计算机网络原理 从802.x到802.y的网桥
计算机网络原理  从802.x到802.y的网桥
在许多单位中，都希望将处在不同的位置的多个局城网连接起来。为解决这个问题，我们可以通过一种工作在数据链路层的设备连接起来，这种设备叫做网桥（Bridge）。
而网桥并不对网络层的头部进行检查，因此可以同等地复制IP，IPX或OSI分组。与之相反，纯粹的IP，IPX或OSI路由器只能处理与路由对应的分组。
下面在介绍网桥之前，我们来深入学习使用网桥的一些常用环境。在许多单位之所以有多个局城网，大致有以下6个原因。
● 单位多元化
在许多单位或者大学中，因为有许多的部分或者科室（系别），所以将科室或者部门都有各自的局域网，主要用于连接他们自己的个人计算机、工作站以及服务器。
由于各科室（或部门）的工作性质不同，因此选用了不同的局域网，所以需要网桥将其连接。在这种情况下，各个部门的自主管理导致了多个局域网存在局面。
● 地理位置不同
在很多大型单位中，由于工作性子不同，所以单位在地理位置上比较分散，并且相距较远。用户可以通过使用网桥将不同位置建立的局域网连接起来。
● 调节载荷
在许多大学中，有数千台工作站供师生们使用。文件通常存放在文件服务器中，当收到服务请求就将文件下载到用户计算机中。这样的系统规模庞大，将所有工作站连在一个局域网中的方案很难实现，因为所需的总带宽太高，于是采用由网桥连接的多个局城网，如图5-13所示。每个局域网有一组工作站，并且有自己的文件服务器，因此大部分通信限于单个局域网内，减轻了主干网的负担。
图5-13  主干连接的多个局域网
● 局域网分段
从载荷上看单个局域网是毫无问题的，但是相距最近的计算机之间的物理距离太远（比如超过802.3所规定的2.5KM）。即使电缆铺设不成问题，但由于来回时延过长，网络仍将不能正常工作。惟一的办法是将局域网分段，在各段之间放置网桥。通过使用网桥，可以增加工作的总物理距离。
● 阻止信息流护心演员表
在一个单独的局域网中，一个有缺陷的节点不断地输出无用的信息流会严重地破坏局域网的运行。网桥可以设置在局域网中的关键部位、就像建筑物内的防火门一样，防止因单个节点失常而破坏整个系统。
中秋几号● 有助于安全保密
大多数LAN接口都有一种混杂工作方式（Promiscuous Mode），在这种方式下，计算机接
收所有的帧，包括那些并不是编址发送给它的帧。如果网中多处设置网桥并谨慎地拦截无须转发的重要信息，那么就可以把网络分隔以防止信息被窃。
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通过我们学习使用网桥的6个原因，我们知道在什么情况下应该使用网桥。现在再来了解一下网桥的工作原理。
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图5-14  从802.3到802.4的局域网网桥
图5-14说明了一个简单的两端口网桥的工作原理。计算机A要发送一个分组。该分组被下传到LLC子层并加上一个LLC头。随后该分组又传到MAC子层并加了一个802.3头和尾（图
中未画出尾）。此信元被发送到电缆上，最后上传到网桥中的MAC子层，在此去掉802.3头和尾，然后将它（带有LLC头）交给网桥中的LLC子层，在此例中，分组的目的地是连接到网桥上的802.4子网，故按802.4的方式在网桥的802.4中侧往下传。如果用户连接多个不同局域网的网桥，则有多个相应的不同的MAC子层和物理层。
上面我们已经简单的了解了两个局域网之间的传输过程。这此，有人会认为从一个802局域网到另一个802局域网的网桥是非常简单的，但实际上并非如此。下面我们就来学习在设计各种802局域网间网桥时遇到的困难。
在802.x到802.y的九种组合中，每一种都有它自己的特殊问题要解决。首先我们来看一下这些网桥共向面临的一般性问题。
● 各种局域网采用了不同的帧格式。
这种不兼容性并不是由技术上的原因造成的，而仅仅是由于支持三种标准的公司(Xerox, GM和IBM)，没有一家愿意改变自己所支持的标准。因此在不同的局域网间复制帧要重排格式，这需要占用CPU时间，重新计算校验和，而且还有可能产生因网桥存储错误而造成的无法检测的错误，如图5-15所示。
空间说明伤感图5-15  IEEE 802 帧的格式
● 局域网并非必须按相同的数据传输速率传输
当快速的局域网向慢速的局域网发送一长串连续帧时，网桥处理帧的速度要比帧进入的速度慢。网桥必须用缓冲区存储来不及处理的帧，同时还得提防耗尽存储器。即使是10Mb/s的802.4到10Mb/s的802.3的网桥。因为802.3的部分带宽耗费于冲突，并且802.3实际上并不是真的10Mb/s，而802.4(几乎)确实为10Mb/s。
● 各层的计时器值
与网桥瓶颈相关的一个细微的问题是其上各层的计时器值。例如802.4局域网上的网络层想发送一段很长的报文(帧序列)。在发出最后一帧之后，它开启一个计时器，等待确认。如果此报文必须通过网桥转到慢速的802.5网络，那么在最后一帧被转发到低速局域网之前，
计时器就有可能时间到。网络层可能会以为帧丢失而重新发送整个报文。几次传送失败后，网络层就会放弃传输并告诉传输层目的站点已经关机。市场营销学课程
● 三种802 LAN有不同的最大帧长度。
对于802.3局域网最大帧长度取决于配置参数，但对标准的10M/bs系统最大有效载荷为1500字节。802.4的最大帧长度固定为8191字节。802.5没有上限，只要站点的传输时间不超过令牌持有时间。如果令牌时间缺省为10ms，则最大帧长度为5000字节。
如果把一个长帧转发给不能接收长帧的局域网时，而在本层中不考虑把帧分成小段。那么所有的协议都假定帧要么到达要么没有到达，没有条款规定把更小的单位重组成帧。当然这并不是说不能设计这样的协议，可以设计并已有这种协议，只是802不提供这种功能。而这个问题基本上无法解决，必须丢弃因太长而无法转发的帧。

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