网桥介绍

简介

       网桥（Bridge）是早期的两端口二层网络设备，用来连接不同网段。网桥的两个端口分别有一条独立的交换信道，不是共享一条背板总线，可隔离冲突域。网桥比集线器（Hub）性能更好，集线器上各端口都是共享同一条背板总线的。后来，网桥被具有更多端口、同时也可隔离冲突域的交换机（Switch）所取代。  网桥（Bridge）像一个聪明的中继器。中继器从一个网络电缆里接收信号， 放大它们，将其送入下一个电缆。相比较而言，网桥对从关卡上传下来的信息更敏锐一些。网桥是一种对帧进行转发的技术，根据MAC分区块，可隔离碰撞。网桥将网络的多个网段在数据链路层连接起来。

  网桥也叫桥接器，是连接两个局域网的一种存储/转发设备，它能将一个大的LAN分割为多个网段，或将两个以上的LAN互联为一个逻辑LAN，使LAN上的所有用户都可访问服务器。  扩展局域网最常见的方法是使用网桥。最简单的网桥有两个端口，复杂些的网桥可以有更多的端口。网桥的每个端口与一个网段相连。

原理

网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工 作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网络1 和网络2 通过网桥连接后，网桥接收网络1 发送的数据包，检查数据包中的地址，如果地址属于网络1 ，它就将其放弃，相反，如果是网络2 的地址，它就继续发送给网络2.这样可利用网桥隔离信息，将同一个网络号划分成多个网段（属于同一个网络号），隔离出安全网段，防止其他网段内的用户非法访问。由于网络的分段，各网段相对独立（属于同一个网络号），一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行。  网桥可以是专门硬件设备，也可以由计算机加装的网桥软件来实现，这时计算机上会安装多个网络适配器（网卡）。  网桥的功能在延长网络跨度上类似于中继器，然而它能提供智能化连接服务，即根据帧的终点地址处于哪一网段来进行转发和滤除。网桥对站点所处网段的了解是靠“自学习”实现的，有透明网桥、转换网桥、封装网桥、源路由选择网桥。网桥示意如图所示。

       当使用网桥连接两段LAN 时，网桥对来自网段1 的MAC 帧，首先要检查其终点地址。如果该帧是发往网段1 上某一站的，网桥则不将帧转发到网段2 ，而将其滤除；如果该帧是发往网段2 上某一站的，网桥则将它转发到网段2，这表明，如果LAN1和LAN2上各有一对用户在本网段上同时进行通信，显然是可以实现的。 因为网桥起到了隔离作用。可以看出，网桥在一定条件下具有增加网络带宽的作用。  网桥的存储和转发功能与中继器相比有优点也有缺点，其优点是：  使用网桥进行互连克服了物理限制，这意味着构成LAN 的数据站总数和网段数很容易扩充。  网桥纳入存储和转发功能可使其适应于连接使用不同MAC 协议的两个LAN，因而构成一个不同LAN 混连在一起的混合网络环境。  网桥的中继功能仅仅依赖于MAC 帧的地址，因而对高层协议完全透明。  网桥将一个较大的LAN 分成段，有利于改善可靠性、可用性和安全性。  网桥的主要缺点是：由于网桥在执行转发前先接收帧并进行缓冲，与中继器相比会引入更多时延。由于网桥不提供流控功能，因此在流量较大时有可能使其过载，从而造成帧的丢失。  网桥的优点多于缺点正是其广泛使用的原因。  网桥工作在数据链路层，将两个LAN连起来，根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。  远程网桥通过一个通常较慢的链路（如电话线）连接两个远程LAN，对本地网桥而言，性能比较重要，而对远程网桥而言，在长距离上可正常运行是更重要的。

优劣

网桥优点

1、过滤通信量。网桥可以使用局域网的一个网段上各工作站之间的信息量局限在本网段的范围内，而不会经过网桥溜到其他网段去。 

2、扩大了物理范围，也增加了整个局域网上的工作站的最大数目。

3、可使用不同的物理层，可互连不同的局域网。 

4、提高了可靠性。如果把较大的局域网分割成若干较小的局域网，并且每个小的局域网内部的信息量明显地高于网间的信息量，那么整个互连网络的性能就变得更好。

网桥缺点

1、由于网桥对接收的帧要先存储和查找站表，然后转发，这就增加了时延。

2、在MAC子层并没有流量控制功能。当网络上负荷很重时，可能因网桥缓冲区的存储空间不够而发生溢出，以致产生帧丢失的现象。 

3、具有不同MAC子层的网段桥接再一起时，网桥在转发一个帧之前，必须修改帧的某些字段的内容，以适合另一个MAC子层的要求，增加时延。 

4、网桥只适合于用户数不太多（不超过几百个）和信息量不太大的局域网，否则有时会产生较大的广播风暴。

特性

数据链路层互联的设备是网桥(bridge)，在网络互联中它起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，用来实现多个网络系统之间的数据交换。 

网桥的基本特征  :

1．网桥在数据链路层上实现局域网互连； 

2．网桥能够互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络 

3．网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互连的网络之间的通信； 

4．网桥需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议 

5．网桥可以分隔两个网络之间的通信量，有利于改善互连网络的性能与安全性。