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透明網橋的工作原理

透明網橋(transparent bridge)的標準是802.1D。透明網橋是一種即插即用裝置,只要把網橋接入區域網,不需要改動硬體和軟體,無需設定地址開關,無需裝入路由表或引數,網橋就能工作。

一、網橋與交換機的聯絡與區別

聯絡:風格與交換機都基於幀地址進行路由。

區別:網橋每個埠連線兩個或者多個LAN。交換機的每個埠連線一臺計算機。

二、工作原理

自學習和轉發幀

下面是網橋的自學習和轉發幀的一般步驟。

  1. 網橋收到一幀後先進行自學習。查詢轉發表中與收到幀的源地址有無相匹配的專案。如果沒有,就在轉發表中增加一個專案。如果有,則把原有的專案進行更新。

  2. 轉發幀。查詢轉發表中與收到幀的源地址有無相匹配的專案。如果沒有,則通過所有其他介面進行轉發。如果有,則按轉發表中給出的介面進行轉發。但應注意,若轉發表中給出的介面就是該幀進入網橋的介面,則應丟棄這個幀。

逆向學習法

  透明網橋採用的演算法是逆向學習法(backward learning)。網橋按混雜的方式工作,故它能看見所連線的任一LAN上傳送的幀。檢視源地址即可知道在哪個LAN上可訪問哪臺機器,於是在散列表中添上一項。 

  當計算機和網橋加電、斷電或遷移時,網路的拓撲結構會隨之改變。為了處理動態拓撲問題,每當增加散列表項時,均在該項中註明幀的到達時間。每當目的地已在表中的幀到達時,將以當前時間更新該項。這樣,從表中每項的時間即可知道該機器最後幀到來的時間。網橋中有一個程序定期地掃描散列表,清除時間早於當前時間若干分鐘的全部表項。於是,如果從LAN上取下一臺計算機,並在別處重新連到LAN上的話,那麼在幾分鐘內,它即可重新開始正常工作而無須人工干預。這個演算法同時也意味著,如果機器在幾分鐘內無動作,那麼發給它的幀將不得不散發,一直到它自己傳送出一幀為止。 

  到達幀的路由選擇過程取決於傳送的LAN(源LAN)和目的地所在的LAN(目的LAN),如下所示: 

  1、如果源LAN和目的LAN相同,則丟棄該幀。 

  2、如果源LAN和目的LAN不同,則轉發該幀。 

  3、如果目的LAN未知,則進行擴散。 

  為了提高可靠性,有人在LAN之間設定了並行的兩個或多個網橋,但是,這種配置引起了另外一些問題,因為在拓撲結構中產生了迴路,可能引發無限迴圈。

生成樹演算法

透明網橋還使用了一個生成樹(spanning tree)演算法,即互連在一起的網橋在進行彼此通訊後,就能找出原來的網路拓撲的一個子集。在這個子集裡,整個連通的網路中不存在迴路,即在任何兩個站之間只有一條路徑。

為了得能夠反映網路拓撲發生變化時的生成樹,在生成樹上的根網橋每隔一段時間還要對生成樹的拓撲進行更新。

透明網橋的路徑選擇演算法歸納

(1)若目的區域網和源區域網一樣,則網橋將該幀刪除。

(2)若源區域網和目的區域網是不同的網,則將該幀轉發到目的區域網。

(3)若目的區域網不知道,則採用擴散法處理。

 透明網橋的優缺點: 

  透明網橋的優點是易於安裝,只需要插入電纜即大功告成。一般用在匯流排網中。缺點是不能最佳地利用網路頻寬。

 

以下來自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_4ad104de010008ft.html

1、每個網橋儲存一個動態路由表(目的站點地址,埠號)。

2、初始時,該路由表為空,以後通過逆向自學習方法獲取路由資訊。逆向自學習方法:當一個MAC幀到達網橋時,網橋根據其源MAC地址以及到達的埠號,向路由表增加或重新整理一條記錄。

3、路由表的每一項都設定一個超時計時器,若超時,則刪除該項,以適應拓撲結構的變化。

4、當某一幀到達網橋時,查詢路由表。

若找到目的地址,則向對應的埠轉發。

若找不到目的地址,則向所有的埠廣播(除了它所到達的埠外)。

5、當網路拓撲結構出現環路時,應阻塞某些網橋的某些埠,消除環路,使網路呈現出生成樹結構(Spaning tree)。