网桥的功能

网桥的功能 

　　网桥的功能在延长网络跨度上类似于中继器，然而它能提供智能化连接服务，即根据帧的终点地址处于哪一网段来进行转发和滤除。网桥对站点所处网段的了解是靠“自学习”实现的。
　　当使用网桥连接如图2所示的两段LAN时，网桥对来自网段1的MAC帧，首先要检查其终点地址。如果该帧是发往网段1上某一站的，网桥则不将帧转发到网段2，而将其滤除；如果该帧是发往网段2上某一站的，网桥则将它转发到网段2。这表明，如果LAN1和LAN2上各有一对用户在本网段上同时进行通信，显然是可以实现的。因为网桥起到了隔离作用。可以看出，网桥在一定条件下具有增加网络带宽的作用。　　
网桥的存储和转发功能与中继器相比有优点也有缺点，其优点是：
　　.使用网桥进行互连克服了物理限制，这意味着构成LAN的数据站总数和网段数很容易扩充。
　　.网桥纳入存储和转发功能可使其适应于连接使用不同MAC协议的两个LAN。 因而构成一个不同LAN混连在一起的混合网络环境。
　　.网桥的中继功能仅仅依赖于MAC帧的地址，因而对高层协议完全透明。
　　.网桥将一个较大的LAN分成段，有利于改善可靠性、可用性和安全性。
　　网桥的主要缺点是：
　　.由于网桥在执行转发前先接收帧并进行缓冲， 与中继器相比会引入理多时延。
　　.由于网桥不提供流控功能，因此在流量较大时有可能使其过载， 从而造成帧的丢失。
　　网桥的优点多于缺点正是其广泛使用的原因。

网桥的种类

　　所有网桥都是在数据链路层提供连接服务，要所其连接LAN的类型， 网桥有透
明网桥、转换网桥、封装网桥、源路由选择网桥等4种类型，下面分别简要说明：
　　(1)透明网桥
　　所谓“透明网桥”是指，它对任何数据站都完全透明，用户感觉不到它的存在
，也无法对网桥寻址。所有的路由判决全部由网桥自己确定。当网桥连入网络时，
它能自动初始化并对自身进行配置。
　　LAN网段与网桥相连的口称为网桥端口。基本网桥只有两个口， 而多口网桥可有
多个连接LAN的端口。
　　每个网桥端口都是由与特定LAN类型相应的MAC集成电路芯片以及相关端口管理
软件组成。端口管理软件在加电时负责对该芯片进行初始化，并对缓冲器进行管理
。一般情况下，可供使用的存储器在逻辑上分成若干固定尺寸和单位，称为缓冲器
。缓冲管理涉及将空闲缓冲器指针传递到集成电路芯片，以便准备好接收帧。同样
也将帧缓冲器批针传递给芯片，经便转发帧。

　　所有网桥都以不加选择的方式来操作，这意味着网桥在其每个端口都将外入的
帧接收下来，并进行缓冲。当帧由MAC 芯片在一个端口接收并置入分配的缓冲器时
，端口管理软件便使芯片准备好接收新帧，随后便将包括接收帧的缓冲器的指针传
递给网桥协议实体进行处理。如果网桥在其端口同时到达2个或多个帧， 并需要将
这些帧从同一端口转发，端口管理软件和网桥协议实体软件间的缓冲器指针的传递
则通过一组队列实现。
　　网桥的转发和滤除可通过图3(b)来说明。图中连接LAN1和LAN2的网桥1 具有两
个端口，连接LAN2 和 LAN3的网桥也有两个端口。 两个网桥内的转发数据基标明
了从哪个端口转发可达到的站。当网桥收到一个帧时，便可通过查找转发数据基来
确定是将帧滤除还是转发。由于网桥操作在数据链路层的MAC子层，通过对MAC帧中
站地址的检查便可建立起这种转发数据基。根据MAC 帧地址建立转发数据基的过程
称“自学习”过程。
　　(2)转换网换
　　转换网桥是透明网桥的一种特殊形式。它在物理层和数据链路层使用不同协议
的LAN提供网络连接服务。图4示出了连接令牌环网和Erhwrnet网的转换网桥。
　　转换网桥通过处理与每种LAN类型相关的的信封来提供连接服务。 转换网桥提
供的处理由于令牌环和Ethernet信封类似而比较简单。但是，这两种LAN 的帧长不
同，转换网桥又不能将长帧分段，所以在使用这种网桥时，所互连的LAN 所发送的
帧长要能被两种LAN接受。

