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桥和桥,你说的桥和桥是什么意思?
网桥也称为网桥,是连接两个局域网的存储转发设备,它可以用于连接具有相同或相似架构的网络系统。通常,连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制过程(LLC)。
但是媒体访问控制协议(MAC)可以不同。网桥是数据链路层的连接设备,它工作在MAC子层。网桥在两个局域网的数据链路层(DDL)上间接传输信息,起到桥接的作用。
网桥被设计用于在各种局域网中存储和转发数据,并且它对终端节点的用户是透明的,当他们的消息通过网桥时,用户不知道网桥的存在。
网桥可以将相同或不同的局域网连接在一起,形成一个扩展的局域网。
一、电桥的工作原理
为了说明该桥的工作原理,我们以FDDI为背景进行描述。
FDDI是一个开放的网络,允许各种网络设备相互交换数据。由网桥连接的两个局域网可以基于相同的标准,也可以基于不同的标准。当网桥接收到数据帧时,它首先将其传输到数据链路层进行错误检查。
然后送到物理层,再通过物理层传输机制送到另一个子网。在转发帧之前,网桥不对帧的格式和内容进行修改,或者只进行少量修改。网桥一般有足够的缓冲区,有些网桥还具有一定的路由功能。
通过过滤网络中一些不必要的传输,减少网络上的信息流。
例如,当FDDI站点有消息要发送到大型网络IEEE 802.3 CSMA/CD网络时,需要完成以下一系列工作:
站点首先将消息传输到LLC层,并添加LLC报头。
将消息发送到MAC层,并添加FDDI报头。FDDI报文的最大长度为4500字节,大于该值的报文可以分组发送。
FDDI消息的最大长度是4500字节,大于该值的消息将被发送到FDDI-IEEE 802.3以太网桥。
网桥上的MAC层删除FDDI报头,并将其发送到LLC层进行处理。
重新组装计算校验值后,形成IEEE802.3数据帧格式,在其前面加上IEEE 802.3头标。
该帧通过传输介质传输到IEEE 802.3以太网站点。
由于FDDI传输速率(100Mbps)与IEEE802.3以太网传输速率(10Mbps)不匹配,网桥存在拥塞和超时问题,存在重传的可能。如果多次重新传输失败,传输将被放弃。
并通知目的地站点网络可能有故障。
第二,桥梁的功能
FDDI桥应包括以下基本功能:
1.源地址跟踪
该桥具有一定的路径选择功能。在任何时候接收到一个帧后,它必须确定其正确的传输路径,并将该帧发送到相应的目的站。网桥将帧中的源地址记录到存储在网桥内存中的转发数据库(或地址查找表)中。
这包括网桥可以看到的所有连接站点的地址。这个地址数据库对互联网来说是唯一的,它指示接收到的帧的方向,或者只指示网桥的哪一侧接收到该帧。能够自动建立这个数据库的桥称为自适应桥。
在一个扩展的网络中,所有的网桥都应该采用一种自适应的方法来获取与之相关的所有站点的地址。Bridge在工作中不断更新其转发数据库,使其逐步完善。一些制造商提供了允许用户编辑地址查找表的网桥,这有助于网络管理。
2.帧转发和过滤
在两个互连的局域网之间,网桥起着转发帧的作用。它允许每个局域网上的站点与其他站点进行通信,就像它们在一个扩展网络上一样。
为了有效地转发数据帧,网桥提供存储和转发功能。它自动存储收到的帧,并通过地址查找表完成寻址。然后转发到源地址另一侧的目的站点,源地址同侧的帧从存储区删除。
过滤是阻止帧通过网桥的过程,有三种基本类型:
(1)目的地址过滤当网桥从网络接收到一个帧时,它首先确定它的源地址和目的地址。如果源地址和目的地址在同一个局域网,就简单的丢弃,否则就转发到另一个局域网,这就叫目的地址过滤。
(2)源地址过滤所谓源地址过滤,就是根据需要拒绝特定地址帧的转发。该特定地址不能从地址查找表中获得,但是可以由网络管理模块提供。事实上,并不是所有的网桥都会过滤源地址。
(3)协议过滤目前有些网桥还可以提供协议过滤功能,类似于源地址过滤,网管指示网桥过滤指定的协议帧。在这种情况下,网桥根据帧的协议信息决定是转发还是过滤该帧,
这种过滤通常只用于控制流量、隔离系统和为网络系统提供安全保护。
3.生成树的推导
