关于网桥的知识分析

　　在之前，我们有讲到LAN-LAN网络的互连设备，中继器和集线器这两种设备已经有详细的讲过了，在这里我们接着讲另一种设备——网桥。

　　网桥是连接两个局域网的一种存储/转发设备，也叫作桥接器，它可以把一个比较大的LAN分割成多个网段，或者将两个以上的LAN互连为一个逻辑LAN，使LAN上的所有用户都可以访问服务器。它工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。

　　网桥具有以下几个基本特征：

　　(1)能够连接两个采用不同数据链路层协议，不同传输介质与不同传输速率的网络。

　　(2)以接收、存储、地址过滤与转发的方式，实现互连的网络之间的通信。

　　(3)要求互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议。

　　1.网桥的构成

  网桥的构成如图1所示。

图1 网桥的构成

　　2.网桥的工作原理

   网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口，或者是把它丢弃(即过滤)，网桥依靠转发表来转发帧。转发表也叫做转发数据库或者路由目录。工作原理图如图2所示。

图2  网桥的工作原理图

　　3.网桥的功能

　　(1)源地址跟踪

　　网桥具有一定的路径选择功能，它在任何时候收到一个帧以后，都要确定其正确的传输路径，将帧送到相应的目的站点。网桥将帧中的源地址记录到它的转发数据库(或者地址查找表)中，该转发库就存放在网桥的内存中，其中包括了网桥所能见到的所有连接站点的地址。这个地址数据库是互联网所独有的，它指出了被接收帧的方向，或者仅说明网桥的哪一边接收到了帧。能够自动建立这种数据库的网桥称之为自适应网桥。

　　(2)帧的转发和过滤

　　在相互连接的两个局域网之间，网桥起到了转发帧的作用，它允许每个LAN上的站点与其他站点进行通信，看起来就像在一个扩展网络上一样。过滤是阻止通过网桥的处理过程，有三种基本类型：目的地址过滤、源地址过滤以及协议过滤。

　　(3)协议转换

　　早期的FDDI网桥结构通常是专用的封装结构，这是由于早期的FDDI仅与IEEE802.3或IEEE802.5子网相连，不需要和其他局域网中的节点通信。但是，在一个大型的扩展局域网中，有很多系统在一起操作，这种专用的封装式网桥就无法提供相互操作的能力。为此，采用了信道转换技术，依照与其他网络的桥接标准，形成了转换式网桥，建立可适应局域网互连的标准帧。

　　4.使用网桥的优点

　　(1)、过滤通信量，增加吞吐量;

　　(2)、扩大了物理范围，因而也增加了整个以太网上工作站的最大数目;

　　(3)、提高了可靠性，当网络出现故障时，一般只影响个别网段;

　　(4)、可互联不同的物理层、不同MAC子层和不同速率(如10Mb/s和100Mb/s) 的以太网。

　　5.使用网桥的缺点

　　(1)、由于网桥对接收的帧要先进行存储和查找转发表，然后才转发，而转发之前还必须执行CSMA/CD算法(碰撞退避算法)，这就增加了时延;

　　(2)、在MAC子层并没有流量控制功能。当网络上的负荷很重时，网桥中的缓存空间可能不够而发生溢出，以致产生丢帧的现象;

　　(3)、网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息 而产生网络拥塞，这就是广播风暴。

　　6.网桥的分类

　　网桥通常有透明网桥和源路由选择网桥两大类。

　　(1)透明网桥

　　简单的讲，使用这种网桥，不需要改动硬件和软件，无需设置地址开关，无需装入路由表或参数。只须插入电缆就可以，现有LAN的运行完全不受网桥的任何影响。

　　(2)源路由选择网桥

　　源路由选择的核心思想是假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一局域网(LAN)上。当发送一帧到另外的网段时，源机器将目的地址的高位设置成1作为标记。另外，它还在帧头加进此帧应走的实际路径。

  两种网桥的比较:

　　7.网桥与转发器的区别

　　网桥与转发器最大的区别就是工作的层次不同。网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤。而转发器工作物理层，用来连接以太网的不同网段，以便扩展以太网的覆盖范围。转发器的特点是收到一个比特就转发一个比特，而不进行碰撞检测，也不管整个帧是否是有效帧。转发器在过去广泛应用于粗缆或者细缆以太网，但随着双绞线以太网成为以太网的主流类型，目前已经很少使用转发器了。

　　8.网桥与以太网交换机的区别

　　以太网交换机实质上是一个多接口的网桥，它的每一个接口都直接与一个单个主机或者另一个集线器相连(注意：普通网桥的接口往往是连接到以太网的一个网段)，并且一般都工作在全双工的方式下。

　　以上的就是有关网桥的几个知识点讲解，也许会有点繁琐，但这些都是学习网桥需要掌握的知识点，只要认真的看几遍，小编觉得这些内容大家理解起来应该不会特别难。如果有什么内容遗漏的，也欢迎大家进行补充。也可以前往课课家教育与小编及其他同学交流。