         网桥使用LAN1(令牌环网)的物理层和数据链路层协议读取LAN1工作
站发送的所有帧的终点地址。网桥对寻址到LAN1工作站的帧不予过问并进行滤除。
网桥将发往LAN2工作站的帧加以接受，并使用LAN2所用的物理层和数据链路层协议
将这些帧转发到LAN2。网桥对LAN2工作站发送的帧进行同样的处理。
　　(3)封装网桥
　　封装网桥通常用于连接FDDI骨干网。图5示出了这种连接结构， 封装网桥用来
将4个Ethernet连到FDDI骨干网上。
　　与转换网桥不同，封装网桥是将接收的帧置于FDDI骨干网使用的信封内，并将
封装的帧转发到FDDI骨干网，进而传递到其它封装网桥，拆除信封，送到预定的工
作站。
　　为解释其工作过程，假定LAN1上的工作站要将报文发往LAN3上的某一设备，其
过程如下：

　　封装网桥１使用LAN1所用的物理层和数据链路层协议来读取LAN1上设备发送的
所有帧的MAC终点地址；
　　封装网桥1接受寻址到其它LAN上的帧，并将这些帧置于FDDI的信封内，将此信
封发送到FDDI骨干网上；
　　封装网桥1对寻址到LAN1上设备的帧全都滤除；
　　封装网桥2接收所有帧，去掉信封，检查MAC帧地址，由于MAC 帧地址不在本地
LAN2上，于是将这些帧滤除；
　　封装网桥3接收所有帧，去掉信封，检查MAC帧地址，由于MAC 帧地址处于本地
LAN3，封装网桥3便使用LAN3的物理层和数据链路层协议将帧发给LAN3 的预定设备
；
　　封装网桥4的操作与封装网桥2相同;
　　封装网桥1将来自FDDI骨干网的帧从FDDI双环上撤离。
　　(4)源路由选择网桥
　　 源路由选择网桥主要用于互连令牌环网， 但在理论上可用于连接任何类型的
LAN。
桥的一个基本区别是，源路由选择网桥要求信息源(不是网桥本身)提供传递帧到终
点所需的路由信息。
　　使用源路由选择网桥时，网桥不需要保存转发数据基，它对帧实施转发和滤除
的依据是帧信封内包括的数据。信源要想在发送数据时写入到达终点的路由，必须
先通过“路由探询过程”来获得。
　　路由探询可用几个方法来实现，其中一种将在下面说明。参看图6的结构，5个
令牌环网由3个源路由选择网桥连接。假定LAN1站有报文向LAn5上的站发送。 lAN1
上的站通过发送“探询”包来启动路径发现过程。探询包使用独一无二的信封，只
有源路由选择网桥才能识别。每个源路由选择网桥一旦收到探询包，便打入接收该
探询包的连接和自身的名字到路由选择信息字段。随后网桥便将包四处扩散到接收
包的连接之外的所有连接上。
　　因此，同一探询报文的多个拷贝可能出现在LAN上， 探询帧接收者也将收到多
个拷贝，从源点到终点每一可能的通路便有一个拷贝。每个接收到的帧都包括由连
接/ 网桥名字构成的系列表，该系列表列出了从源到终点的可能路径。
　　LAN5的接收者可能收到多个探询报文，于是根据最快最直接的原则选择一个路
径，并向LAN1的发信者发回一个响应。该响应列出源和终点间的由中间桥和LAN 连
接组成的特定路径。　　　　　　　
　　LAN1的信源发现此路径后，将其存储在存储器中，供其随后使用。这些报文包
括在由源路由选择桥可以识别的不同类型的信封中。网桥接收到这种信封，只需对
连接和网桥组成的表进行扫描才可获得转发信息。