網(wǎng)橋是為各種局域網(wǎng)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，它對(duì)末端節(jié)點(diǎn)用戶(hù)是透明的，末端節(jié)點(diǎn)在其報(bào)文通過(guò)網(wǎng)橋時(shí)，并不知道網(wǎng)橋的存在。

網(wǎng)橋可以將相同或不相同的局域網(wǎng)連在一起，組成一個(gè)擴(kuò)展的局域網(wǎng)絡(luò)。

一、網(wǎng)橋的工作原理

為了說(shuō)明網(wǎng)橋的工作原理，我們以FDDI為背景敘述之。

FDDI是一個(gè)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)，它允許各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相互交換數(shù)據(jù)，網(wǎng)橋連接的兩個(gè)局域網(wǎng)可以基于同一種標(biāo)準(zhǔn)，也可以基于兩種不同類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，首先將它傳送到數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，然后再送至物理層，通過(guò)物理層傳輸機(jī)制再傳送到另一個(gè)子網(wǎng)上，在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前，網(wǎng)橋?qū)母袷胶蛢?nèi)容不作或只作很少的修改。網(wǎng)橋一般都設(shè)有足夠的緩沖區(qū)，有些網(wǎng)橋還具有一定的路由選擇功能，通過(guò)篩選網(wǎng)絡(luò)中一些不必要的傳輸來(lái)減少網(wǎng)上的信息流量。

例如，當(dāng)FDDI站點(diǎn)有一個(gè)報(bào)文要傳到以大網(wǎng)IEEE 802.3 CSMA／CD網(wǎng)上時(shí)，需要完成下面一系列工作：

站點(diǎn)首先將報(bào)文傳至LLC層，并加上LLC報(bào)頭。

將報(bào)文傳送到MAC層，再加上FDDI報(bào)頭。FDDI報(bào)文最大長(zhǎng)度為4500字節(jié)，大于此值的報(bào)文可分組傳送。

FDDI報(bào)文最大長(zhǎng)度為4500字節(jié)，大于此值的到FDDI-IEEE 802.3以太網(wǎng)橋。

網(wǎng)橋上的MAC層去掉FDDI報(bào)頭，然后送交LLC層處理。

經(jīng)過(guò)重新組幀并計(jì)算校驗(yàn)值，形成IEEE802.3數(shù)據(jù)幀格式，并在前面加上IEEE 802.3報(bào)頭。

經(jīng)傳輸媒體將幀傳至IEEE 802.3以太網(wǎng)站點(diǎn)。

由于FDDI傳輸速率（100Mbps）與IEEE802.3以太網(wǎng)傳輸速率（10Mbps）不匹配，因此，在網(wǎng)橋上就存在擁擠和超時(shí)問(wèn)題，也就有重發(fā)的可能。如果多次重發(fā)均告失敗，那么將放棄發(fā)送，并通知目的站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可能有故障。

二、網(wǎng)橋的功能

一個(gè)FDDI網(wǎng)橋，應(yīng)包括下列基本功能：

1．源地址跟蹤

網(wǎng)橋具有一定的路徑選擇功能，它在任何時(shí)候收到一個(gè)幀以后，都要確定其正確的傳輸路徑，將幀送到相應(yīng)的目的站點(diǎn)。網(wǎng)橋?qū)械脑吹刂酚涗浀剿霓D(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)（或者地址查找表）中，該轉(zhuǎn)發(fā)庫(kù)就存放在網(wǎng)橋的內(nèi)存中，其中包括了網(wǎng)橋所能見(jiàn)到的所有連接站點(diǎn)的地址。這個(gè)地址數(shù)據(jù)庫(kù)是互聯(lián)網(wǎng)所獨(dú)有的，它指出了被接收幀的方向，或者僅說(shuō)明網(wǎng)橋的哪一邊接收到了幀。能夠自動(dòng)建立這種數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)橋稱(chēng)為自適應(yīng)網(wǎng)橋。

在一個(gè)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)中，所有網(wǎng)橋均應(yīng)采用自適應(yīng)方法，以便獲得與它有關(guān)的所有站點(diǎn)的地址。網(wǎng)橋在工作中不斷更新其轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)，使其漸趨完備，有些廠(chǎng)商提供的網(wǎng)橋允許用戶(hù)編輯地址查找表，這樣有助于網(wǎng)絡(luò)的管理。

2．幀的轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾

在相互連接的兩個(gè)局域網(wǎng)之間，網(wǎng)橋起到了轉(zhuǎn)發(fā)幀的作用，它允許每個(gè)LAN上的站點(diǎn)與其他站點(diǎn)進(jìn)行通信，看起來(lái)就像在一個(gè)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)上一樣。

為了有效地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，網(wǎng)橋提供了存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能，他自動(dòng)存儲(chǔ)接收進(jìn)來(lái)的幀，通過(guò)地址查詢(xún)表完成尋址；然后把它轉(zhuǎn)發(fā)到源地址另一邊的目的站點(diǎn)上，而源地址同一邊的幀就被從存儲(chǔ)區(qū)中刪除。

