表項時,均在該項中註明幀的到達時間。每當目的地已在表中的幀到達時,將以當前時間更新該項。這樣,從表中每項的時間即可知道該機器最後幀到來的時間。網橋中有一個進程定期地掃描散列表,清除時間早於當前時間若干分鍾的全部表項。於是,如果從LAN上取下一台計算機,並在別處重新連到LAN上的話,那麼在幾分鍾內,它即可重新開始正常工作而無須人工干預。這個演算法同時也意味著,如果機器在幾分鍾內無動作,那麼發給它的幀將不得不散發,一直到它自己發送出一幀為止。

到達幀的路由選擇過程取決於發送的LAN(源LAN)和目的地所在的LAN(目的LAN),如下所示:

1、如果源LAN和目的LAN相同,則丟棄該幀。
2、如果源LAN和目的LAN不同,則轉發該幀。
3、如果目的LAN未知,則進行擴散。
為了提高可靠性,有人在LAN之間設置了並行的兩個或多個網橋,但是,這種配置引起了另外一些問題,因為在拓撲結構中產生了迴路,可能引發無限循環。其解決方法就是下面要講的生成樹(spanningtree)演算法。

生成樹網橋

解決上面所說的無限循環問題的方法是讓網橋相互通信,並用一棵到達每個LAN的生成樹覆蓋實際的拓撲結構。使用生成樹,可以確保任兩個LAN之間只有唯一一條路徑。一旦網橋商定好生成樹,LAN間的所有傳送都遵從此生成樹。由於從每個源到每個目的地只有唯一的路徑,故不可能再有循環。

為了建造生成樹,首先必須選出一個網橋作為生成樹的根。實現的方法是每個網橋廣播其序列號(該序列號由廠家設置並保證全球唯一),選序列號最小的網橋作為根。接著,按根到每個網橋的最短路徑來構造生成樹。如果某個網橋或LAN故障,則重新計算。

網橋通過BPDU(BridgeProtocolDataUnit)互相通信,在網橋做出配置自己的決定前,每個網橋和每個埠需要下列配置數據:

網橋:網橋ID(唯一的標識)
埠:埠ID(唯一的標識)
埠相對優先權
各埠的花費(高帶寬=低花費)

配置好各個網橋後,網橋將根據配置參數自動確定生成樹,這一過程有三個階段:

1、選擇根網橋
具有最小網橋ID的網橋被選作根網橋。網橋ID應為唯一的,但若兩個網橋具有相同的最小ID,則MAC地址小的網橋被選作根。

2、在其它所有網橋上選擇根埠
除根網橋外的各個網橋需要選一個根埠,這應該是最適合與根網橋通信的埠。通過計算各個埠到根網橋的花費,取最小者作為根埠。

3、選擇每個LAN的「指定(designated)網橋」和「指定埠」
如果只有一個網橋連到某LAN,它必然是該LAN的指定網橋,如果多於一個,則到根網橋花費最小的被選為該LAN的指定網橋。指定埠連接指定網橋和相應的LAN(如果這樣的埠多於一個,則低優先權的被選)。
一個埠必須為下列之一:

1、根埠
2、某LAN的指定埠
3、阻塞埠
當一個網橋加電後,它假定自己是根網橋,發送出一個CBPDU(),告知它認為的根網橋ID。一個網橋收到一個根網橋ID小於其所知ID的CBPDU,它將更新自己的表,如果該幀從根埠(上傳)到達,則向所有指定埠(下傳)分發。當一個網橋收到一個根網橋ID大於其所知ID的CBPDU,該信息被丟棄,如果該幀從指定埠到達,則回送一個幀告知真實根網橋的較低ID。

當有意地或由於線路故障引起網路重新配置,上述過程將重復,產生一個新的生成樹。

2、源路由選擇網橋

透明網橋的優點是易於安裝,只需插進電纜即大功告成。但是從另一方面來說,這種網橋並沒有最佳地利用帶寬,因為它們僅僅用到了拓撲結構的一個子集(生成樹)。這兩個(或其他)因素的相對重要性導致了802委員會內部的分裂。支持CSMA/CD和令牌匯流排的人選擇了透明網橋,而令牌環的支持者則偏愛一種稱為源路由選擇(sourcerouting)的網橋(受到IBM的鼓勵)。

源路由選擇的核心思想是假定每個幀的發送者都知道接收者是否在同一LAN上。當發送一幀到另外的LAN時,源機器將目的地址的高位設置成1作為標記。另外,它還在幀頭加進此幀應走的實際路徑。

