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标题: 关于桥接的基础知识 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2005-11-16 10:55

作者: legend8179 标题: 关于桥接的基础知识

在以太网环境中,转发帧的决定的过程叫透明桥接(transparent bridging),而在令牌环网络中该过程叫源路由桥接(source route bridging)

时间: 2005-11-16 10:58

作者: legend8179

透明网桥,如同它的名字,意思是它在以太网环境中对于端用户(end user)来说是透明的.它的3个作用:
1.学习
2.转发和过滤
3.避免环路(loop)

时间: 2005-11-16 10:58

作者: legend8179

Learning

网桥要基于目标MAC地址来做转发决定,所以它要能学习到目标节点的MAC地址.当网桥连接到一个物理网段上去,它读取经过它的帧的源MAC地址,并做出推断,如果帧从来自某个它的特定的端口(port),它就认为工作站的位置是和那个端口相连.然后把这些信息放进自己的bridging table中,在放进去之前先计算FCS计算,这样能消除错误的判断.在Cisco Catalyst上,bridging table也叫做CAM(content address memory)

时间: 2005-11-16 11:03

作者: legend8179

A发送数据给B,B和网桥都接收到帧.当网桥接收到帧以后,学习到工作站A和port 1相连(因为是这个端口接收到A发来的帧的),于是它把工作站A的MAC地址和端口放进bridging table中
反过来,B对A做出应答的时候,原理和刚才一样,B的MAC地址和端口信息被放进bridging table中去

时间: 2005-11-16 11:07

作者: legend8179

Forwarding and Switching

网桥通过之前学习到的bridging table来做转发决定.这个决定是基于帧的目标MAC地址的.转发的过程如下图

当A传输数据到C的时候,C的条目之前已经被学习到了,网桥就把帧转发到C所在的物理网段2 过滤的流程图如下:

当A发数据给B的时候,网桥根据bridging table判断出B和A在同一个物理网段,网桥就不会把帧发到物理网段2上去

时间: 2005-11-16 11:13

作者: legend8179

Avoiding Loops

透明网桥的还有1个功能就是环路的避免.先来看看1个环路的产生,如下图:

A发送一个广播帧给Y和X,Y又发给Z,X也发给Z;Z又把从Y接收到的发给X,又把从X接收到的发给Y.这样就产生了一个bridge loop.阻止环路的产生的办法就是破坏掉冗余的链路,这就要考生成树协议(Spanning Tree Protocol,STP)完成

时间: 2005-11-16 11:14

作者: legend8179

STP有几种版本,而且它们之间互不兼容.在交换机和网桥上实现STP之前要先验证下STP的版本,不同版本的STP是不会协同工作的.2种最常使用的STP版本是DEC版本的和IEEE版本的.Cisco的Catalyst在以太网上使用的是IEEE版本的STP,在Token Ring上使用的是IBM版本的STP

Spanning Tree Protocol

网桥会向其他那些有可能引起环路的交换机发送一种叫做BPDU(bridge protocol data unit)的包.Cisco的Catalyst每10秒从它所有的活跃端口向外发送BPDU,收到BPDU的交换机通过生成树算法(Spanning Tree Algorithm,STA)进行运算来决定需要关闭哪些冗余链路和端口,这一关闭的过程叫blocking.处于blocking状态的端口仍然是活跃的,它仍然能够接收和读取到BPDU,它会等到环路消除以后,才能转发帧.BPDU和STA的目的就是造就一个无环路的交换环境

The Root Bridge

所有的生成树(tree)都必须要有个根(root),作为根的那个网桥就叫根桥(root bridge),所有的网桥都分配了1个叫做网桥优先级(bridge priority)的数值.默认Catalyst的优先级都为32768.术语bridge ID是由MAC地址决定的,MAC地址最小的网桥就被选举为根桥

Which Ports Should Be Blocked?

