網(wǎng)橋
網(wǎng)橋(Bridge)它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)中繼的設(shè)備,常用于連接兩個(gè)或兩個(gè)以上的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段[1]網(wǎng)橋的兩個(gè)端口有一個(gè)獨(dú)立的交換通道,可以隔離沖突域,而不是共享一個(gè)背板總線。網(wǎng)橋是一種轉(zhuǎn)發(fā)幀的技術(shù),它可以根據(jù)MAC分區(qū)塊隔離沖突。網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層連接多個(gè)網(wǎng)段。只能連接同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(同一網(wǎng)段),可以 t連接到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(不同網(wǎng)段)
網(wǎng)橋也稱為橋接器,是一種連接兩個(gè)局域網(wǎng)的存儲(chǔ)器/轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,可以把一個(gè)大的局域網(wǎng)分成多個(gè)網(wǎng)段,或者把兩個(gè)以上的局域網(wǎng)互聯(lián)成一個(gè)邏輯局域網(wǎng),使局域網(wǎng)上的所有用戶都能訪問服務(wù)器。擴(kuò)展局域網(wǎng)最常用的方法是使用網(wǎng)橋。后來,橋梁被提供了更多的港口、同時(shí),它還可以隔離沖突域中的交換機(jī)(Switch)所取代。
原理 編輯本段
網(wǎng)橋連接兩個(gè)相似的網(wǎng)絡(luò),并管理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通。它工作在數(shù)據(jù)鏈路層,不僅可以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的距離或

范圍,并且可以提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2通過網(wǎng)橋連接后,網(wǎng)橋接收網(wǎng)絡(luò)1發(fā)送的數(shù)據(jù)包,并檢查數(shù)據(jù)包中的地址如果地址屬于網(wǎng)絡(luò)1,它將放棄它反之,如果屬于網(wǎng)絡(luò)2,則繼續(xù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)2,這樣就可以利用網(wǎng)橋隔離信息將同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)分成多個(gè)網(wǎng)段(屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)),隔離安全網(wǎng)段,防止其他網(wǎng)段的用戶非法訪問。由于網(wǎng)絡(luò)的分段性,每個(gè)網(wǎng)段相對(duì)獨(dú)立(屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào))一個(gè)網(wǎng)段的故障不會(huì)影響另一個(gè)網(wǎng)段的運(yùn)行。
網(wǎng)橋可以是特殊的硬件設(shè)備,也可以通過安裝在電腦上的網(wǎng)橋軟件來實(shí)現(xiàn),此時(shí)電腦上會(huì)安裝多個(gè)網(wǎng)卡(網(wǎng)卡)
網(wǎng)橋的作用類似于中繼器在擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)跨度方面的作用,但它可以提供智能連接服務(wù),即根據(jù)一幀的結(jié)束地址所在的網(wǎng)段進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和過濾。橋梁與建筑對(duì)站點(diǎn)所在網(wǎng)段的理解取決于“自學(xué)習(xí)”意識(shí)到,有透明的橋梁、轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋、封裝網(wǎng)橋、源路由選擇網(wǎng)橋。
當(dāng)使用網(wǎng)橋連接兩個(gè)LAN 網(wǎng)段時(shí),網(wǎng)橋應(yīng)首先檢查來自網(wǎng)段1的MAC 幀的目的地址。如果該幀的目的地是網(wǎng)段1上的某個(gè)站點(diǎn),網(wǎng)橋不會(huì)將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2,而是將其過濾掉;如果該幀被發(fā)送到網(wǎng)段2上的一個(gè)站點(diǎn),網(wǎng)橋會(huì)將其轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2,這表明如果LAN1和LAN2上的一對(duì)用戶同時(shí)在這個(gè)網(wǎng)段上通信,顯然是可能的。因?yàn)闃蚱鸬搅烁綦x的作用??梢钥闯?,網(wǎng)橋在一定條件下可以增加網(wǎng)絡(luò)帶寬。
與中繼器相比,網(wǎng)橋的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能有利有弊其優(yōu)點(diǎn)如下:
使用網(wǎng)橋進(jìn)行互連克服了物理限制,這意味著組成LAN 的數(shù)據(jù)站和網(wǎng)段的總數(shù)可以輕松擴(kuò)展。
該橋可以通過結(jié)合存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能來連接使用不同MAC 協(xié)議的兩個(gè)局域網(wǎng),從而形成不同LAN 混合在一起的混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
網(wǎng)橋的中繼功能只依賴于MAC 幀的地址,因此對(duì)高層協(xié)議完全透明。
橋把一個(gè)大的LAN 分成段,有利于提高可靠性、可用性和安全性。
這座橋的主要缺點(diǎn)是:因?yàn)榫W(wǎng)橋接收幀并在轉(zhuǎn)發(fā)前緩沖它,所以它會(huì)比中繼器引入更多的延遲。由于網(wǎng)橋不提供流量控制功能,在流量較大時(shí)可能會(huì)過載,導(dǎo)致幀丟失。
橋牌的優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn),這就是它被廣泛使用的原因。
網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層,連接兩個(gè)局域網(wǎng),根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)幀,可以看成一個(gè)“低層的路由器”路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層,根據(jù)IP地址等網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā))
