網(wǎng)橋的功能

網(wǎng)橋的功能在延長網(wǎng)絡(luò)跨度上類似于中繼器，然而它能提供智能化連接服務(wù)，即根據(jù)幀的終點(diǎn)地址處于哪一網(wǎng)段來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和濾除。網(wǎng)橋?qū)φ军c(diǎn)所處網(wǎng)段的了解是靠“自學(xué)習(xí)”實(shí)現(xiàn)的。
　　當(dāng)使用網(wǎng)橋連接如圖2所示的兩段LAN時(shí)，網(wǎng)橋?qū)碜跃W(wǎng)段1的MAC幀，首先要檢查其終點(diǎn)地址。如果該幀是發(fā)往網(wǎng)段1上某一站的，網(wǎng)橋則不將幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2，而將其濾除；如果該幀是發(fā)往網(wǎng)段2上某一站的，網(wǎng)橋則將它轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2。這表明，如果LAN1和LAN2上各有一對(duì)用戶在本網(wǎng)段上同時(shí)進(jìn)行通信，顯然是可以實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)榫W(wǎng)橋起到了隔離作用?？梢钥闯?，網(wǎng)橋在一定條件下具有增加網(wǎng)絡(luò)帶寬的作用。　　
網(wǎng)橋的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能與中繼器相比有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是：
　　.使用網(wǎng)橋進(jìn)行互連克服了物理限制，這意味著構(gòu)成LAN的數(shù)據(jù)站總數(shù)和網(wǎng)段數(shù)很容易擴(kuò)充。
　　.網(wǎng)橋納入存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能可使其適應(yīng)于連接使用不同MAC協(xié)議的兩個(gè)LAN。 因而構(gòu)成一個(gè)不同LAN混連在一起的混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
　　.網(wǎng)橋的中繼功能僅僅依賴于MAC幀的地址，因而對(duì)高層協(xié)議完全透明。
　　.網(wǎng)橋?qū)⒁粋€(gè)較大的LAN分成段，有利于改善可靠性、可用性和安全性。
　　網(wǎng)橋的主要缺點(diǎn)是：
　　.由于網(wǎng)橋在執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)前先接收幀并進(jìn)行緩沖， 與中繼器相比會(huì)引入理多時(shí)延。
　　.由于網(wǎng)橋不提供流控功能，因此在流量較大時(shí)有可能使其過載， 從而造成幀的丟失。
　　網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn)多于缺點(diǎn)正是其廣泛使用的原因。

網(wǎng)橋的種類

　　所有網(wǎng)橋都是在數(shù)據(jù)鏈路層提供連接服務(wù)，要所其連接LAN的類型， 網(wǎng)橋有透
明網(wǎng)橋、轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋、封裝網(wǎng)橋、源路由選擇網(wǎng)橋等4種類型，下面分別簡要說明：
　　(1)透明網(wǎng)橋
　　所謂“透明網(wǎng)橋”是指，它對(duì)任何數(shù)據(jù)站都完全透明，用戶感覺不到它的存在
，也無法對(duì)網(wǎng)橋?qū)ぶ?。所有的路由判決全部由網(wǎng)橋自己確定。當(dāng)網(wǎng)橋連入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，
它能自動(dòng)初始化并對(duì)自身進(jìn)行配置。
　　LAN網(wǎng)段與網(wǎng)橋相連的口稱為網(wǎng)橋端口?；揪W(wǎng)橋只有兩個(gè)口， 而多口網(wǎng)橋可有
多個(gè)連接LAN的端口。
　　每個(gè)網(wǎng)橋端口都是由與特定LAN類型相應(yīng)的MAC集成電路芯片以及相關(guān)端口管理
軟件組成。端口管理軟件在加電時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)該芯片進(jìn)行初始化，并對(duì)緩沖器進(jìn)行管理
。一般情況下，可供使用的存儲(chǔ)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(zhǔn)備好接收幀。同樣
也將幀緩沖器批針傳遞給芯片，經(jīng)便轉(zhuǎn)發(fā)幀。

　　所有網(wǎng)橋都以不加選擇的方式來操作，這意味著網(wǎng)橋在其每個(gè)端口都將外入的
幀接收下來，并進(jìn)行緩沖。當(dāng)幀由MAC 芯片在一個(gè)端口接收并置入分配的緩沖器時(shí)
，端口管理軟件便使芯片準(zhǔn)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(wǎng)橋協(xié)議實(shí)體進(jìn)行處理。如果網(wǎng)橋在其端口同時(shí)到達(dá)2個(gè)或多個(gè)幀， 并需要將
這些幀從同一端口轉(zhuǎn)發(fā)，端口管理軟件和網(wǎng)橋協(xié)議實(shí)體軟件間的緩沖器指針的傳遞
則通過一組隊(duì)列實(shí)現(xiàn)。
　　網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)和濾除可通過圖3(b)來說明。圖中連接LAN1和LAN2的網(wǎng)橋1 具有兩
個(gè)端口，連接LAN2 和 LAN3的網(wǎng)橋也有兩個(gè)端口。 兩個(gè)網(wǎng)橋內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)基標(biāo)明
了從哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)可達(dá)到的站。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個(gè)幀時(shí)，便可通過查找轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)基來
確定是將幀濾除還是轉(zhuǎn)發(fā)。由于網(wǎng)橋操作在數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層，通過對(duì)MAC幀中
站地址的檢查便可建立起這種轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)基。根據(jù)MAC 幀地址建立轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)基的過程
稱“自學(xué)習(xí)”過程。
　　(2)轉(zhuǎn)換網(wǎng)換
　　轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋是透明網(wǎng)橋的一種特殊形式。它在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層使用不同協(xié)議
的LAN提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。圖4示出了連接令牌環(huán)網(wǎng)和Erhwrnet網(wǎng)的轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋。
　　轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋通過處理與每種LAN類型相關(guān)的的信封來提供連接服務(wù)。 轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋提
供的處理由于令牌環(huán)和Ethernet信封類似而比較簡單。但是，這兩種LAN 的幀長不
同，轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋又不能將長幀分段，所以在使用這種網(wǎng)橋時(shí)，所互連的LAN 所發(fā)送的
幀長要能被兩種LAN接受。

