网桥概述

　　网桥(Bridge)也称为桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备，用它可以使完全具有相同或相似体系结构网络系统的连接，这样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**性。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)。

　　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**性。网络1和网络2通过网桥连接后，网桥接收网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**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

　　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。

　　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。

网桥的种类

　　网桥通常有透明网桥和源路由选择网桥两大类。

　　1、透明网桥

　　简单的讲，使用这种网桥，不需要改动硬件和软件，无需设置地址开关，无需装入路由表或参数。只须插入电缆就可以，现有LAN的运行完全不受网桥的任何影响。

　　2、源路由选择网桥

　　源路由选择的核心思想是假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一局域网(LAN)上。当发送一帧到另外的网段时，源机器将目的地址的高位设置成1作为标记。另外，它还在帧头加进此帧应走的实际路径。

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广播通信量，有利于改善互连网络的性能与**性。

网桥的工作过程

　　不同于中继器和集线器，网桥是通过逻辑判断如何传输帧。这个逻辑是基于以太网的协议的，符合OSI 的**层规范。所以网桥可以被看做是**层的设备。用来决定何时转发帧。

　　1. 检查收到的信号，解释0和1的含义，并找出帧中的目的MAC地址。

　　2. 如果具有该目的的MAC地址的帧能够通过网桥上不同的接口到达目的地(不是帧到达网桥的那个接口)，则通过重新生成信号来传输这帧。(这个过程叫做转发。)

　　3. 如果该帧到达的接口就是目的地址可达到的端口，则丢弃该帧。(这个过程叫做过滤。)

网桥的优缺点

　　一、网桥的优点是：

　　1. 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。

　　2. 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。

　　3. 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。

　　4. 网桥将一个较大的LAN 分成段，有利于改善可靠性、可用性和**性。

　　二、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。

网桥与路由器的比较

　　网桥并不了解其转发帧中高层协议的信息，这使它可以同时以同种方式处理IP、IPX等协议，它还提供了将无路由协议的网络(如NetBEUI)分段的功能。

　　由于路由器处理网络层的数据，因此它们更容易互连不同的数据链路层，如令牌环网段和以太网段。网桥通常比路由器难控制。像IP等协议有复杂的路由协议，使网管易于管理路由;IP等协议还提供了较多的网络如何分段的信息(即使其地址也提供了此类信息)。而网桥则只用MAC地址和物理拓扑进行工作。因此网桥一般适于小型较简单的网络。

网桥与交换机的比较

　　一、网桥与交换机的发展与演变

　　20世纪80年代中期，**个局域网LAN网桥进入市场。网桥初期主要用于局域网LAN分段、传输距离延伸和增加应用设备，并使局域网突破共享网络带宽的限制。为了能够使局域网LAN满足当时的应用需求，需要扩展局域网系统。同时，为了使网络系统运行更可靠，把一个局域网系统划分为若干个独立的物理网段。实现物理网段之间的连接和扩展局域网系统的需求导致了网桥的发展。可以说，在当时，网桥获得了成功的运用。

　　随着微电子ASIC、处理器和存储技术的飞速发展，网桥的芯片技术越来越先进，网桥技术与产品得到了不断发展与升级。网络系统设计要求高性能网桥具有多个端口的应用需求提到议事日程。需求与微电子技术的同步发展，进入20世纪90年代以后，8、12、16、24的多端口的网桥的设计与制造成为可能。

　　值得注意的是，网桥与交换机的区别在与市场，而不在与技术。交换机对网络进行分段的方式与网桥相同，交换机就是一个多端口的网桥。确切地说，**口密度的网桥就称为局域网交换机。

　　交换机与网桥的真正区别主要在与现代的交换机与旧式网桥的区别上。

　　二、网桥与交换机的区别

　　局域网交换机的基本功能与网桥一样，具有帧转发、帧过滤和生成树算法功能。但是，交换机与网桥相比还是存在以下不同：

　　1、交换机工作时，实际上允许许多组端口间的通道同时工作。所以，交换机的功能体现出不仅仅是一个网桥的功能，而是多个网桥功能的集合。即网桥一般分有两个端口，而交换机具有高密度的端口。

　　2、分段能力的区别

　　由于交换机能够支持多个端口，因此可以把网络系统划分成为更多的物理网段，这样使得整个网络系统具有更高的带宽。而网桥仅仅支持两个端口，所以，网桥划分的物理网段是相当有限的。

　　3、传输速率的区别

　　交换机与网桥数据信息的传输速率相比，交换机要快于网桥。

　　4、数据帧转发方式的区别

　　网桥在发送数据帧前，通常要接收到完整的数据帧并执行帧检测序列FCS后，才开始转发该数据帧。交换机具有存储转发和直接转发两种帧转发方式。直接转发方式在发送数据以前，不需要在接收完整个数据帧和经过32bit循环冗余校验码CRC的计算检查后的等待时间。