源路由選擇網橋只關心那些目的地址高位為1的幀,當見到這樣的幀時,它掃描幀頭中的路由,尋找發來此幀的那個LAN的編號。如果發來此幀的那個LAN編號後跟的是本網橋的編號,則將此幀轉發到路由表中自己後面的那個LAN。如果該LAN編號後跟的不是本網橋,則不轉發此幀。這一演算法有3種可能的具體實現:軟體、硬體、混合。這三種具體實現的價格和性能各不相同。第一種沒有介面硬體開銷,但需要速度很快的CPU處理所有到來的幀。最後一種實現需要特殊的VLSI晶元,該晶元分擔了網橋的許多工作,因此,網橋可以採用速度較慢的CPU,或者可以連接更多的LAN。

源路由選擇的前提是互聯網中的每台機器都知道所有其他機器的最佳路徑。如何得到這些路由是源路由選擇演算法的重要部分。獲取路由演算法的基本思想是:如果不知道目的地地址的位置,源機器就發布一廣播幀,詢問它在哪裡。每個網橋都轉發該查找幀(discoveryframe),這樣該幀就可到達互聯網中的每一個LAN。當答復回來時,途經的網橋將它們自己的標識記錄在答復幀中,於是,廣播幀的發送者就可以得到確切的路由,並可從中選取最佳路由。

雖然此演算法可以找到最佳路由(它找到了所有的路由),但同時也面臨著幀爆炸的問題。透明網橋也會發生有點類似的狀況,但是沒有這么嚴重。其擴散是按生成樹進行,所以傳送的總幀數是網路大小的線性函數,而不象源路由選擇是指數函數。一旦主機找到至某目的地的一條路由,它就將其存入到高速緩沖器之中,無需再作查找。雖然這種方法大大遏制了幀爆炸,但它給所有的主機增加了事務性負擔,而且整個演算法肯定是不透明的。

3、兩種網橋的比較

[img:4f68bde7af]http://www.douzhe.com/blog/get/3/brige%20compare.jpg[/img:4f68bde7af]

透明網橋一般用於連接乙太網段,而源路由選擇網橋則一般用於連接令牌環網段。

五、遠程網橋

網橋有時也被用來連接兩個或多個相距較遠的LAN。比如,某個公司分布在多個城市中,該公司在每個城市中均有一個本地的LAN,最理想的情況就是所有的LAN均連接起來,整個系統就像一個大型的LAN一樣。

該目標可通過下述方法實現:每個LAN中均設置一個網橋,並且用點到點的連接(比如租用電話公司的電話線)將它們兩個兩個地連接起來。點到點連線可採用各種不同的協議。辦法之一就是選用某種標準的點到點數據鏈路協議,將完整的MAC幀加到有效載荷中。如果所有的LAN均相同,這種辦法的效果最好,它的唯一問題就是必須將幀送到正確的LAN中。另一種辦法是在源網橋中去掉MAC的頭部和尾部,並把剩下的部分加到點到點協議的有效載荷中,然後在目的網橋中產生新的頭部和尾部。它的缺點是到達目的主機的校驗和並非是源主機所計算的校驗和,因此網橋存儲器中某位損壞所產生的錯誤可能不會被檢測到。

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mazu 回復於:2004-09-21 16:10:35
[size=24:b937eb119c][b:b937eb119c]網關[/b:b937eb119c][/size:b937eb119c]

網關曾經是很容易理解的概念。在早期的網際網路中,術語網關即指路由器。路由器是網路中超越本地網路的標記,這個走向未知的「大門」曾經、現在仍然用於計算路由並把分組數據轉發到源始網路之外的部分,因此,它被認為是通向網際網路的大門。隨著時間的推移,路由器不再神奇,公共的基於IP的廣域網的出現和成熟促進了路由器的成長。現在路由功能也能由主機和交換集線器來行使,網關不再是神秘的概念。現在,路由器變成了多功能的網路設備,它能將區域網分割成若干網段、互連私有廣域網中相關的區域網以及將各廣域網互連而形成了網際網路,這樣路由器就失去了原有的網關概念。然而術語網關仍然沿用了下來,它不斷地應用到多種不同的功能中,定義網關已經不再是件容易的事。目前,主要有三種網關:

