橋接

   

   橋接   Bridging

一，一種植物嫁接法,其法是一個或數(shù)個接穗的一端插入砧木下部,另一端插入砧木上部,被形成層或其它弱點隔開,特別用于跨過傷口(如蟲咬壞的)以加強薄弱的或有缺陷的接合處。

二，橋接器是用于在兩個或多個網(wǎng)段或子網(wǎng)間提供通信路徑的互聯(lián)設備。這些網(wǎng)段或子網(wǎng)具有相同的地址及網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。圖－11說明服務器如何在兩個網(wǎng)絡適配器之間進行橋接。某網(wǎng)絡上的工作站可以利用橋接器向其它網(wǎng)上的工作站廣播消息，所以橋接器是連接網(wǎng)絡段的兩端口（或多端口）設備。另外，橋接器還可以將業(yè)務忙的網(wǎng)絡分為兩段，減少每段上的通信量以提高性能。它還能過濾網(wǎng)絡廣播信息，只允許必要的通信信息通過橋接器到達另外的網(wǎng)絡。本書中討論的其它互聯(lián)設備有中繼器、路由器和網(wǎng)關。

安裝橋接器的原因如下：

擴展整個網(wǎng)絡的距離和節(jié)點數(shù)目。

減少連接節(jié)點過多引起的通信瓶頸。

鏈接不同網(wǎng)絡，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)。并且在它們之間傳送分組。前提是假設它們采用相同的網(wǎng)絡協(xié)議。

橋接器可以是一個獨立的設備，或者通過安裝一個或多個網(wǎng)卡在服務器中建立，前提是服務器操作系統(tǒng)支持橋接。通過橋接器相連的每個LAN網(wǎng)段都有一個特定的網(wǎng)絡號碼。打個比方，網(wǎng)絡號類似于街道名，工作站號類似于房間號。橋接器在相聯(lián)網(wǎng)段間傳送數(shù)據(jù)分組。Novell NetWare、Banyan VINES及Microsoft公司的網(wǎng)絡具有服務器橋接功能。如果橋接功能使服務器陷入癱瘓，就需要外部橋接器，外部橋接器由Cisoc、3COM、Cabletron等供應商制造。

橋接器具有過濾功能，該功能的實現(xiàn)是通過讀取以太網(wǎng)或令牌環(huán)幀中的地址來確定數(shù)據(jù)分組屬于哪一個LAN網(wǎng)段。但是，橋接器不能訪問網(wǎng)絡層協(xié)議信息，所以它不能提供最優(yōu)路徑選擇。路由器可以通過編程（或?qū)W習）在專門路徑中為分組選擇路由以減少費用或者避免通信擁塞。而且多協(xié)議路由器能夠用于處理具有多通信協(xié)議的網(wǎng)絡通信。

隨著網(wǎng)絡的增長，橋接的數(shù)目也隨之增大，可能會出現(xiàn)循環(huán)回路或者無效路徑。在橋接網(wǎng)絡中避免循環(huán)回路將在以后討論。橋接器缺少擁塞管理，無法確定最優(yōu)數(shù)據(jù)路徑。當許多工作站都需要發(fā)送時就會引起擁塞。在橋接的網(wǎng)絡中，流控制由端系統(tǒng)完成。橋接器在為彌補擁塞問題而傳送額外的分組時，實際上可能反而使問題擴大了。這些問題將在本節(jié)“生成樹算法”中討論。

Types of Bridges 橋接器類型

橋接器類型總的說來有兩種：本地與遠程橋接器。本地橋接器為LAN提供連接點，用于在同一建筑物或區(qū)域內(nèi)互連LAN網(wǎng)段。如圖B－12下端所示。遠程橋接器具有連接遠地網(wǎng)絡模擬或數(shù)字通信鏈路端口，如圖B－12上端所示。遠程橋接器之間的連接采用的是使用調(diào)制解調(diào)器的模擬線路，或者采用吞吐量為1．544Mbps的T1等數(shù)字專用線路。