当决定关闭一些产生环路的端口的时候,假如卷入的端口有2个甚至更多,那到底把哪些端口更改为blocking状态呢?这就要根据端口耗费(port cost)来决定.端口耗费一般是基于传输介质的速率来分配的,一般这个耗费的值是用1000除以传输介质的速率得到的,比如100Mbps的快速以太网的端口耗费就是10,以太网的是100
与根桥直接相的端口,或到达根桥距离最短的端口,就叫根端口(root port);假如有多条到达根桥的最短的链路,就比较port cost,耗费低的作为根端口;假如耗费一样,就比较bridge ID,ID小的作为根端口
还有个术语叫指定端口(designated port),它是在物理网段上,离根端口最近的那个端口

STP工作的一些步骤如下:
1.决定根桥:在优先级相同的情况下,比较bridge ID,ID小的作为根桥
2.决定指定端口:到达根桥的最短的链路的端口port cost低的作为指定端口;假如耗费一样,就比较bridge ID,ID小的作为指定端口.指定端口处于转发(forwarding)状态
3.决定根端口:与根桥直接相的端口,或到达根桥距离最短的端口,就叫根端口(root port);假如有多条到达根桥的最短的链路,就比较port cost,耗费低的作为根端口;假如耗费一样,就比较bridge ID,ID小的作为根端口
4.决定哪些端口应该被堵塞为blocking状态:只要是非根端口和指定端口的,都进入blocking状态
5.决定哪些端口处于转发状态:根端口和指定端口

时间: 2005-11-16 11:22

作者: legend8179

例子如下图,拓扑图给出了已知的MAC地址,并且所有优先级均为32768:

注意A的MAC地址最小,优先级均为32768,所以A作为根桥,并且要注意的是根桥的所有端口均作为转发模式(指定端口).接下来决定根端口,直接与根桥相连的作为根端口,而且作为转发模式,所以可以判定出根端口个指定端口,bridge ID决定指定和非指定端口.但是注意D和E之间,由于D的bridge ID小,所以D的为指定端口,E的作为非指定端口,如下图:

时间: 2005-11-16 11:28

作者: legend8179

STP端口的几种状态如下图:

时间: 2005-11-16 20:57

作者: 不求上进的鱼

不错

时间: 2005-11-21 10:39

作者: legend8179

源路选网桥的主要特点

源路选网桥由发送帧的源结点负责路由选择；

源路由网桥假定假定每个结点在发送帧时，都已经清楚地知道发往各个目的结点的路由，因而在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中；

为了发现适合的路由，源结点以广播方式向目的结点发送一个用于探测的发现帧；

发现帧将在整个通过网桥互连的局域网中沿着所有可能的路由传送；

当这些发现帧到达目的结点时，就沿着各自的路由返回源结点；

源结点在得到这些路由信息之后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。

时间: 2005-11-21 11:11

作者: legend8179

网桥又称为桥接器，用于分隔网络。一个网络的物理连线距离虽然在规定范围内，如果负荷很重，可用网桥把它分隔成两部分，即分成网段1和网段2。
　　网桥仅是基于MAC地址来过滤网络流量的，它与上面运行什么网络层协议无关，即网桥对网络层以上的协议是完全透明的。网桥通常用于连接同一类型的网络（物理层可以不同，例如，可连接使用UTP的以太网与使用同轴电缆的以太网）。
　　网桥的工作原理是依据MAC地址和网桥路由表实现帧的路径选择。网桥刚启动时，这个路由表是空的，当某一结点传送的数据通过网桥时，如果该MAC地址不在路由表中，网桥会自动记下其地址及对应的网桥端口号。通过这样一个“学习”过程，可建立起一张完整的网桥路由表。

时间: 2005-11-21 11:12

作者: legend8179

交换机实际上是由网桥发展而来的，工作原理与网桥相似，通过不断学习，在交换机内存中建立起一张MAC地址和端口号的关联表。

　　交换机从外表上看与HUB非常相似，区别在于：交换机基于MAC地址向特定端口转发数据帧，而HUB是向所有端口广播发送数据帧；前者是独享带宽，后者是共享带宽。例如，有一台100Mbps的HUB，连接了N台主机，则N台主机共享100Mbps带宽，每台主机所分配到的带宽只有100Mbps/N；而对于一台100Mbps的交换机，每个端口的带宽均为100Mbps，即每台连接的主机均可获得100Mbps带宽。

时间: 2005-11-21 11:15

作者: legend8179

　网桥（Bridge）也称桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备，用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。一般情况下，被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程（LLC），但媒体访问控制协议（MAC）可以不同。