生成树是基于IEEE 802.1d的工业标准算法,可以防止互联网上出现环路,因为环路会造成网络故障。生成树有两个主要功能:
任何两个局域网之间只有一条逻辑路径;
在两个或多个网桥之间,所有网络都通过非重复路径连接到单个扩展LAN。
扩展LAN的逻辑拓扑必须是无环路的,并且所有连接的站点之间有唯一的路径。在扩展网络系统中,网桥通过称为问候帧的特殊帧来交换信息,并使用这些信息来决定谁转发谁是免费的。
确定要转发的网桥也负责帧转发,而空闲网桥可以作为备份。
4.协议转换
早期的FDDI桥接结构通常是一种特殊的封装结构,因为早期的FDDI只连接到IEEE802.3或IEEE802.5子网,不需要与其他局域网中的节点进行通信。然而,在大型扩展局域网中,
由于许多系统一起工作,这种特殊的封装桥不能提供互操作性。因此采用了新的转换技术,根据与其他网络的桥接标准,形成转换桥,建立适合局域网互联的标准框架。
(1) encapsulated bridge (encapsulated bridge)
利用一些特殊的设备和技术,将FDDI作为传输管道,需要网络上有同类型的网桥,这无疑影响了网络的互操作性。
用FDDI?以以太网桥为例。FDDI封装网桥使用特殊的协议技术,用FDDI报头和报尾封装一个以太网帧,然后将该帧转发到FDDI网络。目的地址也隐含在封装帧中。
封装桥将FDDI帧发送到另一个封装桥,封装桥使用与封装技术相对应的拆包技术去除封装。由于目的地址被封装,帧只能以广播帧的形式发送,这无疑会降低网络带宽的利用率。
如果互联网规模很大,包含很多网桥和局域网,广播帧的数量也会增加,必然会造成不必要的拥塞。
封装桥不能通过交换桥发送数据,只有同一供应商提供的相同封装桥才能协同工作,也不能通过其他供应商提供的封装桥传输数据,除非其他供应商提供的封装桥也使用这种特殊协议。
桥梁
(2)交换网桥交换网桥克服了封装网桥的缺点,将需要传输的帧转换成目的网络的帧格式,然后在线传输。
还是FDDI?以以太网桥为例。为了使用连接到FDDI的高性能服务器,必须先将以太网帧格式转换为FDDI帧,然后通过FDDI传输到目的服务器。
此时,服务器接收到FDDI格式的帧,因此无需任何更改即可使用。可以看出,交换桥是通用的。任何交换网桥都可以与其他网桥通信。
5.框架和重组
网际互联的复杂程度取决于互联网络的报文、帧格式及其协议的差异程度。不同类型的网络有着不同的参数,其差错校验的算法、最大报文分组;生存周期也不尽相同。例如,FDDI网络中允许的最大帧长度为4500字节,
而在IEEE 802.3以大网中最大帧长度为1518字节。这样网桥在FDDI向Ethernet转发数据帧时,
就必须将FDDI长达4500字节的帧分割成几个1518字节长度的IEEE 802.3协议以太网帧,然后再转发到以大网上去,这就是分帧技术。
一些通用的通信协议都定义了类似的控制帧大小差异的方法(称为包分割方法)。反之,在Ethernet向FDDI转发数据帧时,必须将只有1518字节的以太帧组合成FDDI格式的帧,并以FDDI的格式传输,
这就是帧的重组。
对于使用较长报文格式的协议和应用,帧的分割和重组是非常重要的。如果FDDI网桥中没有分帧和重组功能,那么通过网桥互联就无法实现。但是,在协议转换过程中,分帧和重组工作必须快速完成,
否则会降低网桥的性能。
6.网桥的管理功能
网桥的另一项重要功能是对扩展网络的状态进行监督,其目的就是为了更好地调整拓朴逻辑结构,有些网桥还可对转发和丢失的帧进行统计,以便进行系统维护。网桥管理还可以间接地监视和修改转发地址数据库,
允许网络管理模块确定网络用户站点的位置,以此来管理更大的扩展网络。另外,通过调整生成树演绎参数还能很好地协调网络拓朴结构的演绎过程。
三、网桥的种类
1.内桥
内桥是通过文件服务器中的不同网卡连接起来的局域网,如
2.外桥
外桥不同于内桥,外桥安装在工作站上,它实现连接两个相似的局域网络,外桥可以是专用的,也可以是非专用的。专用外桥不能做工作站使用,它只能用来建立两个网络之间的连接,管理网络之间的通信。
非专用外桥既起网桥的作用,又能作为工作站使用。
3.远程桥
远程桥是实现远程网之间连接的设备,通常远程桥使用调制解调器与传输介质,如用电话线实现两个局域网的连接。
本文讲解今天到此结束,希望对大家有所帮助。