概念

工作在數(shù)據(jù)鏈路層的一種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，它在互連的LAN之間實現(xiàn)幀的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。可以連接不同類型的局域網(wǎng)。根據(jù)MAC幀的目的地址對收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個幀時，并不是向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是先檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個端口

網(wǎng)橋連接及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

網(wǎng)橋.png

網(wǎng)段A和網(wǎng)段B如果是同構(gòu)網(wǎng)是可以直接用電纜相連，但是如果是不同種類的網(wǎng)絡(luò)，比如以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)不能直接用介質(zhì)相連，這時候需要中轉(zhuǎn)設(shè)備（網(wǎng)橋）進(jìn)行相連

網(wǎng)橋只有若干個端口，因此一般直接相連的是網(wǎng)段，而不是主機

網(wǎng)橋的優(yōu)點：
? 過濾通信量
? 擴大了物理范圍（為了解決由于媒體訪問控制導(dǎo)致的距離不能過長的問題。假如網(wǎng)段連接兩段，這兩段就相當(dāng)于兩個媒體訪問控制。每一段有一個媒體訪問控制的最大距離，兩個距離加起來遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一個媒體訪問控制的最大距離。而中繼器解決的是由于距離過長而導(dǎo)致的信號衰減的問題，中繼器所連接的各個網(wǎng)段最終還是單一的一個CSMA/CD碰撞域（沖突域），中繼器只能在一個碰撞域內(nèi)部延伸距離，每一個碰撞域是有一個最大距離限制的，中繼器不可能延伸碰撞域本身所固定的最大距離。如果用網(wǎng)橋，有兩個端口，可以連接兩個碰撞域，這樣范圍就增大了）
? 提高了可靠性（各個碰撞域可以獨立工作，一個碰撞域出問題不會影響其他碰撞域）
? 可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率（如10Mb/s和100Mb/s以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)（一個以太網(wǎng)里能連接的用戶數(shù)量是有限的，當(dāng)超過這個限度的時候要接兩個網(wǎng)，這兩個網(wǎng)也要互相連接起來，這時的兩個網(wǎng)是沒有差異的，只是因為用戶數(shù)量過多而分出兩個網(wǎng)，這時就是同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接。而由于技術(shù)不同，兩個網(wǎng)對于傳輸可靠性的要求不一樣，速率不一樣等時，這就是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接）

網(wǎng)橋的缺點：
? 存儲轉(zhuǎn)發(fā)增加了時延
? 在MAC子層并沒有流量控制功能（使用中繼器互連的各個節(jié)點之間的收發(fā)速率沒有不一樣的，也就不存在流量控制問題。但是網(wǎng)橋是可以連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，這樣兩個網(wǎng)絡(luò)的速率可能是不一樣的，就出現(xiàn)了流量失配的問題。當(dāng)高速網(wǎng)絡(luò)向低速網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的時候就會出現(xiàn)問題）
? 具有不同MAC子層的網(wǎng)段連接在一起時時延更大（異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間傳輸存在一個MAC協(xié)議的轉(zhuǎn)換）

網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多（不超過幾百個）和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。這就是所說的廣播風(fēng)暴。當(dāng)用戶數(shù)量龐大，通信量很大的情況之下就用路由器來進(jìn)行主網(wǎng)規(guī)劃。局域網(wǎng)不用路由器，因為局域網(wǎng)中只存在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，沒有網(wǎng)絡(luò)層，而路由器是應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)層的，因此局域網(wǎng)不用路由器。概念已而現(xiàn)在的局域網(wǎng)的經(jīng)在擴大，不再只是用中繼器和網(wǎng)橋連接網(wǎng)絡(luò)，也會用路由器

網(wǎng)橋與集線器的區(qū)別
? 集線器在轉(zhuǎn)發(fā)幀時，不對傳播媒體進(jìn)行檢測
? 網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)前必須執(zhí)行CSMA/CD算法。若在發(fā)送過程中出現(xiàn)碰撞，就必須停止發(fā)送和進(jìn)行退避（數(shù)據(jù)會在緩存里面儲存，發(fā)送一次不成功就會一直發(fā)送，知道到16次還沒發(fā)送成功才會停止）；在這一點上網(wǎng)橋的接口就像一個網(wǎng)卡（網(wǎng)卡有MAC地址，但是網(wǎng)橋沒有），但網(wǎng)橋卻沒有網(wǎng)卡。由于網(wǎng)橋沒有網(wǎng)卡，因此網(wǎng)橋并不改變它轉(zhuǎn)發(fā)的幀的源地址（只是進(jìn)行信息傳輸，并不會改變數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容以及源地址）

