基本介紹
定義,橋接器,功能,安裝,主幹網橋接器,按距離分類,按原理分類,透明式橋接,源路由橋接,相關理論技術,生成樹算法,乙太網令牌環,遠程橋接技術,
定義
一般的交換機，網橋就有橋接作用。就交換機來說，本身有一個連線埠與mac的映射表，通過這些，隔離了衝突域（collision）。 簡單的說就是通過網橋可以把兩個不同的物理區域網路連線起來，是一種在鏈路層實現區域網路互連的存儲轉發設備。網橋從一個區域網路接收MAC幀，拆封、校對、校驗之後 ，按另一個區域網路的格式重新組裝,發往它的物理層，通俗的說就是通過一台設備（可能不止一個）把幾個網路串起來形成的連線，比如圖中就是一種通過橋接來實現無路由雙機上網的連線方案。
橋接器
這些網段或子網具有相同的地址及同類網路拓撲結構。某網路上的工作站可以利用橋接器向其它網上的工作站廣播訊息，所以橋接器是連線網路段的兩連線埠（或多連線埠）設備。另外，橋接器還可以將業務忙的網路分為兩段，減少每段上的通信量以提高性能。它還能過濾網路廣播信息，只允許必要的通信信息通過橋接器到達另外的網路。
功能
Bridge Functionality橋接器功能
橋接器可以連線兩個相似或不相似的LAN網段，可以將橋接器看作郵件分類裝置，查看數據分組的地址並且送到合適的網段。橋接發生在相當於開放系統互連（OSI）協定模型的數據鏈路層。遵循IEEE 802標準的介質訪問控制（MAC）規程的設備能夠通過橋接器相連。乙太網、令牌環、光纖分散式數據接口（FDDI）都是遵循IEEE 802標準進行MAC級橋接的例子。正因為如此，將乙太網或令牌環網連到FDDI主幹網的橋接設備使用較普遍，參見“主幹網”中的討論。
數據鏈路層又可以分為上部的邏輯鏈路控制（LLC）子層與下部的MAC子層。支持IEEE 802標準的設備有一個模組化MAC子層，可以適用於許多網路類型，如乙太網、令牌環，見圖B－13所示。上部的LLC子層用作“交換板”，在MAC子層中的網路模組之間轉移數據分組。在上文的例子中，將乙太網的幀解包，採用令牌環的幀格式重新包裝。這種額外的處理帶來了一些延遲，所以橋接器的速率由它每秒能夠處理的分組而定。
橋接器具有如下功能：
幀傳送 幀傳送是一種形式的過濾，如果數據分組的地址與段地址相匹配，那么橋接器將數據分組傳送到LAN網段上，這可以防止在本段編址的數據分組通過橋接器。如果沒有過濾作用，那么數據分組被傳送到網上的每個位置。當數據分組到達橋接器時，橋接器讀出其目的地址，並且決定它是否應該能夠通過橋接器朝前傳送。
循環迴路解決方案 大量橋接的LAN可能存在循環迴路，從而引起數據分組連續不停地傳送，一些橋接器會檢測出這些循環的數據分組並且加以攔截。
安裝
擴展整個網路的距離和節點數目。
減少連線節點過多引起的通信瓶頸。
橋接器可以是一個獨立的設備，或者通過安裝一個或多個網卡在伺服器中建立，前提是伺服器作業系統支持橋接。通過橋接器相連的每個LAN網段都有一個特定的網路號碼。打個比方，網路號類似於街道名，工作站號類似於房間號。橋接器在相聯網段間傳送數據分組。Novell NetWare、Banyan VINES及Microsoft公司的網路具有伺服器橋接功能。如果橋接功能使伺服器陷入癱瘓，就需要外部橋接器，外部橋接器由Cisco、3COM、Cabletron等供應商製造。
橋接器具有過濾功能，該功能的實現是通過讀取乙太網或令牌環幀中的地址來確定數據分組屬於哪一個LAN網段。但是，橋接器不能訪問網路層協定信息，所以它不能提供最優路徑選擇。路由器可以通過編程（或學習）在專門路徑中為分組選擇路由以減少費用或者避免通信擁塞。而且多協定路由器能夠用於處理具有多通信協定的網路通信。
