2015年職稱計(jì)算機(jī)Internet考點(diǎn)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(gè)LAN連起來，根據(jù)MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀，可以看作一個(gè)“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(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā))。

　　遠(yuǎn)程網(wǎng)橋通過一個(gè)通常較慢的鏈路(如電話線)連接兩個(gè)遠(yuǎn)程LAN，對本地網(wǎng)橋而言，性能比較重要，而對遠(yuǎn)程網(wǎng)橋而言，在長距離上可正常運(yùn)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(shí)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?fù)溥M(jìn)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(gè)局域網(wǎng)，并且希望能夠?qū)⑺鼈冞B接起來。之所以一個(gè)單位有多個(gè)局域網(wǎng)，有以下6個(gè)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(gè)人計(jì)算機(jī)、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(gè)單位在地理位置上較分散，并且相距較遠(yuǎn)，與其安裝一個(gè)遍布所有地點(diǎn)的同軸電纜網(wǎng)，不如在各個(gè)地點(diǎn)建立一個(gè)局域網(wǎng)，并用網(wǎng)橋和紅外鏈路連接起來，這樣費(fèi)用可能會(huì)低一些。

　　第3，可能有必要將一個(gè)邏輯上單一的LAN分成多個(gè)局域網(wǎng)，以調(diào)節(jié)載荷。例如采用由網(wǎng)橋連接的多個(gè)局域網(wǎng)，每個(gè)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(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，減輕了主干網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。

　　第4，在有些情況下，從載荷上看單個(gè)局域網(wǎng)是毫無問題的，但是相距最遠(yuǎn)的機(jī)器之間的物理距離太遠(yuǎn)(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(shí)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(gè)單獨(dú)的局域網(wǎng)中，一個(gè)有缺陷的節(jié)點(diǎn)不斷地輸出無用的信息流會(huì)嚴(yán)重地破壞局域網(wǎng)的運(yùn)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(gè)節(jié)點(diǎn)失常而破壞整個(gè)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(jì)算機(jī)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(jǐn)慎地?cái)r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(huì)天真地認(rèn)為從一個(gè)802局域網(wǎng)到另一個(gè)802局域網(wǎng)的網(wǎng)橋非常簡單，但實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的公司(Xerox,GM和IBM)，沒有一家愿意改變自己所支持的標(biāo)準(zhǔn)。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(shí)間，重新計(jì)算校驗(yàn)和，而且還有可能產(chǎn)生因網(wǎng)橋存儲(chǔ)錯(cuò)誤而造成的無法檢測的錯(cuò)誤。

　　第二個(gè)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(yùn)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(shí)，網(wǎng)橋處理幀的速度要比幀進(jìn)入的速度慢。網(wǎng)橋必須用緩沖區(qū)存儲(chǔ)來不及處理的幀，同時(shí)還得提防耗盡存儲(chǔ)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?yàn)?02.3的部分帶寬耗費(fèi)于沖突。802.3實(shí)際上并不是真的10Mb/s，而802.4(幾乎)確實(shí)為10Mb/s。

　　與網(wǎng)橋瓶頸問題相關(guān)的一個(gè)細(xì)微而重要的問題是其上各層的計(jì)時(shí)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(bào)文(幀序列)。在發(fā)出最后一幀之后，它開啟一個(gè)計(jì)時(shí)器，等待確認(rèn)。如果此報(bào)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(jì)時(shí)器就有可能時(shí)間到。網(wǎng)絡(luò)層可能會(huì)以為幀丟失而重新發(fā)送整個(gè)報(bào)文。幾次傳送失敗后，網(wǎng)絡(luò)層就會(huì)放棄傳輸并告訴傳輸層目的站點(diǎn)已經(jīng)關(guān)機(jī)。

　　第三，在所有的問題中，可能最為嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)的傳輸時(shí)間不超過令牌持有時(shí)間。如果令牌時(shí)間缺省為10ms，則最大幀長度為5000字節(jié)。一個(gè)顯而易見的問題出現(xiàn)了：當(dāng)必須把一個(gè)長幀轉(zhuǎn)發(fā)給不能接收長幀的局域網(wǎng)時(shí)，將會(huì)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(dá)要么沒有到達(dá)，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(jì)這樣的協(xié)議，可以設(shè)計(jì)并已有這種協(xié)議，只是802不提供這種功能。這個(gè)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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