透明網(wǎng)橋/生成樹網(wǎng)橋

網(wǎng)橋工作在混雜方式；
（比如網(wǎng)卡，在正常方式下，網(wǎng)卡如果接收地址為當(dāng)前網(wǎng)卡MAC地址，這時相當(dāng)于單播通信，網(wǎng)卡就會把內(nèi)容提交給上層。但是如果在廣播信道里，即使不是數(shù)據(jù)的接收方也可以看到發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)，這樣網(wǎng)卡就會把所有它接收到的數(shù)據(jù)，不管是不是它這個節(jié)點應(yīng)該接受的數(shù)據(jù)都會提交給上層）
網(wǎng)橋接收到一定幀后，通過查詢地址/端口對應(yīng)表來確定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)；
網(wǎng)橋剛啟動時，地址/端口對應(yīng)表為空，采用洪泛方法轉(zhuǎn)發(fā)幀（使用網(wǎng)橋時不需要對網(wǎng)橋進(jìn)行配置，只需要物理上連接就可以。洪泛方法：采取廣播的方式給所有節(jié)點發(fā)送）；
在轉(zhuǎn)發(fā)過程中采用逆向?qū)W習(xí)算法收集MAC地址。網(wǎng)橋通過分析幀的源MAC地址得到MAC地址與端口的對應(yīng)關(guān)系，并寫入地址/端口對應(yīng)表（因為在剛開始表為空的的時候，是通過廣播方式給所有節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的，所以是沒法了解想要傳送的節(jié)點的MAC目的地址的，因此用源MAC地址）；
網(wǎng)橋軟件對地址/端口對應(yīng)表進(jìn)行不斷的更新，并定時檢查，刪除在一定時間內(nèi)沒有更新的地址/端口項；

透明網(wǎng)橋的幀轉(zhuǎn)發(fā)
幀的轉(zhuǎn)發(fā)過程：目的LAN與源LAN相同，則丟棄幀；目的LAN源LAN不同，則轉(zhuǎn)發(fā)幀；目的LAN未知，則洪泛幀；均執(zhí)行逆向?qū)W習(xí)

透明橋工作流程

透明橋.png

網(wǎng)橋回路問題

網(wǎng)橋回路.png

↑圖
假設(shè)A發(fā)出了一個幀，假設(shè)不認(rèn)識目標(biāo)方，這時網(wǎng)橋會按照廣播方式處理。正常來講，F(xiàn)1和F2的時序不會完全一樣。因為網(wǎng)橋的端口在發(fā)送數(shù)據(jù)之前需要進(jìn)行媒介的載波傾聽。它們會進(jìn)行信道使用的競爭，因此存在一定的先后順序。假設(shè)F1先發(fā)送，發(fā)給網(wǎng)橋2，F(xiàn)2發(fā)給網(wǎng)橋1，這樣數(shù)據(jù)幀就會一直在信道里不停地傳輸；如果目標(biāo)地址明確的話就不會出現(xiàn)這樣的問題

解決多個網(wǎng)橋產(chǎn)生回路的問題：
讓網(wǎng)橋之間互相通信，用一棵連接每個LAN的生成樹覆蓋實際的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（任意兩個節(jié)點之間只有唯一一條想通的連接，使備份的網(wǎng)橋處于休眠狀態(tài)，只接受數(shù)據(jù)而不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。會監(jiān)控主要網(wǎng)橋的作用，一旦主要網(wǎng)橋失控就會重新構(gòu)建生成樹來保障中斷網(wǎng)絡(luò)的連通性，這時備用的網(wǎng)橋就變成了主要網(wǎng)橋）
※構(gòu)造生成樹：
每個橋廣播自己的橋編號，號最小的橋稱為生成樹的根；每個網(wǎng)橋計算自己到根的最短路徑，構(gòu)造出生成樹，使得每個LAN和橋到根的路徑最短；當(dāng)某個LAN或網(wǎng)橋發(fā)生故障時，要重新計算生成樹；生成樹構(gòu)造完后，算法繼續(xù)執(zhí)行以便自動發(fā)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，重新生成樹

源路由網(wǎng)橋
透明網(wǎng)橋容易安裝，但網(wǎng)絡(luò)資源的利用不充分。源路由網(wǎng)橋在發(fā)送幀時將詳細(xì)的路由信息放在幀的首部中。源站以廣播方式向欲通信的目的站發(fā)送一個發(fā)現(xiàn)幀，每個發(fā)現(xiàn)幀都記錄所經(jīng)過的路由。發(fā)現(xiàn)幀到達(dá)目的站時就沿各自的路由返回源站。源站在得知這些路由后，按照客戶的要求，從所有可能的路由中選擇出一個最佳路由之后發(fā)送幀。凡從該源站向該目的站發(fā)送的幀的首部，都必須攜帶源站所確定的這一路由信息。

以太網(wǎng)交換機
通常都有多個端口，以太網(wǎng)交換機實質(zhì)上就是一個多端口的網(wǎng)橋
特點：
以太網(wǎng)交換機的每個端口都直接與主機（同構(gòu)主機）相連（網(wǎng)橋的端口連接的是網(wǎng)段，可以連異構(gòu)網(wǎng)段），并且一般都工作在全雙工方式。交換機能同時聯(lián)通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進(jìn)行無碰撞的傳輸數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)交換機由于使用了專用的交換結(jié)構(gòu)芯片，其交換速率就較高。物理端口類型相同