隨著網路的增長，橋接的數目也隨之增大，可能會出現循環迴路或者無效路徑。在橋接網路中避免循環迴路將在以後討論。橋接器缺少擁塞管理，無法確定最優數據路徑。當許多工作站都需要傳送時就會引起擁塞。在橋接的網路中，流控制由端系統完成。橋接器在為彌補擁塞問題而傳送額外的分組時，實際上可能反而使問題擴大了。這些問題將在本節“生成樹算法”中討論。
主幹網橋接器
FDDI Backbone BridgesFDDI主幹網橋接器
光纖分散式數據接口（FDDI）標準是一種適用於大樓或校園環境中的主幹網介質。具有FDDI接口的橋接器能夠將LAN網段連結到FDDI主幹網。當將乙太網橋接到FDDI主幹網時，乙太網的幀要在網路中傳輸必須重新打包。
方法有以下兩種：
封裝該方法僅僅在乙太網的幀上再加一層FDDI封裝，將其作為分組在主幹網中傳輸。當它被送到目的網路的橋接器時，被解封並且傳送到目的點。封裝的方法被大部分的乙太網－FDDI網橋接器所採用，它假定除橋接器外乙太網上的節點不需要與直接連線到FDDI區域網路的節點通信。封裝使幀信息只有他們在接收網橋接器中被解封后才能使用。
轉換 轉換橋接器可以將乙太網分組轉換為FDDI分組，大多數有關問題及某些解決措施將在最後討論。轉換雖然不如封裝有效，但是它允許乙太網上的節點與FDDI網上的節點通信，在FDDI僅僅用作主幹道網的情況下，封裝比轉換好。
按距離分類
Types of Bridges 橋接器類型
按原理分類
透明式橋接
Transparent Bridging 透明式橋接
透明式橋接器在安裝通電後能夠自動獲悉網路環境的拓撲結構。當數據分組傳送到橋接器的連線埠，透明式橋接器查看其源地址，並且在橋接表中增添表項。這些表項建立了源地址與分組經過網路的地址的聯繫。具有兩個LAN網段（123網段和456網段）的典型表格如圖B－14所示，橋接表經常隨著新源地址的增加或者網路的改變而更新。
到達的數據分組根據橋接表信息繼續向前傳送，如果目的網路類型發生了改變則必須被重新包裝。如果一個地址在表中沒有找到，那么一個發現過程將被重新啟動。將一幀傳送到不包括發出其幀的所有LAN網段，如果目的點以網路地址作為回響返回，那么橋接器在橋接表中可以新增一條表目，如果有足夠的時間後，橋接器可以得到網路上所有節點的地址。
互聯網段的數目是學習過程中必須了解的問題，如果一個橋接器只與兩個網段相連，那么橋接表的創建就相對簡單。哪些工作站在橋接器這一邊，哪些在另一邊就可確定下來。但是橋接器必須首先通過將數據分組從橋接器的一邊傳送到另一邊，並且等待目的站點的應答才知道每個連線的網路的地址。
如何將多個LAN網段互連起來呢？圖B－15上面的網必須將左邊網段的數據分組經過中間網段傳送到右邊網段。這將在中間部分引起性能問題。但是，僅僅需要兩個橋接器。一種替換的方法是在每一個LAN網段上連線一個橋接器，這些橋接器又全部接到象FDDI環那樣的主幹網上。如圖B－15下面所示。
在大型網際網路中，多條橋接路徑可能會形成閉合迴路，使數據分組無休止地循環，從而導致性能降低或者整個網路陷入癱瘓。最糟的是，為解決這個問題無休止產生的那些新分組導致“傳播風暴”．但是多條路徑對容錯又是必要的，如圖B－16所示。如果LANA與LANB之間的鏈路斷開了，間接通過LANC的替換鏈路可以保持傳輸的正常進行。生成樹算法（STA）可以建立多條路徑而不引起循環迴路，但是它採用的方法是封鎖一條路徑，直到需要時才允許使用。被封鎖的路徑應該是僅在需要時才工作的模擬或數字鏈路。另外一種被稱作負載分擔的策略也能在一定程度上解決該問題。
源路由橋接
Source Route Bridge源路由橋接
IBM的令牌環網採用了一種特殊的源路由選擇方法，不僅告訴橋接器數據分組的目的地，而且告訴它如何到達。在源路選擇器中，數據分組本身具有繼續傳送的信息，由於分組中有路徑信息，所以能夠自己找到路徑從而在網路中繼續傳送。
