局域网用网桥互连。IEEE 802标准中有两种关于网桥的规范:一种是透明网桥,另一种是源路由网桥。
在IEEE 802体系结构中,站地址是由MAC子层协议说明的,网桥在MAC子层起中继作用。图5-6表示了由一个网桥连接两个LAN的情况,这两个LAN运行相同 的MAC和LLC协议。当MAC帧的目标地址和源地址属于不同的LAN时,该帧被网桥捕获、暂时缓冲,然后传送到另一个LAN。当两个站之间有通信时,两 个站中的对等LLC实体之间就有对话,但是网桥不需要知道LLC地址,网桥只是传输MAC帧。
MAC中继桥的概念并不限于用一个网桥连接两个邻近的LAN。如果两个LAN相距较远,可以用两个网桥分别连接一个LAN,两个网桥之间再用通信线路相连,网桥除了具有帧转发的功能外,还要有做出路由决策的能力,特别是当一个网桥连接两个以上的网络时,不但要决定是否转发,还要决定转发到哪个LAN上去。
为了对网桥的路由选择提供支持,MAC层地址{zh0}是分为两部分:网络地址部分(标识互联网中惟一的 LAN)和站地址部分(标识某 LAN中{wy}的工作站)。IEEE 802.5标准建议:16位的MAC地址应分成7位的LAN编号和8位的工作站编号,48位的MAC地址应分成14位的LAN编号和32位的工作站编号, 其余的1位或2位用于区分组地址/单地址,以及局部地址/全局地址。
在网桥中使用的路由选择技术可以是固定路由技术。像网络层使用的那样,每个网桥中存储一张固定路由表,网桥根据目标站地址,查表选取转发的方向,选取的原 则可以是某种既定的最短通路算法。固定式路由策略适合小型和配置稳定的互联网络。除此之外,IEEE 802委员会开发了两种路由策略规范:IEEE 802.1发布的标准是基于生成树算法,可实现透明网桥;伴随IEEE 802.5标准的是源路由网桥规范。
两种网桥体系:
生成树网桥:
生成树(Spanning Tree)网桥是一种xx透明的网桥,这种网桥插入电缆后就可自动完成路由选择的功能,无需由用户装入路由表或设置参数,网桥的功能是自己学习获得的。
1.帧转发
网桥为了能够决定是否转发一个帧,必须为每个转发端口保存一个转发数据库,该数据库中保存着必须通过该端口转发的所有站的地址。网桥从端口X收到一个MAC帧,则它按以下算法进行路由决策:
(1)查找除X端口之外的其他转发数据库;
(2)如果没有发现目标地址,则丢弃帧;
(3)如果在某个端口Y的转发数据库中发现目标站地 址,并且Y端口没有阻塞(阻塞的原因下面讲述),则把收到的MAC帧从Y端口发送出去,若Y端口阻塞,则丢弃该帧。
2.地址学习
3.环路分解——生成树算法
利用了MAC帧中的源地址字段,为转发数据库的每一数据项(站地址)都配备一个定时器。当一个新的数据项加入数据库时,定时器复位;如果定时器超时,则数据项被删除,从而相应传播方向的信 息失效。
当互联网中出现环路时,可采用生成树算法使得任意两个站之间只有惟一通路。引入以下概念:
根桥:即作为生成树树根的网桥,例如可选择地址值最小的网桥作为根桥。
通路费用:为网桥的每一个端口指定一个通路费用,该费用表示通过哪 个端口向与其连接的LAN传送一个帧的代价。两个站之间的通路可能要经过多个网桥,这些网桥的有关端口的费用相加就构成了两站之间的通路的费用。
根通路:每一个网桥通向根桥的费用最小的通路。
根端口:每一个网桥与根通路相连接的端口。
指定桥:每一个 LAN有一个指定桥,这是在该LAN上提供最小费用根通路的网桥。
指定端口:每一个LAN的指定桥连接该LAN的端口为指定端口。对于直接连 接根桥的LAN,根桥就是指定桥。该LAN连接根桥的端口即为指定端口。
生成树算法如下:
(1)确定一个根桥;
(2)确定其他网桥的根端口;
(3)对每一个LAN确定一个{wy}的指定桥和指定端口,如果有两个以上网桥的根通路费 用相同,则选择优先级{zg}的网桥作为指定桥;如果指定桥有多个端口连接LAN,则选取标识符值最小的端口为指定端口。
源路由网桥:
源路由网桥的核心思想是由帧的发送者显式地指明路由信息。路由信息由网桥地址和LAN标识符的序列组成,包含在帧头中。每个收到帧的网桥根据帧头中的地址 信息可以知道自己是否在转发路径中,并可以确定转发的方向。
路由指示分为以下几种:
(1)空路由指示:不指示路由选择方式。所有网桥不转发这种帧,故只能在同一个LAN上的源站和目标站之间传送。
(2)非广播指示:这种帧中包含 了LAN标识符和网桥地址的序列。帧只能沿着预定路径经各网桥转发到达目标站,目标站只收到该帧的一个副本,这种帧只能在已知路由情况下发送。
(3) 全路广播指示:这种帧通过所有可能的路径到达所有的LAN,在有些LAN上可能多次出现。所有网桥都向远离源端的方向转发这种帧,目标站会收到来自不同路 径的多个副本。
(4)单路径广播指示:这种帧在所有LAN上出现一次并且只出现一次,目标站只收到一个副本。全路广播帧不含路由信息,每一个转发这种帧的网桥都把自己的地址和输出LAN的标识符加在路由信息字段中。
寻址模式分为以下三种:
(1)单播地址:指明{wy}的目标地址;
(2)组播地址:指明一组工作站的地址;
(3)广播地址:表示所有站。