過(guò)濾（Filter）是阻止幀通過(guò)網(wǎng)橋的處理過(guò)程，有三種基本類(lèi)型：

（1）目的地址過(guò)濾當(dāng)網(wǎng)橋從網(wǎng)絡(luò)上接收到一個(gè)幀后，首先確定其源地址和目的地址，如果源地址和目的地址處于同一局域網(wǎng)中，就簡(jiǎn)單地將其丟棄，否則就轉(zhuǎn)發(fā)到另一局域網(wǎng)上，這就是所謂的目的地址過(guò)濾。

（2）源地址過(guò)濾所謂源地址過(guò)濾，就是根據(jù)需要，拒絕某一特定地址幀的轉(zhuǎn)發(fā)，這個(gè)特定的地址是無(wú)法從地址查找表中取得的，但是可以由網(wǎng)絡(luò)管理模塊提供。事實(shí)上，并非所有網(wǎng)橋都進(jìn)行源地址的過(guò)濾。

（3）協(xié)議過(guò)濾目前，有些網(wǎng)橋還能提供協(xié)議過(guò)濾功能，它類(lèi)似于源地址過(guò)濾，由網(wǎng)絡(luò)管理指示網(wǎng)橋過(guò)濾指定的協(xié)議幀。在這種情況下，網(wǎng)橋根據(jù)幀的協(xié)議信息來(lái)決定是轉(zhuǎn)發(fā)還是過(guò)濾該幀，這樣的過(guò)濾通常只用于控制流量、隔離系統(tǒng)和為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供安全保護(hù)。

3．生成樹(shù)的演繹

生成樹(shù)（Spanning Tree）是基于IEEE 802.1d的一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)算法，利用它可以防止網(wǎng)上產(chǎn)生回路，因?yàn)榛芈窌?huì)使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障。生成樹(shù)有兩個(gè)主要功能：

在任何兩個(gè)局域網(wǎng)之間僅有一條邏輯路徑；

在兩個(gè)以上的網(wǎng)橋之間用不重復(fù)路徑把所有網(wǎng)絡(luò)連接到單一的擴(kuò)展局域網(wǎng)上。

擴(kuò)展局域網(wǎng)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須是無(wú)回路的，所有連接站點(diǎn)之間都有一個(gè)唯一的通路。在擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)橋通過(guò)名為問(wèn)候幀的特殊幀來(lái)交換信息，利用這些信息來(lái)決定誰(shuí)轉(zhuǎn)發(fā)、誰(shuí)空閑。確定了要進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)工作的網(wǎng)橋還要負(fù)責(zé)幀的轉(zhuǎn)發(fā)，而空閑的網(wǎng)橋可用作備份。

4．協(xié)議轉(zhuǎn)換

早期的FDDI網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)通常是專(zhuān)用的封裝結(jié)構(gòu)，這是由于早期的FDDI僅與IEEE802.3或IEEE802.5子網(wǎng)相連，不需要和其他局域網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)通信。但是，在一個(gè)大型的擴(kuò)展局域網(wǎng)中，有很多系統(tǒng)在一起操作，這種專(zhuān)用的封裝式網(wǎng)橋就無(wú)法提供相互操作的能力。為此，采用了新的轉(zhuǎn)換技術(shù)，依照與其他網(wǎng)絡(luò)的橋接標(biāo)準(zhǔn)，形成了轉(zhuǎn)換式網(wǎng)橋，建立可適應(yīng)局域網(wǎng)互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)幀。

（1）封裝式網(wǎng)橋（Encapsulation Bridge）

采用一些專(zhuān)用設(shè)備和技術(shù)，將FDDI作為一種傳輸管道來(lái)使用，它要求網(wǎng)上使用同一型號(hào)的網(wǎng)橋，這無(wú)疑影響了網(wǎng)絡(luò)的互操作性能。

以FDDI?Ethernet網(wǎng)橋?yàn)槔?，F(xiàn)DDI封裝式網(wǎng)橋使用專(zhuān)用協(xié)議技術(shù)，用FDDI報(bào)頭和報(bào)尾來(lái)封裝一個(gè)以太幀，然后把這個(gè)幀轉(zhuǎn)發(fā)到FDDI網(wǎng)絡(luò)上，目的地址也隱含在封裝過(guò)的幀中。封裝式網(wǎng)橋把這個(gè)FDDI幀發(fā)送到另一個(gè)封裝式網(wǎng)橋上，由該封裝式網(wǎng)橋使用與封裝技術(shù)相對(duì)應(yīng)的拆封技術(shù)將封裝拆除。由于目的地址被封裝過(guò)，因此只能采用廣播幀的形式發(fā)送幀，這無(wú)疑會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)帶寬的使用率。如果互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模很大，包含的網(wǎng)橋和局域網(wǎng)很多，那么廣播幀的數(shù)目也將增加，這樣勢(shì)必會(huì)造成不必要的擁擠。