模擬線路基本上是聲音級撥號電話線，提供橋接器連接的線路可以是臨時的（參見本書的“電路交換服務”），也可以是長期的（參見“專用線路”）。由于電話公司能夠?qū)�連接負責，所以專用線比撥號連接的速度快、質(zhì)量好，但是，租費可能與網(wǎng)絡的使用需要不相符。撥號線適于偶爾的使用，如文件傳輸或公司場地間的電子函件的批量傳輸。而租用線路是連續(xù)使用的最佳選擇。

Bridge Functionality 橋接器功能

橋接器可以連接兩個相似或不相似的LAN網(wǎng)段，可以將橋接器看作郵件分類裝置，查看數(shù)據(jù)分組的地址并且送到合適的網(wǎng)段。橋接發(fā)生在相當于開放系統(tǒng)互連（OSI）協(xié)議模型的數(shù)據(jù)鏈路層。遵循IEEE 802標準的介質(zhì)訪問控制（MAC）規(guī)程的設備能夠通過橋接器相連。以太網(wǎng)、令牌環(huán)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）都是遵循IEEE 802標準進行MAC級橋接的例子。正因為如此，將以太網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)連到FDDI主干網(wǎng)的橋接設備使用較普遍，參見“主干網(wǎng)”中的討論。

數(shù)據(jù)鏈路層又可以分為上部的邏輯鏈路控制（LLC）子層與下部的MAC子層。支持IEEE 802標準的設備有一個模塊化MAC子層，可以適用于許多網(wǎng)絡類型，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)，見圖B－13所示。上部的LLC子層用作“交換板”，在MAC子層中的網(wǎng)絡模塊之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)分組。在上文的例子中，將以太網(wǎng)的幀解包，采用令牌環(huán)的幀格式重新包裝。這種額外的處理帶來了一些延遲，所以橋接器的速率由它每秒能夠處理的分組而定。

橋接器具有如下功能：

幀傳送 幀傳送是一種形式的過濾，如果數(shù)據(jù)分組的地址與段地址相匹配，那么橋接器將數(shù)據(jù)分組傳送到LAN網(wǎng)段上，這可以防止在本段編址的數(shù)據(jù)分組通過橋接器。如果沒有過濾作用，那么數(shù)據(jù)分組被傳送到網(wǎng)上的每個位置。當數(shù)據(jù)分組到達橋接器時，橋接器讀出其目的地址，并且決定它是否應該能夠通過橋接器朝前傳送。

循環(huán)回路解決方案 大量橋接的LAN可能存在循環(huán)回路，從而引起數(shù)據(jù)分組連續(xù)不停地傳送，一些橋接器會檢測出這些循環(huán)的數(shù)據(jù)分組并且加以攔截。

學習技能 橋接器建立了描述路由的地址表。方法是通過檢查分組流動或者從旅行中學得網(wǎng)絡拓撲的“偵探分組”中獲得信息。第一種方法叫做透明式橋接，第二種方法叫做源路由選擇，這些學習技能將在以下的部分中討論。

早期的橋接器要求網(wǎng)絡管理員手工輸入地址表，這是一項非常乏味的工作。如果某工作站的用戶轉(zhuǎn)移到其它位置，那么該表必須定期更新�，F(xiàn)在的先進橋接器能夠采用這里談到的技術(shù)獲得網(wǎng)絡上其它工作站的地址。注意，透明橋接器常常稱為自學習橋接器，采用的是IEEE 802．1標準的生成樹算法。以太網(wǎng)環(huán)境中采用的是透明式橋接，令牌環(huán)環(huán)境中采用的是源路由選擇技術(shù)。

Transparent Bridging 透明式橋接

透明式橋接器在安裝通電后能夠自動獲悉網(wǎng)絡環(huán)境的拓撲結(jié)構(gòu)。當數(shù)據(jù)分組傳送到橋接器的端口，透明式橋接器查看其源地址，并且在橋接表中增添表項。這些表項建立了源地址與分組經(jīng)過網(wǎng)絡的地址的聯(lián)系。具有兩個LAN網(wǎng)段（123網(wǎng)段和456網(wǎng)段）的典型表格如圖B－14所示，橋接表經(jīng)常隨著新源地址的增加或者網(wǎng)絡的改變而更新。

