网桥、交换机原理知识介绍及IGMP snooping问题讨论.ppt

网桥、交换机原理知识介绍及IGMP snooping问题讨论 一 网桥 1.概念： 网桥也称桥接器,是将一个L A N 段与另一L A N 段连接起来的网络设备。 2.采用网桥的原因： （1）解决多个局域网之间的相互交往问题 （2）当到达连接限制的最大值时，对L A N 进行扩展。 （3）扩展L A N 使其超过长度限制 （4）将L A N 分段以减少数据信息流量的瓶颈。 （5）防止未授权的访问L A N 。 3.“透明网桥”: 网桥在Ethernet II/IEEE 802.3 网络上非常盛行，由于其实施都是对用户不可见的，所以我们经常要用到“透明网桥”一词。透明网桥以混杂方式(promiscuous mode)工作，也就是说，它接收与之相连的所有LAN传送的每一帧，在发送帧时，会先查看每一帧的物理目标地址，这就将网桥与转发器区分开来。 4.工作机理和“扩散法”： 网桥在O S I 数据链路层的M A C 子层上工作。当网桥工作时，它要检查流经它的帧的M A C 地址来建立一个地址表。如果它得知帧的目标地址与帧的源在同一个段上，就根本不必转发，并删除此帧，反之，则转发。如果网桥不知道目标段在哪里，那么网桥将会把帧传输到除源地址之外的所有段上，这个过程称为扩散法。 5.与协议无关性： 网桥是与协议无关的，因此各种协议都可以完全地访问网络。网桥仅查看M A C 地址，不会试图将一种网络协议形式的帧改变到另一种协议形式下。 透明网桥采用的算法是逆向学习法（backward learning).由于网桥按混杂的方式工作 故它能看见所连接的任意LAN上传送的帧。查看源地址即可知道在哪个lAN上可以访问哪 台机器。例如，网桥A在LAN2上看到来自主机C的帧，那么它就知道，经过LAN2肯定能到达C.于是，它在散列表中添加一项，注明发往C的帧应选用LAN2。以后如果受到从LAN1来的， 目的地为C的帧，将按该表转发，如果收到从LAN2来的，目的地为C的帧，就将其丢弃。 源地址过滤: 是指网桥拒绝某一特定地址（站点）发出的帧，这个特定地址无法从网桥的地址映像表中得到，但可以由网络管理模块提供。 协议过滤: 是指网桥能用帧中的协议信息来决定是转发还是滤掉该帧。协议过滤通常用于流量控制和网络安全控制。并非每一种网桥都提供源地址过滤和协议过滤功能。 （3）转发： 有些网桥只能链接两个网络段，这些网桥可以用来层叠网络段。如果是多端口网桥, 从其中一个L A N 上发出的帧只要经过一个网桥就可以到达目的地。 为了有效地转发数据帧，网桥自动存储接收进来的帧，通过查找地址映像表完成寻址，并将接收帧的格式转换成目的局域网的格式，然后将转换后的帧转发到网桥对应的端口上。 7.类型： （1）本机桥(local bridge)：直接连接两个临近的L A N ，也可以用来将网络信息流量分段, 以减少网络瓶颈。 （2）远程网桥(remote bridge)：用来连接距离较远的网络。不过在这种情况下，路由器是更 好的方案。 8.生成树网桥: 为了提高可靠性，有人在LAN之间设置了并行的两个或多个网桥，如图，但是这种配置引起了另外 一些问题，因为在拓扑结构中产生了回路。 生成树算法的目标有两个: 其一是为了确保帧在网络中不会无停止地运动下去。当网桥连接了许多网络段时，帧有可能在环中不停地传输且永远也到达不了目的地。这就会逐渐引起一些网络拥塞。而大 量的循环帧引起的信息流量非常巨大，足以产生广播风暴。 生成树算法的第2 个目标是沿最有效的路径来转发帧。这里的有效性是指：帧传输必须经 过的距离，电缆资源的利用程度。 下面我们通过图3的例子，来说明如何构造扩展局域网的生成树。 假定每个桥有一个唯一的标识（该标识由厂商设置并保证全球唯一，例如可以是桥某一端口的M A C 地址），桥到每个L A N 的连接有一个代价（c o s t ）。则生成树的构造算法为： (1) 选择标识号最小的桥为生成树的根（图3 中为B 1 ）。 (2) 确定除根之外的其他网桥的Root 端口（Root Port ），它是该桥到根代价最小的端口。