时间: 2005-11-21 11:15

作者: legend8179

网桥是为各种局域网存储转发数据而设计的，它对末端节点用户是透明的，末端节点在其报文通过网桥时，并不知道网桥的存在。

　　网桥可以将相同或不相同的局域网连在一起，组成一个扩展的局域网络。

时间: 2005-11-21 11:19

作者: legend8179

网桥的主要作用是将两个以上LAN互联为一个逻辑网,以减少局域网上的通信量,提高整个网络系统的性能.
网桥的另一个作用是扩大网络的物理范围.另外,由于网桥能隔离一个物理网段的故障,所以网桥能够提高网络的可靠性

时间: 2005-11-21 11:27

作者: tl586

学习学习

时间: 2005-11-21 11:58

作者: legend8179

从应用上划分，网桥可分为如下三类，根据其转发帧的功能则可以分为透明网桥（Transparent Bridge，简称TB网桥）和源地址路径选择网桥（Source Routing Bridge，简称SRB网桥）两种。网桥的结构很简单，它一般嵌在有两个或更多网络接口的计算机上。由CPU和一些RAM及ROM（包含Flash、EEPROM）组成，CPU的处理能力决定了网桥的端口数。

时间: 2005-11-21 12:00

作者: legend8179

TB网桥的学习功能

　　网桥的每个端口都是工作在混杂模式下的，这就使得它们会接收到所连网段上的所有帧，那么，当网桥的端口收到每一帧时后，它是怎样判断对该帧是进行发送还是过滤呢？这就是我们将要讲到的网桥的学习能力。网桥能学习与该端口相连网段上节点的地址，这涉及到帧的原发站MAC地址和转发站地址表。TB网桥通过接收帧中的MAC地址掌握工作站与所连接网段的对应关系，并保存在地址转发表中，再按这一对应关系对接收到的帧进行判断，而转发表中的数据项则具有时效性，这使得它可以适应来自网络的可能变动。当网桥要对信息帧作转发时，就按从地址转发表中学习到的MAC地址和网络对应关系来转发包。学习的具体过程描述如下：
　　 TB网桥始终会保留一张表，这就是MAC地址表（MAC Address Table，简称地址表，也称为硬件地址表），表的结构是MAC地址和端口一对一的记录。我们假定端口1（入站端口）接收到一帧，则网桥会立即在表中查找是否有该帧的源地址，如果没有找到，则该帧的源地址和相应的入站端口就会被添加MAC表中，这个过程就叫做地址学习（Address Learning）。所有的帧在发送时都会包含网络接口的单播地址（发送节点地址），网桥也就是据此来获取并记忆每一帧中的MAC地址与自身的端口号的。

时间: 2005-11-24 12:59

作者: china_eagle

越看越迷糊啊.那么网桥与以太网交换机有何区别?

时间: 2005-11-24 13:15

作者: legend8179

以太网交换机是可以认为是多端口的网桥，它专门桥接的是数据链路层为以太网协议的LAN.

时间: 2005-11-26 21:42

作者: shuchuang

区别呀，大家把重要的一点搞清楚就行了。网桥可以连接不同类型的二层网络，端口数较少，交换机只能连接相同类型的二层网络，端口数相对较多。

时间: 2005-11-28 11:22

作者: luofangli

版主能不能把所有的东西归到一个文档上传啊？看起来方便些

时间: 2005-12-1 10:46

作者: geallry

看不懂

时间: 2006-4-8 18:54

作者: libiao_new

桥接是非常非常重要的一个功能。
大家千万不要认为只是在低端交换机上才有桥接概念，其实在最核心的路由器内部，同样需要支持桥接，包括现在流行的MPLS VPN，IPv6等等。
而且，实现桥接的细节各产品都不相同。
请楼主告知一下，当前主流交换机在做2层接口时，能够在不同端口间转发桥接BPDU吗？
同时，多实例的RSTP（或者MSTP）的收敛速度到底由哪些因素决定。

时间: 2006-4-26 16:24

作者: chen8369

有点晕

时间: 2006-5-3 02:30

作者: 闻香

一样的

时间: 2006-5-4 10:14

作者: superzhou

bridge is switch. they are the same

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