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橋接器

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概要圖

橋接器(英語:network bridge),又稱網橋,一種網路裝置,負責網路橋接(network bridging)。橋接器將網路的多個網段資料鏈路層OSI模型第2層)連接起來(即橋接)。

橋接器有別於路由器。路由器允許多網路之間的獨立通信,但又保持區隔,而橋接器則是將兩個獨立的網路連接起來,就如同單一網路[1]。如果所橋接的網路有一個以上的區段是無線網路,則該裝置稱為無線橋接器

網路橋接技術主要分為以下類型:用於以太網的「透明橋接」(或稱學習型橋接、通透式橋接);用於FDDI和權杖環的「源路由橋接」(SRB)[2];用於橋接不同媒介類型之間數據的「轉換橋接」(或稱平移橋接,英語:Translational bridging)[3];以及源路由橋接和透明橋接之組合,允許在乙太網和權杖環(英語:Token-Ring)的混合環境中進行通信的「源路由轉換橋接」(SR / TLB)。[3]

特點[編輯]

橋接器在功能上與集線器等其他用於連接網段的裝置類似,不過後者工作在實體層(OSI模型第1層)。

  • 網橋能夠辨識資料鏈路層中的資料框,並將這些資料框臨時儲存於記憶體,再重新生成訊號作為一個全新的資料框轉發給相連的另一個網段(network segment)。由於能夠對資料框拆包、暫存、重新打包(稱為儲存轉發機制 store-and-forward),網橋能夠連接不同技術參數傳輸速率的資料鏈路,如連接10BASE-T與100BASE-TX。
  • 資料框中有一個位叫做FCS,用來通過CRC方式校驗資料框中的位。網橋可以檢查FCS,將那些損壞的資料框丟棄。
  • 網橋在向其他網段轉發資料框時會做衝突檢測控制。
  • 網橋還能通過位址自學機制和過濾功能控制網路的流量,具有OSI第2層網路交換機功能。這稱為transparent bridge,由DEC在1980年代發明[4]。其機制是網橋內部有一個資料庫,最初沒有資料。當網橋從一個網段收到一個資料框,就會在資料庫中登記(或者更新)資料框的源位址屬於這個網段,並檢查封包的目的位址。如果目的位址在資料庫中屬於另外一個網段,則網橋向該網段轉發該資料框;如果目的位址在資料庫中沒有記錄,則網橋向除了源位址所在之外的其他所有網段轉發(flood)該資料框。
  • 橋接器僅僅在不同網路之間有資料傳輸的時候才將資料轉發到其他網路,不是像集線器那樣對所有資料都進行廣播。對於乙太網路,「橋接」這一術語正式的含義是指符合IEEE 802.1D標準的裝置,即「網路切換」。橋接器可以分割網段,不似集線器仍是在為同一碰撞域,所以對頻寬耗損較小。因橋接器透過其內之MAC表格,讓傳送影格不會通過,所以其稱之為資料鏈結層操作之網路元件,可隔離碰撞。

若有通訊頻繁的機器,則應置於同區之內,否則效能將降低。

無線橋接[編輯]

無線橋接(Wireless bridge)指的是用來連接兩個或多個物理上或邏輯上(不同網路傳輸協定)分開的網路區段(例如不同區域網路或是同一個區域網路下的不同部分)的硬體組件。「橋」並不一定要是一個硬體裝置,像一些作業系統如WindowsGNU/LinuxMac OS XFreeBSD等都提供了用來橋接不同資料鏈結層協定的軟體,這在無線到有線的網路下很常見。在某種意義上,電腦使用作業系統橋接軟體的作用就如同橋接器。

很多無線路由器無線存取點提供了「橋接」及「中繼」兩種模式,兩種模式產生的作用類似,不同點在於橋接模式連接兩種不同網路傳輸協定,而中繼模式則轉送相同網路傳輸協定。

遵從IEEE 802.11標準的無線路由器、無線存取點及橋接器等都可作為無線橋接器。這些無線標準在多數國家都能使用免執照的無線頻帶。

無線橋接裝置需成對作用(點對點),兩者分別在「橋」的兩邊。然而,一個中央裝置可以同時有多個「橋」(點對多點)。

橋接可以經由無線分散系統來達成,該系統會在兩點或多點之間建立一個第二層無線橋接器。橋接的無線裝置需要設定相同的服務設定識別碼(SSID)以及相同的無線通道,而這些裝置可以輪流形成「存取點-客戶端」的關係來完成橋接。

國際標準化組織OSI模型中,封包穿越網路層的裝置稱為路由器,而封包穿越資料鏈結層的僅被認為是橋接器。

橋接一直以來是指資料不穿越網路堆疊(如TCP/IP)的傳播。「無線橋接器」是一個口語化的名詞。對於連接兩個區域網路,比較精確的敘述應該是:「(無線的)區域網路到區域網路的橋接」。這樣的區別很重要,因為裝置可能無法支援經由一個遠端無線網路存取點來橋接兩個區域網路,一個能支援真正橋接的無線存取點可能滿值得嚮往的:封包不需經由網路傳輸協定堆疊、防火牆或其他網路抽象而穿越無線介質到有線網路。兩個被橋接的網路可以視為同一個IP子網路[5][6]

透明橋接[編輯]

透明橋接使用一個稱為轉發資訊庫的表來控制網段之間的影格轉發。該表開始時是空的,當橋接器接收到影格時,就會增加紀錄。如果在表中沒有找到目標位址紀錄,那麼影格將被泛洪(flood)到橋接器除接收埠以外的網段。

  • 簡單橋接

簡單網橋會通過透明橋接的操作方式,將兩個網段連接起來,通常是逐影格決定是否從一個網路轉發到另一個網路。儲存和轉發技術通常用於轉發,在轉發過程中,影格完整性會在源網路上得到驗證,CSMA / CD延遲也在目標網路上被容納。 與僅擴展網段最大跨度的中繼器不同,網橋只轉發需要跨越網橋的影格。此外,網橋會通過在網橋的兩端建立獨立碰撞域來減少碰撞。[7]

  • 多埠橋接

多埠網橋會連接多個網路,並以透明橋接的方式運行,在逐影格的基礎上決定是否轉發流量。此外,多埠網橋必須決定將流量轉發到哪裡。與簡單網橋一樣,多埠網橋通常採用儲存和轉發操作。多埠網橋也是網路交換機的基礎。 [7]

參見[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ What is a Network Switch vs. a Router?. Cisco Systems. [2012-07-27]. 
  2. ^ Bridging Protocols Overview (PowerPoint). iol.unh.edu. [2012-12-02]. 
  3. ^ 3.0 3.1 Configuring Transparent Bridging. Cisco. [2020-04-25] (英語). 
  4. ^ Transparent Bridging. Cisco Systems, Inc. [2010-06-20]. 
  5. ^ 无线网桥,AP Client客户端模式?. www.cnwifi.com. [2017-06-03]. (原始內容存檔於2017-12-16). 
  6. ^ 无线网桥,无线AP中继模式,无线AP,无线中继,中继模式. www.cnwifi.com. [2017-06-03]. (原始內容存檔於2016-11-10). 
  7. ^ 7.0 7.1 Local Area Networks: Internetworking. manipalitdubai.com. [2012-12-02]. (原始內容 (PowerPoint)存檔於2014-05-13). 

外部連結[編輯]