2015年職稱計算機Internet考點精講:網(wǎng)橋與路由器

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　　網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，將兩個LAN連起來，根據(jù)MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀，可以看作一個“低層的路由器”(路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址如IP地址進行轉(zhuǎn)發(fā))。

　　遠程網(wǎng)橋通過一個通常較慢的鏈路(如電話線)連接兩個遠程LAN，對本地網(wǎng)橋而言，性能比較重要，而對遠程網(wǎng)橋而言，在長距離上可正常運行是更重要的。

　　一、網(wǎng)橋與路由器的比較

　　網(wǎng)橋并不了解其轉(zhuǎn)發(fā)幀中高層協(xié)議的信息，這使它可以同時以同種方式處理IP、IPX等協(xié)議，它還提供了將無路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)(如NetBEUI)分段的功能。

　　由于路由器處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)，因此它們更容易互連不同的數(shù)據(jù)鏈路層，如令牌環(huán)網(wǎng)段和以太網(wǎng)段。網(wǎng)橋通常比路由器難控制。象IP等協(xié)議有復(fù)雜的路由協(xié)議，使網(wǎng)管易于管理路由;IP等協(xié)議還提供了較多的網(wǎng)絡(luò)如何分段的信息(即使其地址也提供了此類信息)。而網(wǎng)橋則只用MAC地址和物理拓撲進行工作。因此網(wǎng)橋一般適于小型較簡單的網(wǎng)絡(luò)。

　　二、使用原因

　　許多單位都有多個局域網(wǎng)，并且希望能夠?qū)⑺鼈冞B接起來。之所以一個單位有多個局域網(wǎng)，有以下6個原因：

　　首先，許多大學(xué)的系或公司的部門都有各自的局域網(wǎng)，主要用于連接他們自己的個人計算機、工作站以及服務(wù)器。由于各系(或部門)的工作性質(zhì)不同，因此選用了不同的局域網(wǎng)，這些系(或部門)之間早晚需相互交往，因而需要網(wǎng)橋。

　　其次，一個單位在地理位置上較分散，并且相距較遠，與其安裝一個遍布所有地點的同軸電纜網(wǎng)，不如在各個地點建立一個局域網(wǎng)，并用網(wǎng)橋和紅外鏈路連接起來，這樣費用可能會低一些。

　　第3，可能有必要將一個邏輯上單一的LAN分成多個局域網(wǎng)，以調(diào)節(jié)載荷。例如采用由網(wǎng)橋連接的多個局域網(wǎng)，每個局域網(wǎng)有一組工作站，并且有自己的文件服務(wù)器，因此大部分通信限于單個局域網(wǎng)內(nèi)，減輕了主干網(wǎng)的負擔(dān)。

　　第4，在有些情況下，從載荷上看單個局域網(wǎng)是毫無問題的，但是相距最遠的機器之間的物理距離太遠(比如超過802.3所規(guī)定的2.5km)。即使電纜鋪設(shè)不成問題，但由于來回時延過長，網(wǎng)絡(luò)仍將不能正常工作。唯一的辦法是將局域網(wǎng)分段，在各段之間放置網(wǎng)橋。通過使用網(wǎng)橋，可以增加工作的總物理距離。

　　第5，可靠性問題。在一個單獨的局域網(wǎng)中，一個有缺陷的節(jié)點不斷地輸出無用的信息流會嚴重地破壞局域網(wǎng)的運行。網(wǎng)橋可以設(shè)置在局域網(wǎng)中的關(guān)鍵部位，就像建筑物內(nèi)的放火門一樣，防止因單個節(jié)點失常而破壞整個系統(tǒng)。

　　第6，網(wǎng)橋有助于安全保密。大多數(shù)LAN接口都有一種混雜工作方式(promiscuousmode)，在這種方式下，計算機接收所有的幀，包括那些并不是編址發(fā)送給它的幀。如果網(wǎng)中多處設(shè)置網(wǎng)橋并謹慎地攔截?zé)o須轉(zhuǎn)發(fā)的重要信息，那么就可以把網(wǎng)絡(luò)分隔以防止信息被竊。

　　三、兼容性問題

　　有人可能會天真地認為從一個802局域網(wǎng)到另一個802局域網(wǎng)的網(wǎng)橋非常簡單，但實際上并非如此。在802.x到802.y的九種組合中，每一種都有它自己的特殊問題要解決。在討論這些特殊問題之前，先來看一看這些網(wǎng)橋共同面臨的一般性問題。

　　首先，各種局域網(wǎng)采用了不同的幀格式。這種不兼容性并不是由技術(shù)上的原因造成的，而僅僅是由于支持三種標準的公司(Xerox,GM和IBM)，沒有一家愿意改變自己所支持的標準。其結(jié)果是：在不同的局域網(wǎng)間復(fù)制幀要重排格式，這需要占用CPU時間，重新計算校驗和，而且還有可能產(chǎn)生因網(wǎng)橋存儲錯誤而造成的無法檢測的錯誤。

　　第二個問題是互聯(lián)的局域網(wǎng)并非必須按相同的數(shù)據(jù)傳輸速率運行。當(dāng)快速的局域網(wǎng)向慢速的局域網(wǎng)發(fā)送一長串連續(xù)幀時，網(wǎng)橋處理幀的速度要比幀進入的速度慢。網(wǎng)橋必須用緩沖區(qū)存儲來不及處理的幀，同時還得提防耗盡存儲器。即使是10Mb/s的802.4到10Mb/s的802.3的網(wǎng)橋，在某種程度上也存在這樣的問題。因為802.3的部分帶寬耗費于沖突。802.3實際上并不是真的10Mb/s，而802.4(幾乎)確實為10Mb/s。

　　與網(wǎng)橋瓶頸問題相關(guān)的一個細微而重要的問題是其上各層的計時器值。假如802.4局域網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)層想發(fā)送一段很長的報文(幀序列)。在發(fā)出最后一幀之后，它開啟一個計時器，等待確認。如果此報文必須通過網(wǎng)橋轉(zhuǎn)到慢速的802.5網(wǎng)絡(luò)，那么在最后一幀被轉(zhuǎn)發(fā)到低速局域網(wǎng)之前，計時器就有可能時間到。網(wǎng)絡(luò)層可能會以為幀丟失而重新發(fā)送整個報文。幾次傳送失敗后，網(wǎng)絡(luò)層就會放棄傳輸并告訴傳輸層目的站點已經(jīng)關(guān)機。

　　第三，在所有的問題中，可能最為嚴重的問題是三種802LAN有不同的最大幀長度。對于802.3，最大幀長度取決于配置參數(shù)，但對標準的 10M/bs系統(tǒng)最大有效載荷為1500字節(jié)。802.4的最大幀長度固定為8191字節(jié)。802.5沒有上限，只要站點的傳輸時間不超過令牌持有時間。如果令牌時間缺省為10ms，則最大幀長度為5000字節(jié)。一個顯而易見的問題出現(xiàn)了：當(dāng)必須把一個長幀轉(zhuǎn)發(fā)給不能接收長幀的局域網(wǎng)時，將會怎么樣?在本層中不考慮把幀分成小段。所有的協(xié)議都假定幀要么到達要么沒有到達，沒有條款規(guī)定把更小的單位重組成幀。這并不是說不能設(shè)計這樣的協(xié)議，可以設(shè)計并已有這種協(xié)議，只是802不提供這種功能。這個問題基本上無法解決，必須丟棄因太長而無法轉(zhuǎn)發(fā)的幀。其透明程度也就這樣了。   

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