遠(yuǎn)程網(wǎng)橋通過通常很慢的鏈路(如電話線)連接兩個(gè)遠(yuǎn)程局域網(wǎng),對(duì)本地網(wǎng)橋更重要,但對(duì)遠(yuǎn)程網(wǎng)橋來說,更重要的是遠(yuǎn)距離正常運(yùn)行。
優(yōu)劣缺點(diǎn) 編輯本段
網(wǎng)橋優(yōu)點(diǎn)
1、過濾通信量。網(wǎng)橋可以把局域網(wǎng)一個(gè)網(wǎng)段上工作站之間的信息限制在這個(gè)網(wǎng)段的范圍內(nèi),不會(huì)通過網(wǎng)橋偷偷傳到其他網(wǎng)段。
2、物理范圍擴(kuò)大了,整個(gè)局域網(wǎng)上工作站的最大數(shù)量也增加了。
3、可以使用不同的物理層,并且可以互連不同的局域網(wǎng)。
4、提高了可靠性。如果把較大的局域網(wǎng)分成幾個(gè)較小的局域網(wǎng),每個(gè)小局域網(wǎng)內(nèi)部的信息量明顯高于網(wǎng)間的信息量,那么整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性能就會(huì)變得更好。
網(wǎng)橋缺點(diǎn)
1、因?yàn)榫W(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)接收到的幀之前必須存儲(chǔ)和查找站表,所以增加了延遲。
2、MAC子層中沒有流量控制功能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí),可能會(huì)因橋接緩沖區(qū)存儲(chǔ)空間不足而溢出,造成丟幀。
3、當(dāng)具有不同MAC子層的網(wǎng)段橋接在一起時(shí),在轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)幀之前,網(wǎng)橋必須修改該幀的某些字段的內(nèi)容,以滿足另一個(gè)MAC子層的要求,并增加延遲。
4、橋只適合一小部分用戶(不超過幾百個(gè))還有一個(gè)信息量小的局域網(wǎng),不然有時(shí)候會(huì)發(fā)生大的廣播風(fēng)暴。
特性 編輯本段
在數(shù)據(jù)鏈路層互連的設(shè)備是網(wǎng)橋(bridge)在網(wǎng)絡(luò)互連中,它起著數(shù)據(jù)接收的作用、地址過濾和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。
網(wǎng)橋的基本特征
1.網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互聯(lián);
2.網(wǎng)橋可以互連兩種不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同的傳輸介質(zhì)和具有不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)
3.網(wǎng)橋以接收、存儲(chǔ)、地址過濾和轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的通信;
4.網(wǎng)橋需要在數(shù)據(jù)鏈路層之上互連使用相同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)
5.網(wǎng)橋可以隔離兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的流量,有利于提高互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性能和安全性。
兼容性
有些人可能會(huì)天真地認(rèn)為,從一個(gè)802局域網(wǎng)到另一個(gè)802局域網(wǎng)的橋接非常簡(jiǎn)單,其實(shí)不然。在802.x到802.Y的九種組合中的每一種都有自己特殊的問題需要解決。在討論這些特殊問題之前,讓我們先看看讓我們來看看這些橋梁面臨的共同問題。
首先,各種局域網(wǎng)采用不同的幀格式。這種不兼容不是技術(shù)原因造成的,只是支持三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的公司造成的(Xerox, General Motors and International Business Machines Corporation)沒有人愿意改變他們所支持的標(biāo)準(zhǔn)。其結(jié)果是:在不同局域網(wǎng)之間復(fù)制幀時(shí),需要重新排列格式,占用CPU時(shí)間并重新計(jì)算校驗(yàn)和,還可能產(chǎn)生網(wǎng)橋存儲(chǔ)錯(cuò)誤導(dǎo)致的無法檢測(cè)的錯(cuò)誤。
第二個(gè)問題是互連的局域網(wǎng)不必以相同的數(shù)據(jù)傳輸速率運(yùn)行。當(dāng)快速局域網(wǎng)向慢速局域網(wǎng)發(fā)送一長(zhǎng)串連續(xù)幀時(shí),網(wǎng)橋處理幀的速度比輸入幀的速度慢。網(wǎng)橋必須使用緩沖區(qū)來存儲(chǔ)幀t被處理,同時(shí),他們必須小心內(nèi)存不足。即使是10Mb/s的802.4到10Mb/s的802.3橋,某種程度上存在這樣的問題。因?yàn)?02.3 的帶寬花費(fèi)在沖突上。802.3不是真的10Mb/s,而802.4(幾乎)確實(shí)為10Mb/s。
與網(wǎng)橋的瓶頸問題相關(guān)的一個(gè)微妙而重要的問題是它上面每一層的定時(shí)器值。假如802.局域網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)層想要發(fā)送一條長(zhǎng)消息(幀序列)發(fā)送完最后一幀后,它會(huì)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器并等待確認(rèn)。如果該消息必須通過網(wǎng)橋傳送到slow 802.5網(wǎng)絡(luò),則計(jì)時(shí)器可能會(huì)在最后一幀轉(zhuǎn)發(fā)到低速LAN之前超時(shí)。網(wǎng)絡(luò)層可能認(rèn)為幀丟失,并重新發(fā)送整個(gè)消息。幾次傳輸失敗后,網(wǎng)絡(luò)層會(huì)放棄傳輸,告訴傳輸層目的站點(diǎn)已經(jīng)關(guān)閉。
第三,在所有問題中,可能最嚴(yán)重的是三種802LAN的最大幀長(zhǎng)不同。對(duì)于802.3最大幀長(zhǎng)取決于配置參數(shù),但對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)10M/bs系統(tǒng)的最大有效載荷是1500字節(jié)。802.最大幀長(zhǎng)度4固定為8191字節(jié)。802.沒有上限,只要站點(diǎn)的傳輸時(shí)間不超過令牌持有時(shí)間即可。如果令牌時(shí)間默認(rèn)為10ms,則最大幀長(zhǎng)度為5000字節(jié)。一個(gè)明顯的問題出現(xiàn)了:當(dāng)長(zhǎng)幀必須轉(zhuǎn)發(fā)到無法接收長(zhǎng)幀的局域網(wǎng)時(shí),會(huì)發(fā)生什么情況?這一層不考慮將幀分成小段。
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