40网桥的基本概念及其原理

网桥的概念及其基本原理：两个或多个以太网通过网桥连接起来后，就会成为一个覆盖范围更大的以太网，而原来的每个以太网就可以称为一个网段。网段工作在链路层的MAC子层，可以使以太网各网段成为隔离开的碰撞域。如果把网桥换成工作在物理层的转发器，就没有这种过滤信息量的功能。由于各网段的相对独立，一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行。
网桥处理数据的对象是帧，所以它是工作在数据链路层的设备，中继器、放大器处理数据的对象是信号，所以它是工作在物理层的设备。
网络1和网络2通过网桥连接后，网桥接收网络1发送的数据帧，检查数据帧中的地址，如果是网络2的地址，就转发给网络2，如果是网络1的地址，就将其丢弃，因为源站和目的站处在同一个网段，目的站能够直接收到这个帧而不需要借助网桥的转发。

网桥的基本特点：1、网桥必须具备寻址和路径选择能力，以确定帧的传输方向；2、从源网络接收帧，以目的网络的介质访问控制协议向目的网络转发该帧；3、网桥在不同或相同类型的LAN之间存储并转发帧，必要时还进行链路层上的协议转换。4、网桥对所接受到的帧不做任何修改，或只对帧的封装格式做很少修改 5、网桥可以通过执行帧翻译互联不同类型的局域网，即把原协议的信息段的内容作为另一种协议的信息部分封装在帧中 6网桥应有足够大的缓冲空间，因为在短时间内帧的到达速度可能高于转发速度。
网桥的优点：1、过滤通信量 2、扩大物理范围 3、可使用不同的物理层 4、可互联不同类型的局域网 5、提高了可靠性 6、性能得到改善。
网桥的缺点：1、增加延时2、MAC子层没有流量控制功能（流量控制需要用到编号机制，编号机制的实现在LLC层）3、不同MAC子层的网段桥接在一起时，帧的格式转换 4、网桥只适合为数不过和通信量不大的局域网，否则可能产生广播风暴。
桥必须具有路径选择的功能，当接收到帧后，要决定正确的路径，将该帧转送到相应的目的局域网站点。根据路径选择算法的不同，可将网桥分为透明网桥和源路由网桥。
1、透明网桥（选择的不是最佳路由）
以混杂的方式工作，它接收与之连接的所有LAN传送的每一帧。到达帧的路由选择过程取决于源LAN和目的LAN:1、如果源LAN和目的LAN相同，则丢弃该帧 2、如果源LAN和目的LAN不同，则转发该帧 3、如果目的LAN未知，则扩散该帧。
当网桥刚连接到以太网时，其转发表是空的，网桥按照自学习算法处理收到的帧。该算法的基本思想是：若从站A发出的帧从某端口进入网桥，那么从这个端口出发沿相反方向一定可以把一个帧传送到站A。所以网桥每收到一帧，就记下其源地址和进入网桥的端口，作为转发表中的一个项目（源地址、进入的接口和时间）。在建立转发表时，是把帧首部中的源地址写在“地址”这一栏下面。在转发帧时，则是根据收到的帧首部中的目的地址来转发的。网桥就是这样的转发过程中逐渐将其转发表建立起来。
为了避免转发的帧在网络中不断地“兜圈子”，透明网桥使用了一种生成树算法（无环），以确保每个源到每个目的地只有唯一的路径。生成树使得整个扩展局域网在逻辑上形成树形结构，所以工作起来逻辑上没有环路，但生成树一般不是最佳路由。
2、源路由网桥（选择的是最佳路由）
在源路由网桥中，路由选择由发送数据帧的源站负责，网桥只根据数据真正的路由信息对帧进行转发和接收。
源路由网桥对主机是不透明的，主机必须知道网桥的标识以及连接到哪个网段上。路由选择由发送帧的源站负责，为了找到最佳，源站以广播的方式向目的站发送一个发现帧作为探测用。源路由的生产过程是：在未知路径前，源站要先发送一个发现帧；途中的每个网桥都转发此帧，最终该发现帧可能从多个途径到达目的站；目的站也将一一发送应答帧；每个应答帧将通过原路径返回，途径的网桥把自己的标志记录在应答帧中；源站选择出一个最佳路由。以后，凡从这个源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带这一路由信息。
此外，发送帧还可帮助源站确定整个网络可以通过的帧的最大长度。由于发现帧的数量指数级增加，可能会使网络严重拥塞。
3、两种网桥的比较

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