協議網關
應用網關
安全網關
唯一保留的通用意義是作為兩個不同的域或系統間中介的網關,要克服的差異本質決定了需要的網關類型。

一、協議網關

協議網關通常在使用不同協議的網路區域間做協議轉換。這一轉換過程可以發生在OSI參考模型的第2層、第3層或2、3層之間。但是有兩種協議網關不提供轉換的功能:安全網關和管道。由於兩個互連的網路區域的邏輯差異,安全網關是兩個技術上相似的網路區域間的必要中介。如私有廣域網和公有的網際網路。這一特例在後續的「組合過濾網關」中討論,此部分中集中於實行物理的協議轉換的協議網關。

1、管道網關

管道是通過不兼容的網路區域傳輸數據的比較通用的技術。數據分組被封裝在可以被傳輸網路識別的幀中,到達目的地時,接收主機解開封裝,把封裝信息丟棄,這樣分組就被恢復到了原先的格式。例如在下圖中,IPv4數據由路由器A封裝在IPv6分組中,通過IPv6網路傳遞給一個IPv4主機,路由器解開IPv6的封裝,把還原的IPv4數據傳遞給目的主機。

[img:b937eb119c]http://www.douzhe.com/blog/get/3/網關1.jpg[/img:b937eb119c]

管道技術只能用於3層協議,從SNA到IPv6。雖然管道技術有能夠克服特定網路拓撲限制的優點,它也有缺點。管道的本質可以隱藏不該接受的分組,簡單來說,管道可以通過封裝來攻破防火牆,把本該過濾掉的數據傳給私有的網路區域。

2、專用網關

很多的專用網關能夠在傳統的大型機系統和迅速發展的分布式處理系統間建立橋梁。典型的專用網關用於把基於PC的客戶端連到區域網邊緣的轉換器。該轉換器通過X.25網路提供對大型機系統的訪問。下圖演示了從PC客戶端到網關的過程,網關將IP數據通過X.25廣域網傳送給大型機。

[img:b937eb119c]http://www.douzhe.com/blog/get/3/網關2.jpg[/img:b937eb119c]

這些網關通常是需要安裝在連接到區域網的計算機上的便宜、單功能的電路板,這使其價格很低且很容易升級。在上圖的例子中,該單功能的網關將大型機時代的硬連線的終端和終端伺服器升級為PC機和區域網。

3、2層協議網關

2層協議網關提供區域網到區域網的轉換,它們通常被稱為翻譯網橋而不是協議網關。在使用不同幀類型或時鍾頻率的區域網間互連可能就需要這種轉換。

(1)幀格式差異

IEEE802兼容的區域網共享公共的介質訪問層,但是它們的幀結構和介質訪問機制使它們不能直接互通。如下圖:

[img:b937eb119c]http://www.douzhe.com/blog/get/3/網關3.jpg[/img:b937eb119c]

翻譯網橋利用了2層的共同點,如MAC地址,提供幀結構不同部分的動態翻譯,使它們的互通成為了可能。第一代區域網需要獨立的設備來提供翻譯網橋,如今的多協議交換集線器通常提供高帶寬主幹,在不同幀類型間可作為翻譯網橋,如下圖所示:

[img:b937eb119c]http://www.douzhe.com/blog/get/3/網關4.jpg[/img:b937eb119c]

現在翻譯網橋的幕後性質使這種協議轉換變得模糊,獨立的翻譯設備不再需要,多功能交換集線器天生就具有2層協議轉換網關的功能。

替代使用僅涉及2層的設備如翻譯網橋或多協議交換集線器的另一種選擇是使用3層設備:路由器。長期以來路由器就是區域網主幹的重要組成部分,見下圖。如果路由器用於互連區域網和廣域網,它們通常都支持標準的區域網介面,經過適當的配置,路由器很容易提供不同幀類型的翻譯。這種方案的缺點是如果使用3層設備路由器需要表查詢,這是軟體功能,而象交換機和集線器等2層設備的功能由硬體來實現,從而可以運行得更快。

[img:b937eb119c]http://www.douzhe.com/blog/get/3/網關5.jpg[/img:b937eb119c]

(2)傳輸率差異

很多過去的區域網技術已經提升了傳輸速率,例如,IEEE802.3乙太網現在有10Mbps、100Mbps和1bps的版本,它們的幀結構是相同的,主要的區別在於物理層以及介質訪問機制,在各種區別中,傳輸速率是最明顯的差異。令牌環網也提升了傳輸速率,早期版本工作在4Mbps速率下,現在的版本速率為16Mbps,100Mbps的FDDI是直接從令牌環發展來的,通常用作令牌環網的主幹。這些僅有時鍾頻率不同的區域網技術需要一種機制在兩個其它方面都兼容的區域網間提供緩沖的介面,現今的多協議、高帶寬的交換集線器提供了能夠緩沖速率差異的健壯的背板,如下圖:
[img:b937eb119c]http://www.douzhe.com/blog/get/3/網關6.jpg[/img:b937eb119c]