路徑發現處理最初需要完成一些工作，但最後橋接器知道了最常用的路徑。如果令牌環網路較大，那么有可能出現建立偵探分組的“風暴”，使網路陷入癱瘓。令牌環的硬體限制橋間網段數為7，有助於減少“風暴”的出現，但是同時也限制了網路的大小。
相關理論技術
生成樹算法
生成樹橋接器通過禁止乙太網中的某些鏈路來檢測和中止循環傳送。IEEE801．2－D生成樹協定（STP）由維持輔助橋接器作為備份來抑制冗餘橋接器中的循環迴路。如果主橋接器不工作了，輔助 橋接器將代替 它繼續工作。
該算法為每一個橋接器分配一個唯一的標識，該標識通常是橋接器的MAC地址。
每個橋接器分配一個優先權值。
為每個橋接器的每個連線埠分配一個唯一的標識。
該算法從橋接器中選定一個作為根橋接器，具有最小標識的橋接器被選作根。一旦選定了根橋接器其它橋接器就能夠確定通過哪個連線埠訪問根橋接器的路費權值最小，該連線埠稱作該橋接器的根連線埠。如果幾個連線埠的路費權值一樣，那么就選擇橋接器間網段數最少的連線埠。最後一步是根據最少路費原則確定由哪個橋接器的哪個連線埠提供路徑通過網路達到其根。
該過程允許使用一部分連線埠以到達某些橋接器，另一部分連線埠封閉以防止循環迴路。封閉連線埠連到一撥就通的數據機或者某些橋接器，這些橋接器僅僅在需要路徑或線路在引起迴路的情況下仍能安全使用時才建立與交換通信鏈路的連線。
負載分擔橋接器
當橋接器使用專線跨越較大區域時，絕大多數網路管理員都認為阻塞線路和將其僅用於備份不是經濟可行的。一些橋接器生產廠家推出了負載分擔橋接器，它使用備份鏈路來分擔網路負載而不會引起迴路。這是最有效的橋接器型式，它採用生成樹算法和使用雙鏈路來傳送數據分組，改進了網際網路的性能。
乙太網令牌環
Bridging Enthernet and Token Ring 我們一直假設在全乙太網或者全令牌環環境之中裝置橋接器，但是這樣的情況很少。組織往往需要橋接部門LAN，形成混合的拓撲結構。其中遇到的問題有：
乙太網
1500位元組分組和令牌環4，000～17，800位元組的分組在分組結構上不同。
這些問題需要轉換橋接器解決，轉換橋接器IBM 8209具有一個乙太網連線埠和一個令牌環連線埠，它提供轉換服務使兩個網路能夠互相交換分組。它通過強制令牌環網使用1，500位元組幀來解決幀的問題。對令牌環節點，橋接器作為源路由選擇橋接器出現；對乙太網節點，它作為生成樹橋接器出現。
遠程橋接技術
異步橋接器 撥號數據機和異步鏈路對偶爾的低容量的網際網路通信已經足夠了。大容量的通信需要專用模擬線路或下面將討論的數字線路。異步橋接設備有連線高速數據機的RS－232和V．35連線埠。V．32bis數據機能夠工作於14．4Kbps的速率，正在出現的標準使用壓縮方法能提供更高的速率。見本書後面“數據機”。
專用或交換數字線路 數字線路的速率可為64Kbps或更高，上至T1速率為1．544Mbps，T3速率為45Mbps。T1中有24條能處理聲音或數據通信的信道，信道服務單元/數據服務單元（CSU/DSU）將橋接器與數字線路相連，如圖B－17所示。如果打算混合傳送聲音與數據，那么需要一個多路復用器。請參見“多路復用”、“T1/T3服務”和“廣域網”的有關內容。
分組交換服務 分組交換服務能夠提供任意點到任意點的連線，相對於專線點對點的連線。橋接器能夠在分組交換網中建立與多個遠距離節點的鏈路。由於鏈路是交換的，連線時間可以較短，所以客戶只需按使用付費。一些分組交換服務列舉如下：
X．25分組交換傳輸速度為56Kbps。
幀中繼是一種速率為1．544Mpbs或更高的流水線幀傳送服務。它假定現代傳輸工具是可靠的，相對而言沒有錯誤，因而取消了額外的錯誤檢測。
交換式多兆位數據服務（SMDS）是在光纖環網路上運行的城域網服務。
Bridging Versus Routing橋接方式與路由選擇方式的比較
