網橋的功能
網橋的功能在延長網絡跨度上類似于中繼器,然而它能提供智能化連接服務,即根據幀的終點地址處于哪一網段來進行轉發和濾除。網橋對站點所處網段的了解是靠“自學習”實現的。
當使用網橋連接如圖2所示的兩段LAN時,網橋對來自網段1的MAC幀,首先要檢查其終點地址。如果該幀是發往網段1上某一站的,網橋則不將幀轉發到網段2,而將其濾除;如果該幀是發往網段2上某一站的,網橋則將它轉發到網段2。這表明,如果LAN1和LAN2上各有一對用戶在本網段上同時進行通信,顯然是可以實現的。因為網橋起到了隔離作用。可以看出,網橋在一定條件下具有增加網絡帶寬的作用。
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:
.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。
.網橋納入存儲和轉發功能可使其適應于連接使用不同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絡環境。
.網橋的中繼功能僅僅依賴于MAC幀的地址,因而對高層協議完全透明。
.網橋將一個較大的LAN分成段,有利于改善可靠性、可用性和安全性。
網橋的主要缺點是:
.由于網橋在執行轉發前先接收幀并進行緩沖, 與中繼器相比會引入理多時延。
.由于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。
網橋的優點多于缺點正是其廣泛使用的原因。
網橋的種類
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
,也無法對網橋尋址。所有的路由判決全部由網橋自己確定。當網橋連入網絡時,
它能自動初始化并對自身進行配置。
LAN網段與網橋相連的口稱為網橋端口。基本網橋只有兩個口, 而多口網橋可有
多個連接LAN的端口。
每個網橋端口都是由與特定LAN類型相應的MAC集成電路芯片以及相關端口管理
軟件組成。端口管理軟件在加電時負責對該芯片進行初始化,并對緩沖器進行管理
。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芯片,以便準備好接收幀。同樣
也將幀緩沖器批針傳遞給芯片,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端口都將外入的
幀接收下來,并進行緩沖。當幀由MAC 芯片在一個端口接收并置入分配的緩沖器時
,端口管理軟件便使芯片準備好接收新幀,隨后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。如果網橋在其端口同時到達2個或多個幀, 并需要將
這些幀從同一端口轉發,端口管理軟件和網橋協議實體軟件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3(b)來說明。圖中連接LAN1和LAN2的網橋1 具有兩
個端口,連接LAN2 和 LAN3的網橋也有兩個端口。 兩個網橋內的轉發數據基標明
了從哪個端口轉發可達到的站。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。由于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。
(2)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提供網絡連接服務。圖4示出了連接令牌環網和Erhwrnet網的轉換網橋。
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
供的處理由于令牌環和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。網橋對尋址到LAN1工作站的幀不予過問并進行濾除。
網橋將發往LAN2工作站的幀加以接受,并使用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。
(3)封裝網橋
封裝網橋通常用于連接FDDI骨干網。圖5示出了這種連接結構, 封裝網橋用來
將4個Ethernet連到FDDI骨干網上。
與轉換網橋不同,封裝網橋是將接收的幀置于FDDI骨干網使用的信封內,并將
封裝的幀轉發到FDDI骨干網,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接受尋址到其它LAN上的幀,并將這些幀置于FDDI的信封內,將此信
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