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桥接器

概要图

桥接器(英语:network bridge),又称网桥,一种网络设备,负责网络桥接(network bridging)。桥接器将网络的多个网段数据链路层OSI模型第2层)连接起来(即桥接)。

桥接器有别于路由器。路由器允许多个网络之间的独立通信,但又保持区隔,而桥接器则是将两个独立的网络连接起来,就如同单一网络。如果所桥接的网络有一个以上的区段是无线网络,则该设备称为无线桥接器

网络桥接技术主要分为以下类型:用于以太网的“透明桥接”(或称学习型桥接、通透式桥接);用于FDDI和令牌环的“源路由桥接”(SRB);用于桥接不同介质类型之间数据的“转换桥接”(或称平移桥接,英语:Translational bridging);以及源路由桥接和透明桥接之组合,允许在以太网和令牌环(英语:Token-Ring)的混合环境中进行通信的“源路由转换桥接”(SR / TLB)。

特点

桥接器在功能上与集线器等其他用于连接网段的设备类似,不过后者工作在物理层(OSI模型第1层)。

  • 网桥能够识别数据链路层中的数据帧,并将这些数据帧临时存储于内存,再重新生成信号作为一个全新的数据帧转发给相连的另一个网段(network segment)。由于能够对数据帧拆包、暂存、重新打包(称为存储转发机制 store-and-forward),网桥能够连接不同技术参数传输速率的数据链路,如连接10BASE-T与100BASE-TX。
  • 数据帧中有一个位叫做FCS,用来通过CRC方式校验数据帧中的位。网桥可以检查FCS,将那些损坏的数据帧丢弃。
  • 网桥在向其他网段转发数据帧时会做冲突检测控制。
  • 网桥还能通过地址自学机制和过滤功能控制网络流量,具有OSI第2层网络交换机功能。这称为transparent bridge,由DEC在1980年代发明。其机制是网桥内部有一个数据库,最初没有数据。当网桥从一个网段收到一个数据帧,就会在数据库中登记(或者更新)数据帧的源地址属于这个网段,并检查数据包的目的地址。如果目的地址在数据库中属于另外一个网段,则网桥向该网段转发该数据帧;如果目的地址在数据库中没有记录,则网桥向除了源地址所在之外的其他所有网段转发(flood)该数据帧。
  • 桥接器仅仅在不同网络之间有数据传输的时候才将数据转发到其他网络,不是像集线器那样对所有数据都进行广播。对于以太网,“桥接”这一术语正式的含义是指符合IEEE 802.1D标准的设备,即“网络切换”。桥接器可以分割网段,不似集线器仍是在为同一碰撞域,所以对带宽耗损较大。因桥接器透过其内之MAC表格,让发送帧不会通过,所以其称之为数据链接层操作之网络组件,可隔离碰撞。

若有通信频繁的机器,则应置于同区之内,否则性能将降低。

无线桥接

无线桥接(Wireless bridge)指的是用来连接两个或多个物理上或逻辑上(不同网络传输协议)分开的网络区段(例如不同局域网或是同一个局域网下的不同部分)的硬件组件。“桥”并不一定要是一个硬件设备,像一些操作系统如WindowsGNU/LinuxMac OS XFreeBSD等都提供了用来桥接不同数据链接层协议的软件,这在无线到有线的网络下很常见。在某种意义上,电脑使用操作系统桥接软件的作用就如同桥接器。

很多无线路由器无线接入点提供了“桥接”及“中继”两种模式,两种模式产生的作用类似,不同点在于桥接模式连接两种不同网络传输协议,而中继模式则转送相同网络传输协议。

遵从IEEE 802.11标准的无线路由器、无线接入点及桥接器等都可作为无线桥接器。这些无线标准在多数国家都能使用免执照的无线频带。

无线桥接设备需成对作用(点对点),两者分别在“桥”的两边。然而,一个中央设备可以同时有多个“桥”(点对多点)。

桥接可以经由无线分散系统来达成,该系统会在两点或多点之间创建一个第二层无线桥接器。桥接的无线设备需要设置相同的服务设置标识符(SSID)以及相同的无线通道,而这些设备可以轮流形成“接入点-客户端”的关系来完成桥接。

国际标准化组织OSI模型中,数据包穿越网络层的设备称为路由器,而数据包穿越数据链接层的仅被认为是桥接器。

桥接一直以来是指资料不穿越网络堆栈(如TCP/IP)的传播。“无线桥接器”是一个口语化的名词。对于连接两个局域网,比较精确的叙述应该是:“(无线的)局域网到局域网的桥接”。这样的区别很重要,因为设备可能无法支持经由一个远程无线网络接入点来桥接两个局域网,一个能支持真正桥接的无线接入点可能满值得向往的:数据包不需经由网络传输协议堆栈、防火墙或其他网络抽象而穿越无线介质到有线网络。两个被桥接的网络可以视为同一个IP子网

透明桥接

透明桥接使用一个称为转发信息库的表来控制网段之间的帧转发。该表开始时是空的,当桥接器接收到帧时,就会增加纪录。如果在表中没有找到目标地址纪录,那么帧将被泛洪(flood)到桥接器除接收端口以外的网段。

  • 简单桥接

简单网桥会通过透明桥接的操作方式,将两个网段连接起来,通常是逐帧决定是否从一个网络转发到另一个网络。存储和转发技术通常用于转发,在转发过程中,帧完整性会在源网络上得到验证,CSMA / CD延迟也在目标网络上被容纳。 与仅扩展网段最大跨度的中继器不同,网桥只转发需要跨越网桥的帧。此外,网桥会通过在网桥的两端创建独立碰撞域来减少碰撞。

  • 多端口桥接

多端口网桥会连接多个网络,并以透明桥接的方式运行,在逐帧的基础上决定是否转发流量。此外,多端口网桥必须决定将流量转发到哪里。与简单网桥一样,多端口网桥通常采用存储和转发操作。多端口网桥也是网络交换机的基础。

参见

参考资料

  1. ^ What is a Network Switch vs. a Router?. Cisco Systems. [2012-07-27].
  2. ^ Bridging Protocols Overview (PowerPoint). iol.unh.edu. [2012-12-02].
  3. ^ 3.0 3.1 Configuring Transparent Bridging. Cisco. [2020-04-25] (英语).
  4. ^ Transparent Bridging. Cisco Systems, Inc. [2010-06-20].
  5. ^ 无线网桥,AP Client客户端模式?. www.cnwifi.com. [2017-06-03]. (原始内容存档于2017-12-16).
  6. ^ 无线网桥,无线AP中继模式,无线AP,无线中继,中继模式. www.cnwifi.com. [2017-06-03]. (原始内容存档于2016-11-10).
  7. ^ 7.0 7.1 Local Area Networks: Internetworking. manipalitdubai.com. [2012-12-02]. (原始内容 (PowerPoint)存档于2014-05-13).

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