到達的數(shù)據(jù)分組根據(jù)橋接表信息繼續(xù)向前發(fā)送，如果目的網(wǎng)絡類型發(fā)生了改變則必須被重新包裝。如果一個地址在表中沒有找到，那么一個發(fā)現(xiàn)過程將被重新啟動。將一幀發(fā)送到不包括發(fā)出其幀的所有LAN網(wǎng)段，如果目的點以網(wǎng)絡地址作為響應返回，那么橋接器在橋接表中可以新增一條表目，如果有足夠的時間后，橋接器可以得到網(wǎng)絡上所有節(jié)點的地址。

互聯(lián)網(wǎng)段的數(shù)目是學習過程中必須了解的問題，如果一個橋接器只與兩個網(wǎng)段相連，那么橋接表的創(chuàng)建就相對簡單。哪些工作站在橋接器這一邊，哪些在另一邊就可確定下來。但是橋接器必須首先通過將數(shù)據(jù)分組從橋接器的一邊傳送到另一邊，并且等待目的站點的應答才知道每個連接的網(wǎng)絡的地址。

如何將多個LAN網(wǎng)段互連起來呢？圖B－15上面的網(wǎng)必須將左邊網(wǎng)段的數(shù)據(jù)分組經(jīng)過中間網(wǎng)段傳送到右邊網(wǎng)段。這將在中間部分引起性能問題。但是，僅僅需要兩個橋接器。一種替換的方法是在每一個LAN網(wǎng)段上連接一個橋接器，這些橋接器又全部接到象FDDI環(huán)那樣的主干網(wǎng)上。如圖B－15下面所示。

在大型互聯(lián)網(wǎng)中，多條橋接路徑可能會形成閉合回路，使數(shù)據(jù)分組無休止地循環(huán)，從而導致性能降低或者整個網(wǎng)絡陷入癱瘓。最糟的是，為解決這個問題無休止產(chǎn)生的那些新分組導致“傳播風暴”．但是多條路徑對容錯又是必要的，如圖B－16所示。如果LANA與LANB之間的鏈路斷開了，間接通過LANC的替換鏈路可以保持傳輸?shù)恼�常進行。生成樹算法（STA）可以建立多條路徑而不引起循環(huán)回路，但是它采用的方法是封鎖一條路徑，直到需要時才允許使用。被封鎖的路徑應該是僅在需要時才工作的模擬或數(shù)字鏈路。另外一種被稱作負載分擔的策略也能在一定程度上解決該問題。

生成樹算法

生成樹橋接器通過禁止以太網(wǎng)中的某些鏈路來檢測和中止循環(huán)傳送。IEEE801．2－D生成樹協(xié)議（STP）由維持輔助橋接器作為備份來抑制冗余橋接器中的循環(huán)回路。如果主橋接器不工作了，輔助 橋接器將代替 它繼續(xù)工作。

該算法為每一個橋接器分配一個唯一的標識，該標識通常是橋接器的MAC地址。

每個橋接器分配一個優(yōu)先級值。

為每個橋接器的每個端口分配一個唯一的標識。

每個橋接器端口被賦予一個路費權(quán)值。網(wǎng)絡管理員可以人工改變路費權(quán)值，為特殊端口設立優(yōu)先權(quán)。

該算法從橋接器中選定一個作為根橋接器，具有最小標識的橋接器被選作根。一旦選定了根橋接器其它橋接器就能夠確定通過哪個端口訪問根橋接器的路費權(quán)值最小，該端口稱作該橋接器的根端口。如果幾個端口的路費權(quán)值一樣，那么就選擇橋接器間網(wǎng)段數(shù)最少的端口。最后一步是根據(jù)最少路費原則確定由哪個橋接器的哪個端口提供路徑通過網(wǎng)絡達到其根。

該過程允許使用一部分端口以到達某些橋接器，另一部分端口封閉以防止循環(huán)回路。封閉端口連到一撥就通的調(diào)制解調(diào)器或者某些橋接器，這些橋接器僅僅在需要路徑或線路在引起回路的情況下仍能安全使用時才建立與交換通信鏈路的連接。