如今的多協議區域網可以為同一區域網技術的不同速率版本提供內部速率緩沖,還可以為不同的802兼容的區域網提供2層幀轉換。路由器也可以做速率差異的緩沖工作,它們相對於交換集線器的長處是它們的內存是可擴展的。其內存緩存進入和流出分組到一定程度以決定是否有相應的訪問列表(過濾)要應用,以及決定下一跳,該內存還可以用於緩存可能存在於各種網路拓撲間的速率差異,如下圖:

[img:b937eb119c]http://www.douzhe.com/blog/get/3/網關7.jpg[/img:b937eb119c]

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mazu 回復於:2004-09-21 16:22:51
二、應用網關

應用網關是在使用不同數據格式間翻譯數據的系統。典型的應用網關接收一種格式的輸入,將之翻譯,然後以新的格式發送,如下圖。輸入和輸出介面可以是分立的也可以使用同一網路連接。
[img:43835c7fde]http://www.douzhe.com/blog/get/3/網關8.jpg[/img:43835c7fde]

一種應用可以有多種應用網關。如Email可以以多種格式實現,提供Email的伺服器可能需要與各種格式的郵件伺服器交互,實現此功能唯一的方法是支持多個網關介面。下圖所示為一個郵件伺服器可以支持的幾種網關介面。

[img:43835c7fde]http://www.douzhe.com/blog/get/3/GW1.jpg[/img:43835c7fde]

應用網關也可以用於將區域網客戶機與外部數據源相連,這種網關為本地主機提供了與遠程互動式應用的連接。將應用的邏輯和執行代碼置於區域網中客戶端避免了低帶寬、高延遲的廣域網的缺點,這就使得客戶端的響應時間更短。應用網關將請求發送給相應的計算機,獲取數據,如果需要就把數據格式轉換成客戶機所要求的格式,見下圖所示。

[img:43835c7fde]http://www.douzhe.com/blog/get/3/GW2.jpg[/img:43835c7fde]

本文不對所有的應用網關配置作詳盡的描述,這些例子應該概括了應用網關的各種分支。它們通常位於網路數據的交匯點,為了充分地支持這樣的交匯點,需要包括區域網、廣域網在內的多種網路技術的結合。

三、安全網關

安全網關是各種技術有趣的融合,具有重要且獨特的保護作用,其范圍從協議級過濾到十分復雜的應用級過濾。防火牆主要有三類:

分組過濾
電路網關
應用網關注意:三種中只有一種是過濾器,其餘都是網關。

這三種機制通常結合使用。過濾器是映射機制,可區分合法的和欺騙包。每種方法都有各自的能力和限制,要根據安全的需要仔細評價。

1、包過濾器

包過濾是安全映射最基本的形式,路由軟體可根據包的源地址、目的地址或埠號建立許可權,對眾所周知的埠號的過濾可以阻止或允許網際協議如FTP、rlogin等。過濾器可對進入和/或流出的數據操作,在網路層實現過濾意味著路由器可以為所有應用提供安全映射功能。作為(邏輯意義上的)路由器的常駐部分,這種過濾可在任何可路由的網路中自由使用,但不要把它誤解為萬能的,包過濾有很多弱點,但總比沒有好。

包過濾很難做好,尤其當安全需求定義得不好且不細致的時候更是如此。這種過濾也很容易被攻破。包過濾比較每個數據包,基於包頭信息與路由器的訪問列表的比較來做出通過/不通過的決定,這種技術存在許多潛在的弱點。首先,它直接依賴路由器管理員正確地編制許可權集,這種情況下,拼寫的錯誤是致命的,可以在防線中造成不需要任何特殊技術就可以攻破的漏洞。即使管理員准確地設計了許可權,其邏輯也必須毫無破綻才行。雖然設計路由似乎很簡單,但開發和維護一長套復雜的許可權也是很麻煩的,必須根據防火牆的許可權集理解和評估每天的變化,新添加的伺服器如果沒有明確地被保護,可能就會成為攻破點。

隨著時間的推移,訪問許可權的查找會降低路由器的轉發速度。每當路由器收到一個分組,它必須識別該分組要到達目的地需經由的下一跳地址,這必將伴隨著另一個很耗費CPU的工作:檢查訪問列表以確定其是否被允許到達該目的地。訪問列表越長,此過程要花的時間就越多。