封裝式網(wǎng)橋不能通過(guò)轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋發(fā)送數(shù)據(jù)，只有同一供貨商提供的同一種封裝式網(wǎng)橋才能一起工作，也不能通過(guò)其他供貨商提供的封裝式網(wǎng)橋傳輸數(shù)據(jù)，除非其他供貨商提供的封裝式網(wǎng)橋也同樣使用這種專(zhuān)用協(xié)議。

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（2）轉(zhuǎn)換式網(wǎng)橋轉(zhuǎn)換式網(wǎng)橋（Translating Bridge）克服了封裝式網(wǎng)橋的弊病，將需要傳輸?shù)膸D(zhuǎn)換成目的網(wǎng)絡(luò)的幀格式，然后再上網(wǎng)傳輸。

還是以FDDI?Ethernet網(wǎng)橋?yàn)槔?，以大網(wǎng)工作站要使用連在FDDI上的高性能服務(wù)器，必須先將Ethernet幀格式轉(zhuǎn)換成FDDI格式幀，然后通過(guò)FDDI上傳輸至目的服務(wù)器，此時(shí)服務(wù)器接收到的是FDDI格式的幀，故不需做任何改變就可使用?？梢?jiàn)轉(zhuǎn)換式網(wǎng)橋是通用的。任何轉(zhuǎn)換式網(wǎng)橋都能與其他網(wǎng)橋互相通信。

5．分幀和重組

網(wǎng)際互聯(lián)的復(fù)雜程度取決于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文、幀格式及其協(xié)議的差異程度。不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)有著不同的參數(shù)，其差錯(cuò)校驗(yàn)的算法、最大報(bào)文分組；生存周期也不盡相同。例如，F(xiàn)DDI網(wǎng)絡(luò)中允許的最大幀長(zhǎng)度為4500字節(jié)，而在IEEE 802.3以大網(wǎng)中最大幀長(zhǎng)度為1518字節(jié)。這樣網(wǎng)橋在FDDI向Ethernet轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀時(shí)，就必須將FDDI長(zhǎng)達(dá)4500字節(jié)的幀分割成幾個(gè)1518字節(jié)長(zhǎng)度的IEEE 802.3協(xié)議以太網(wǎng)幀，然后再轉(zhuǎn)發(fā)到以大網(wǎng)上去，這就是分幀技術(shù)。一些通用的通信協(xié)議都定義了類(lèi)似的控制幀大小差異的方法（稱(chēng)為包分割方法）。反之，在Ethernet向FDDI轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀時(shí)，必須將只有1518字節(jié)的以太幀組合成FDDI格式的幀，并以FDDI的格式傳輸，這就是幀的重組。

對(duì)于使用較長(zhǎng)報(bào)文格式的協(xié)議和應(yīng)用，幀的分割和重組是非常重要的。如果FDDI網(wǎng)橋中沒(méi)有分幀和重組功能，那么通過(guò)網(wǎng)橋互聯(lián)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。但是，在協(xié)議轉(zhuǎn)換過(guò)程中，分幀和重組工作必須快速完成，否則會(huì)降低網(wǎng)橋的性能。

6．網(wǎng)橋的管理功能

網(wǎng)橋的另一項(xiàng)重要功能是對(duì)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，其目的就是為了更好地調(diào)整拓樸邏輯結(jié)構(gòu)，有些網(wǎng)橋還可對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)和丟失的幀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以便進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。網(wǎng)橋管理還可以間接地監(jiān)視和修改轉(zhuǎn)發(fā)地址數(shù)據(jù)庫(kù)，允許網(wǎng)絡(luò)管理模塊確定網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)站點(diǎn)的位置，以此來(lái)管理更大的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。另外，通過(guò)調(diào)整生成樹(shù)演繹參數(shù)還能很好地協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的演繹過(guò)程。

三、網(wǎng)橋的種類(lèi)

1．內(nèi)橋

內(nèi)橋是通過(guò)文件服務(wù)器中的不同網(wǎng)卡連接起來(lái)的局域網(wǎng)，如

2．外橋

外橋不同于內(nèi)橋，外橋安裝在工作站上，它實(shí)現(xiàn)連接兩個(gè)相似的局域網(wǎng)絡(luò)，外橋可以是專(zhuān)用的，也可以是非專(zhuān)用的。專(zhuān)用外橋不能做工作站使用，它只能用來(lái)建立兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的連接，管理網(wǎng)絡(luò)之間的通信。非專(zhuān)用外橋既起網(wǎng)橋的作用，又能作為工作站使用。

3．遠(yuǎn)程橋

遠(yuǎn)程橋是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)之間連接的設(shè)備，通常遠(yuǎn)程橋使用調(diào)制解調(diào)器與傳輸介質(zhì)，如用電話(huà)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)局域網(wǎng)的連接。