         網(wǎng)橋使用LAN1(令牌環(huán)網(wǎng))的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議讀取LAN1工作
站發(fā)送的所有幀的終點(diǎn)地址。網(wǎng)橋?qū)ぶ返絃AN1工作站的幀不予過問并進(jìn)行濾除。
網(wǎng)橋?qū)l(fā)往LAN2工作站的幀加以接受，并使用LAN2所用的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議
將這些幀轉(zhuǎn)發(fā)到LAN2。網(wǎng)橋?qū)AN2工作站發(fā)送的幀進(jìn)行同樣的處理。
　　(3)封裝網(wǎng)橋
　　封裝網(wǎng)橋通常用于連接FDDI骨干網(wǎng)。圖5示出了這種連接結(jié)構(gòu)， 封裝網(wǎng)橋用來
將4個(gè)Ethernet連到FDDI骨干網(wǎng)上。
　　與轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋不同，封裝網(wǎng)橋是將接收的幀置于FDDI骨干網(wǎng)使用的信封內(nèi)，并將
封裝的幀轉(zhuǎn)發(fā)到FDDI骨干網(wǎng)，進(jìn)而傳遞到其它封裝網(wǎng)橋，拆除信封，送到預(yù)定的工
作站。
　　為解釋其工作過程，假定LAN1上的工作站要將報(bào)文發(fā)往LAN3上的某一設(shè)備，其
過程如下：

　　封裝網(wǎng)橋１使用LAN1所用的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議來讀取LAN1上設(shè)備發(fā)送的
所有幀的MAC終點(diǎn)地址；
　　封裝網(wǎng)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(nèi)，將此信
封發(fā)送到FDDI骨干網(wǎng)上；
　　封裝網(wǎng)橋1對(duì)尋址到LAN1上設(shè)備的幀全都濾除；
　　封裝網(wǎng)橋2接收所有幀，去掉信封，檢查MAC幀地址，由于MAC 幀地址不在本地
LAN2上，于是將這些幀濾除；
　　封裝網(wǎng)橋3接收所有幀，去掉信封，檢查MAC幀地址，由于MAC 幀地址處于本地
LAN3，封裝網(wǎng)橋3便使用LAN3的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議將幀發(fā)給LAN3 的預(yù)定設(shè)備
；
　　封裝網(wǎng)橋4的操作與封裝網(wǎng)橋2相同;
　　封裝網(wǎng)橋1將來自FDDI骨干網(wǎng)的幀從FDDI雙環(huán)上撤離。
　　(4)源路由選擇網(wǎng)橋
　　 源路由選擇網(wǎng)橋主要用于互連令牌環(huán)網(wǎng)， 但在理論上可用于連接任何類型的
LAN。
橋的一個(gè)基本區(qū)別是，源路由選擇網(wǎng)橋要求信息源(不是網(wǎng)橋本身)提供傳遞幀到終
點(diǎn)所需的路由信息。
　　使用源路由選擇網(wǎng)橋時(shí)，網(wǎng)橋不需要保存轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)基，它對(duì)幀實(shí)施轉(zhuǎn)發(fā)和濾除
的依據(jù)是幀信封內(nèi)包括的數(shù)據(jù)。信源要想在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)寫入到達(dá)終點(diǎn)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(gè)方法來實(shí)現(xiàn)，其中一種將在下面說明。參看圖6的結(jié)構(gòu)，5個(gè)
令牌環(huán)網(wǎng)由3個(gè)源路由選擇網(wǎng)橋連接。假定LAN1站有報(bào)文向LAn5上的站發(fā)送。 lAN1
上的站通過發(fā)送“探詢”包來啟動(dòng)路徑發(fā)現(xiàn)過程。探詢包使用獨(dú)一無二的信封，只
有源路由選擇網(wǎng)橋才能識(shí)別。每個(gè)源路由選擇網(wǎng)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字段。隨后網(wǎng)橋便將包四處擴(kuò)散到接收
包的連接之外的所有連接上。
　　因此，同一探詢報(bào)文的多個(gè)拷貝可能出現(xiàn)在LAN上， 探詢幀接收者也將收到多
個(gè)拷貝，從源點(diǎn)到終點(diǎn)每一可能的通路便有一個(gè)拷貝。每個(gè)接收到的幀都包括由連
接/ 網(wǎng)橋名字構(gòu)成的系列表，該系列表列出了從源到終點(diǎn)的可能路徑。
　　LAN5的接收者可能收到多個(gè)探詢報(bào)文，于是根據(jù)最快最直接的原則選擇一個(gè)路
徑，并向LAN1的發(fā)信者發(fā)回一個(gè)響應(yīng)。該響應(yīng)列出源和終點(diǎn)間的由中間橋和LAN 連
接組成的特定路徑。　　　　　　　
　　LAN1的信源發(fā)現(xiàn)此路徑后，將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，供其隨后使用。這些報(bào)文包
括在由源路由選擇橋可以識(shí)別的不同類型的信封中。網(wǎng)橋接收到這種信封，只需對(duì)
連接和網(wǎng)橋組成的表進(jìn)行掃描才可獲得轉(zhuǎn)發(fā)信息。