負載分擔橋接器

當橋接器使用專線跨越較大區(qū)域時，絕大多數(shù)網(wǎng)絡管理員都認為阻塞線路和將其僅用于備份不是經(jīng)濟可行的。一些橋接器生產(chǎn)廠家推出了負載分擔橋接器，它使用備份鏈路來分擔網(wǎng)絡負載而不會引起回路。這是最有效的橋接器型式，它采用生成樹算法和使用雙鏈路來傳送數(shù)據(jù)分組，改進了互聯(lián)網(wǎng)的性能。

Source Route Bridge 源路由橋接

IBM的令牌環(huán)網(wǎng)采用了一種特殊的源路由選擇方法，不僅告訴橋接器數(shù)據(jù)分組的目的地，而且告訴它如何到達。在源路選擇器中，數(shù)據(jù)分組本身具有繼續(xù)傳送的信息，由于分組中有路徑信息，所以能夠自己找到路徑從而在網(wǎng)絡中繼續(xù)傳送。

通過“發(fā)現(xiàn)”方法來實現(xiàn)源路由選擇的橋接器，首先確定一個分組走向目的站應該選擇的路由。注意，雖然這聽起來象路由選擇，其實源路由選擇橋接器只是確知其余橋接器地址的傳送設備。數(shù)據(jù)分組中具有有利于廣域網(wǎng)的最優(yōu)路由選擇信息。在透明式橋接中，有必要將某些鏈路封鎖起來防止環(huán)路的出現(xiàn)。而在源路由選擇橋接中，避免了循環(huán)回路，所以可以方便、安全地在廣域鏈路中建立平行冗余路徑。

“偵探分組”被源橋接器發(fā)出以發(fā)現(xiàn)一條通過網(wǎng)絡的路徑。網(wǎng)絡中有多個橋接器就有多個偵探分組從中間橋接器到達目的地，目的節(jié)點便向源節(jié)點發(fā)送回響應信息。然后根據(jù)象橋接器之間網(wǎng)段數(shù)等因素確定最優(yōu)路徑。該路徑被存入橋接器中，并加在發(fā)送到目的地的所有的后繼數(shù)據(jù)分組中。

路徑發(fā)現(xiàn)處理最初需要完成一些工作，但最后橋接器知道了最常用的路徑。如果令牌環(huán)網(wǎng)絡較大，那么有可能出現(xiàn)建立偵探分組的“風暴”，使網(wǎng)絡陷入癱瘓。令牌環(huán)的硬件限制橋間網(wǎng)段數(shù)為7，有助于減少“風暴”的出現(xiàn)，但是同時也限制了網(wǎng)絡的大小。

Bridging Enthernet and Token Ring 橋接以太網(wǎng)與令牌環(huán)

我們一直假設在全以太網(wǎng)或者全令牌環(huán)環(huán)境之中裝置橋接器，但是這樣的情況很少。組織往往需要橋接部門LAN，形成混合的拓撲結(jié)構(gòu)。其中遇到的問題有：

以太網(wǎng)使用生成樹算法的自學習橋接器，令牌環(huán)網(wǎng)采用源路由選擇技術(shù)；以太網(wǎng)橋接器保持地址表而令牌環(huán)網(wǎng)保持路徑信息。

以太網(wǎng)與令牌環(huán)網(wǎng)的幀狀態(tài)和錯誤信息編碼不同。

兩種網(wǎng)絡類型間有些幀信息沒有相應成分。例如令牌環(huán)采用了優(yōu)先機制，表明某些幀較其它幀更重要，而以太網(wǎng)沒有這種特性。

以太網(wǎng)

1500字節(jié)分組和令牌環(huán)4，000～17，800字節(jié)的分組在分組結(jié)構(gòu)上不同。

這些問題需要轉(zhuǎn)換橋接器解決，轉(zhuǎn)換橋接器IBM 8209具有一個以太網(wǎng)端口和一個令牌環(huán)端口，它提供轉(zhuǎn)換服務使兩個網(wǎng)絡能夠互相交換分組。它通過強制令牌環(huán)網(wǎng)使用1，500字節(jié)幀來解決幀的問題。對令牌環(huán)節(jié)點，橋接器作為源路由選擇橋接器出現(xiàn)；對以太網(wǎng)節(jié)點，它作為生成樹橋接器出現(xiàn)。