包過濾的第二個缺陷是它認為包頭信息是有效的,無法驗證該包的源頭。頭信息很容易被精通網路的人篡改,這種篡改通常稱為「欺騙」。

包過濾的種種弱點使它不足以保護你的網路資源,最好與其它更復雜的過濾機制聯合使用,而不要單獨使用。

2、鏈路網關

鏈路級網關對於保護源自私有、安全的網路環境的請求是很理想的。這種網關攔截TCP請求,甚至某些UDP請求,然後代表數據源來獲取所請求的信息。該代理伺服器接收對萬維網上的信息的請求,並

❾ 什麼是網橋其原理是怎麼樣的

網橋工作在數據鏈路層,將兩個LAN連起來,根據MAC地址來轉發幀,可以看作一個「低層的路由器」(路由器工作在網路層,根據網路地址如IP地址進行轉發)。

遠程網橋通過一個通常較慢的鏈路(如電話線)連接兩個遠程LAN,對本地網橋而言,性能冉現匾���栽凍掏�哦�裕�誄ぞ嗬肷峽燒�T誦惺歉�匾�摹?

網橋與路由器的比較

網橋並不了解其轉發幀中高層協議的信息,這使它可以同時以同種凡是處理IP、IPX等協議,它還提供了將無路由協議的網路(如NetBEUI)分段的功能。

由於路由器處理網路層的數據,因此它們更容易互連不同的數據鏈路層,如令牌環網段和乙太網段。網橋通常比路由器難控制。象IP等協議有復雜的路由協議,使網管易於管理路由;IP等協議還提供了較多的網路如何分段的信息(即使其地址也提供了此類信息)。而網橋則只用MAC地址和物理拓撲進行工作。因此網橋一般適於小型較簡單的網路。

二、使用原因

許多單位都有多個區域網,並且希望能夠將它們連接起來。之所以一個單位有多個區域網,有以下6個原因:

首先,許多大學的系或公司的部門都有各自的區域網,主要用於連接他們自己的個人計算機、工作站以及伺服器。由於各系(或部門)的工作性質不同,因此選用了不同的區域網,這些系(或部門)之間早晚需相互交往,因而需要網橋。

其次,一個單位在地理位置上較分散,並且相距較遠,與其安裝一個遍布所有地點的同軸電纜網,不如在各個地點建立一個區域網,並用網橋和紅外鏈路連接起來,這樣費用可能會低一些。

第3,可能有必要將一個邏輯上單一的LAN分成多個區域網,以調節載荷。例如採用由網橋連接的多個區域網,每個區域網有一組工作站,並且有自己的文件伺服器,因此大部分通信限於單個區域網內,減輕了主幹網的負擔。

第4,在有些情況下,從載荷上看單個區域網是毫無問題的,但是相距最遠的機器之間的物理距離太遠(比如超過802.3所規定的2.5km)。即使電纜鋪設不成問題,但由於來回時延過長,網路仍將不能正常工作。唯一的辦法是將區域網分段,在各段之間放置網橋。通過使用網橋,可以增加工作的總物理距離。

第5,可靠性問題。在一個單獨的區域網中,一個有缺陷的節點不斷地輸出無用的信息流會嚴重地破壞區域網的運行。網橋可以設置在區域網中的關鍵部位,就像建築物內的放火門一樣,防止因單個節點失常而破壞整個系統。

第6,網橋有助於安全保密。大多數LAN介面都有一種混雜工作方式(promiscuousmode),在這種方式下,計算機接收所有的幀,包括那些並不是編址發送給它的幀。如果網中多處設置網橋並謹慎地攔截無須轉發的重要信息,那麼就可以把網路分隔以防止信息被竊。

三、兼容性問題

有人可能會天真地認為從一個802區域網到另一個802區域網的網橋非常簡單,但實際上並非如此。在802.x到802.y的九種組合中,每一種都有它自己的特殊問題要解決。在討論這些特殊問題之前,先來看一看這些網橋共同面臨的一般性問題。

首先,各種區域網採用了不同的幀格式。這種不兼容性並不是由技術上的原因造成的,而僅僅是由於支持三種標準的公司(Xerox,GM和IBM),沒有一家願意改變自己所支持的標准。其結果是:在不同的區域網間復制幀要重排格式,這需要佔用CPU時間,重新計算校驗和,而且還有可能產生因網橋存儲錯誤而造成的無法檢測的錯誤。

第二個問題是互聯的區域網並非必須按相同的數據傳輸速率運行。當快速的區域網向慢速的區域網發送一長串連續幀時,網橋處理幀的速度要比幀進入的速度慢。網橋必須用緩沖區存儲來不及處理的幀,同時還得提防耗盡存儲器。即使是10Mb/s的802.4到10Mb/s的802.3的網橋,在某種程度上也存在這樣的問題。因為802.3的部分帶寬耗費於沖突。802.3實際上並不是真的10Mb/s,而802.4(幾乎)確實為10Mb/s。

與網橋瓶頸問題相關的一個細微而重要的問題是其上各層的計時器值。假如802.4區域網上的網路層想發送一段很長的報文(幀序列)。在發出最後一幀之後,它開啟一個計時器,等待確認。如果此報文必須通過網橋轉到慢速的802.5網路,那麼在最後一幀被轉發到低速區域網之前,計時器就有可能時間到。網路層可能會以為幀丟失而重新發送整個報文。幾次傳送失敗後,網路層就會放棄傳輸並告訴傳輸層目的站點已經關機。

第三,在所有的問題中,可能最為嚴重的問題是三種802LAN有不同的最大幀長度。對於802.3,最大幀長度取決於配置參數,但對標準的10M/bs系統最大有效載荷為1500位元組。802.4的最大幀長度固定為8191位元組。802.5沒有上限,只要站點的傳輸時間不超過令牌持有時間。如果令牌時間預設為10ms,則最大幀長度為5000位元組。一個顯而易見的問題出現了:當必須把一個長幀轉發給不能接收長幀的區域網時,將會怎麼樣?在本層中不考慮把幀分成小段。所有的協議都假定幀要麼到達要麼沒有到達,沒有條款規定把更小的單位重組成幀。這並不是說不能設計這樣的協議,可以設計並已有這種協議,只是802不提供這種功能。這個問題基本上無法解決,必須丟棄因太長而無法轉發的幀。其透明程度也就這樣了。

四、兩種網橋

1、透明網橋

第一種802網橋是透明網橋(transparentbridge)或生成樹網橋(spanningtreebridge)。支持這種設計的人首要關心的是完全透明。按照他們的觀點,裝有多個LAN的單位在買回IEEE標准網橋之後,只需把連接插頭插入網橋,就萬事大吉。不需要改動硬體和軟體,無需設置地址開關,無需裝入路由表或參數。總之什麼也不幹,只須插入電纜就完事,現有LAN的運行完全不受網橋的任何影響。這真是不可思議,他們最終成功了。

透明網橋以混雜方式工作,它接收與之連接的所有LAN傳送的每一幀。當一幀到達時,網橋必須決定將其丟棄還是轉發。如果要轉發,則必須決定發往哪個LAN。這需要通過查詢網橋中一張大型散列表裡的目的地址而作出決定。該表可列出每個可能的目的地,以及它屬於哪一條輸出線路(LAN)。在插入網橋之初,所有的散列表均為空。由於網橋不知道任何目的地的位置,因而採用擴散演算法(floodingalgorithm):把每個到來的、目的地不明的幀輸出到連在此網橋的所有LAN中(除了發送該幀的LAN)。隨著時間的推移,網橋將了解每個目的地的位置。一旦知道了目的地位置,發往該處的幀就只放到適當的LAN上,而不再散發。

透明網橋採用的演算法是逆向學習法(backwardlearning)。網橋按混雜的方式工作,故它能看見所連接的任一LAN上傳送的幀。查看源地址即可知道在哪個LAN上可訪問哪台機器,於是在散列表中添上一項。

當計算機和網橋加電、斷電或遷移時,網路的拓撲結構會隨之改變。為了處理動態拓撲問題,每當增加散列表項時,均在該項中註明幀的到達時間。每當目的地已在表中的幀到達時,將以當前時間更新該項。這樣,從表中每項的時間即可知道該機器最後幀到來的時間。網橋中有一個進程定期地掃描散列表,清除時間早於當前時間若干分鍾的全部表項。於是,如果從LAN上取下一台計算機,並在別處重新連到LAN上的話,那麼在幾分鍾內,它即可重新開始正常工作而無須人工干預。這個演算法同時也意味著,如果機器在幾分鍾內無動作,那麼發給它的幀將不得不散發,一直到它自己發送出一幀為止。

到達幀的路由選擇過程取決於發送的LAN(源LAN)和目的地所在的LAN(目的LAN),如下所示:

1、如果源LAN和目的LAN相同,則丟棄該幀。

2、如果源LAN和目的LAN不同,則轉發該幀。

3、如果目的LAN未知,則進行擴散。

為了提高可靠性,有人在LAN之間設置了並行的兩個或多個網橋,但是,這種配置引起了另外一些問題,因為在拓撲結構中產生了迴路,可能引發無限循環。其解決方法就是下面要講的生成樹(spanningtree)演算法。

生成樹網橋

解決上面所說的無限循環問題的方法是讓網橋相互通信,並用一棵到達每個LAN的生成樹覆蓋實際的拓撲結構。使用生成樹,可以確保任兩個LAN之間只有唯一一條路徑。一旦網橋商定好生成樹,LAN間的所有傳送都遵從此生成樹。由於從每個源到每個目的地只有唯一的路徑,故不可能再有循環。

為了建造生成樹,首先必須選出一個網橋作為生成樹的根。實現的方法是每個網橋廣播其序列號(該序列號由廠家設置並保證全球唯一),選序列號最小的網橋作為根。接著,按根到每個網橋的最短路徑來構造生成樹。如果某個網橋或LAN故障,則重新計算。

網橋通過BPDU(BridgeProtocolDataUnit)互相通信,在網橋做出配置自己的決定前,每個網橋和每個埠需要下列配置數據:

網橋:網橋ID(唯一的標識)

埠:埠ID(唯一的標識)

埠相對優先權

各埠的花費(高帶寬=低花費)

配置好各個網橋後,網橋將根據配置參數自動確定生成樹,這一過程有三個階段:

1、選擇根網橋

具有最小網橋ID的網橋被選作根網橋。網橋ID應為唯一的,但若兩個網橋具有相同的最小ID,則MAC地址小的網橋被選作根。

2、在其它所有網橋上選擇根埠

除根網橋外的各個網橋需要選一個根埠,這應該是最適合與根網橋通信的埠。通過計算各個埠到根網橋的花費,取最小者作為根埠。

3、選擇每個LAN的「指定(designated)網橋」和「指定埠」

如果只有一個網橋連到某LAN,它必然是該LAN的指定網橋,如果多於一個,則到根網橋花費最小的被選為該LAN的指定網橋。指定埠連接指定網橋和相應的LAN(如果這樣的埠多於一個,則低優先權的被選)。

一個埠必須為下列之一:

1、根埠

2、某LAN的指定埠

3、阻塞埠

當一個網橋加電後,它假定自己是根網橋,發送出一個CBPDU(),告知它認為的根網橋ID。一個網橋收到一個根網橋ID小於其所知ID的CBPDU,它將更新自己的表,如果該幀從根埠(上傳)到達,則向所有指定埠(下傳)分發。當一個網橋收到一個根網橋ID大於其所知ID的CBPDU,該信息被丟棄,如果該幀從指定埠到達,則回送一個幀告知真實根網橋的較低ID。

當有意地或由於線路故障引起網路重新配置,上述過程將重復,產生一個新的生成樹。

2、源路由選擇網橋

透明網橋的優點是易於安裝,只需插進電纜即大功告成。但是從另一方面來說,這種網橋並沒有最佳地利用帶寬,因為它們僅僅用到了拓撲結構的一個子集(生成樹)。這兩個(或其他)因素的相對重要性導致了802委員會內部的分裂。支持CSMA/CD和令牌匯流排的人選擇了透明網橋,而令牌環的支持者則偏愛一種稱為源路由選擇(sourcerouting)的網橋(受到IBM的鼓勵)。

源路由選擇的核心思想是假定每個幀的發送者都知道接收者是否在同一LAN上。當發送一幀到另外的LAN時,源機器將目的地址的高位設置成1作為標記。另外,它還在幀頭加進此幀應走的實際路徑。

源路由選擇網橋只關心那些目的地址高位為1的幀,當見到這樣的幀時,它掃描幀頭中的路由,尋找發來此幀的那個LAN的編號。如果發來此幀的那個LAN編號後跟的是本網橋的編號,則將此幀轉發到路由表中自己後面的那個LAN。如果該LAN編號後跟的不是本網橋,則不轉發此幀。這一演算法有3種可能的具體實現:軟體、硬體、混合。這三種具體實現的價格和性能各不相同。第一種沒有介面硬體開銷,但需要速度很快的CPU處理所有到來的幀。最後一種實現需要特殊的VLSI晶元,該晶元分擔了網橋的許多工作,因此,網橋可以採用速度較慢的CPU,或者可以連接更多的LAN。