FDDI Backbone BridgesFDDI主干網(wǎng)橋接器

光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）標準是一種適用于大樓或校園環(huán)境中的主干網(wǎng)介質(zhì)。具有FDDI接口的橋接器能夠?qū)�LAN網(wǎng)段鏈接到FDDI主干網(wǎng)。當將以太網(wǎng)橋接到FDDI主干網(wǎng)時，以太網(wǎng)的幀要在網(wǎng)絡中傳輸必須重新打包。

方法有以下兩種：

封裝 該方法僅僅在以太網(wǎng)的幀上再加一層FDDI封裝，將其作為分組在主干網(wǎng)中傳輸。當它被送到目的網(wǎng)絡的橋接器時，被解封并且傳送到目的點。封裝的方法被大部分的以太網(wǎng)－FDDI網(wǎng)橋接器所采用，它假定除橋接器外以太網(wǎng)上的節(jié)點不需要與直接連接到FDDI局域網(wǎng)的節(jié)點通信。封裝使幀信息只有他們在接收網(wǎng)橋接器中被解封后才能使用。

轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換橋接器可以將以太網(wǎng)分組轉(zhuǎn)換為FDDI分組，大多數(shù)有關問題及某些解決措施將在最后討論。轉(zhuǎn)換雖然不如封裝有效，但是它允許以太網(wǎng)上的節(jié)點與FDDI網(wǎng)上的節(jié)點通信，在FDDI僅僅用作主干道網(wǎng)的情況下，封裝比轉(zhuǎn)換好。

Remate Bridging Technigues 遠程橋接技術(shù)

遠程橋接器有多種連接方法，本書后面的條目“數(shù)據(jù)傳輸率”介紹了常見網(wǎng)絡應用的傳輸速率和能夠幫助確定滿足傳輸需求的活動。

異步橋接器 撥號調(diào)制解調(diào)器和異步鏈路對偶爾的低容量的互聯(lián)網(wǎng)通信已經(jīng)足夠了。大容量的通信需要專用模擬線路或下面將討論的數(shù)字線路。異步橋接設備有連接高速調(diào)制解調(diào)器的RS－232和V．35端口。V．32bis調(diào)制解調(diào)器能夠工作于14．4Kbps的速率，正在出現(xiàn)的標準使用壓縮方法能提供更高的速率。見本書后面“調(diào)制解調(diào)器”。

專用或交換數(shù)字線路 數(shù)字線路的速率可為64Kbps或更高，上至T1速率為1．544Mbps，T3速率為45Mbps。T1中有24條能處理聲音或數(shù)據(jù)通信的信道，信道服務單元／數(shù)據(jù)服務單元（CSU／DSU）將橋接器與數(shù)字線路相連，如圖B－17所示。如果打算混合傳送聲音與數(shù)據(jù)，那么需要一個多路復用器。請參見“多路復用”、“T1／T3服務”和“廣域網(wǎng)”的有關內(nèi)容。

分組交換服務 分組交換服務能夠提供任意點到任意點的連接，相對于專線點對點的連接。橋接器能夠在分組交換網(wǎng)中建立與多個遠距離節(jié)點的鏈路。由于鏈路是交換的，連接時間可以較短，所以客戶只需按使用付費。一些分組交換服務列舉如下：

X．25分組交換傳輸速度為56Kbps。

幀中繼是一種速率為1．544Mpbs或更高的流水線幀傳送服務。它假定現(xiàn)代傳輸工具是可靠的，相對而言沒有錯誤，因而取消了額外的錯誤檢測。

交換式多兆位數(shù)據(jù)服務（SMDS）是在光纖環(huán)網(wǎng)絡上運行的城域網(wǎng)服務。

Bridging Versus Routing橋接方式與路由選擇方式的比較

路由器往往比橋接器好，因為它們能夠在復雜網(wǎng)絡中提供更好的通信管理。路由器可以通過與另一個路由器共享網(wǎng)絡狀態(tài)信息繞過擁塞或失效的連接。相當于OSI協(xié)議棧中的網(wǎng)絡層協(xié)議能夠采用這個網(wǎng)絡狀態(tài)信息，但橋接器卻看不到。由于路由器工作在網(wǎng)絡層，他們能夠在數(shù)據(jù)分組中得到更多的信息，并且能夠利用它們改進分組的傳送。
   

• 通信詞典解釋