源路由選擇的前提是互聯網中的每台機器都知道所有其他機器的最佳路徑。如何得到這些路由是源路由選擇演算法的重要部分。獲取路由演算法的基本思想是:如果不知道目的地地址的位置,源機器就發布一廣播幀,詢問它在哪裡。每個網橋都轉發該查找幀(discoveryframe),這樣該幀就可到達互聯網中的每一個LAN。當答復回來時,途經的網橋將它們自己的標識記錄在答復幀中,於是,廣播幀的發送者就可以得到確切的路由,並可從中選取最佳路由。

雖然此演算法可以找到最佳路由(它找到了所有的路由),但同時也面臨著幀爆炸的問題。透明網橋也會發生有點類似的狀況,但是沒有這么嚴重。其擴散是按生成樹進行,所以傳送的總幀數是網路大小的線性函數,而不象源路由選擇是指數函數。一旦主機找到至某目的地的一條路由,它就將其存入到高速緩沖器之中,無需再作查找。雖然這種方法大大遏制了幀爆炸,但它給所有的主機增加了事務性負擔,而且整個演算法肯定是不透明的。

3、兩種網橋的比較

透明網橋一般用於連接乙太網段,而源路由選擇網橋則一般用於連接令牌環網段。

五、遠程網橋

網橋有時也被用來連接兩個或多個相距較遠的LAN。比如,某個公司分布在多個城市中,該公司在每個城市中均有一個本地的LAN,最理想的情況就是所有的LAN均連接起來,整個系統就像一個大型的LAN一樣。

該目標可通過下述方法實現:每個LAN中均設置一個網橋,並且用點到點的連接(比如租用電話公司的電話線)將它們兩個兩個地連接起來。點到點連線可採用各種不同的協議。辦法之一就是選用某種標準的點到點數據鏈路協議,將完整的MAC幀加到有效載荷中。如果所有的LAN均相同,這種辦法的效果最好,它的唯一問題就是必須將幀送到正確的LAN中。另一種辦法是在源網橋中去掉MAC的頭部和尾部,並把剩下的部分加到點到點協議的有效載荷中,然後在目的網橋中產生新的頭部和尾部。它的缺點是到達目的主機的校驗和並非是源主機所計算的校驗和,因此網橋存儲器中某位損壞所產生的錯誤可能不會被檢測到。

網橋的基本工作原理
數據鏈路層互聯的設備是網橋(bridge),在網路互聯中它起到數據接收、地址過濾與數據轉發的作用,用來實現多個網路系統之間的數據交換。
網橋的基本特徵
1.網橋在數據鏈路層上實現區域網互連;
2.網橋能夠互連兩個採用不同數據鏈路層協議、不同傳輸介質與不同傳輸速率的網路;
3.網橋以接收、存儲、地址過濾與轉發的方式實現互連的網路之間的通信;
4.網橋需要互連的網路在數據鏈路層以上採用相同的協議;
5.網橋可以分隔兩個網路之間的廣播通信量,有利於改善互連網路的性能與安全性。

❿ 網橋的工作原理和特點是什麼

網橋的基本工作原理
數據鏈路層互聯的設備是網橋(bridge),在網路互聯中它起到數據接收、地址過濾與數據轉發的作用,用來實現多個網路系統之間的數據交換。
網橋的基本特徵
1.網橋在數據鏈路層上實現區域網互連;
2.網橋能夠互連兩個採用不同數據鏈路層協議、不同傳輸介質與不同傳輸速率的網路;
3.網橋以接收、存儲、地址過濾與轉發的方式實現互連的網路之間的通信;
4.網橋需要互連的網路在數據鏈路層以上採用相同的協議;
5.網橋可以分隔兩個網路之間的廣播通信量,有利於改善互連網路的性能與安全性。
網橋的工作過程
網橋最常見的用法是用於連接兩個區域網,下圖給出了兩個區域網通過網橋互聯的工作原理。
網橋的基本分類
網橋按照其路由表的建立方法分為兩類
--透明網橋(transparent
bridge)
--源路選網橋(source
routing
bridge)
透明網橋的主要特點
透明網橋由各個網橋自己來決定路由選擇,區域網上的各結點不負責路由選擇,網橋對於互連區域網的各結點來說是「透明」的;
透明網橋一般用在兩個使用同樣的MAC層協議的網段之間的互連。例如連接兩個Ethernet網段,或兩個令牌環網;
透明網橋的最大優點是容易安裝,是一種即插即用設備。