思科培訓：兩種網橋的工作原理
1、透明網橋
第一種802網橋是透明網橋(transparentbridge)或生成樹網橋(spanningtreebridge)。支援這種設計的人首要關心的是完全透明。按照他們的觀點，裝有多個lan的單位在買回ieee標準網橋之後，只需把連線插頭插入網橋，就萬事大吉。不需要改動硬體和軟體，無需設定位址開關，無需裝入路由表或引數。總之什麼也不幹，只須插入電纜就完事，現有lan的執行完全不受網橋的任何影響。這真是不可思議，他們最終成功了。
透明網橋以混雜方式工作，它接收與之連線的所有lan傳送的每一幀。當一幀到達時，網橋必須決定將其丟棄還是**。如果要**，則必須決定發往哪個lan。這需要通過查詢網橋中一張大型雜湊表裡的目的位址而作出決定。該錶可列出每個可能的目的地，以及它屬於哪一條輸出線路(lan)。在插入網橋之初，所有的雜湊表均為空。由於網橋不知道任何目的地的位置，因而採用擴散演算法(floodingalgorithm)：把每個到來的、目的地不明的幀輸出到連在此網橋的所有lan中(除了傳送該幀的lan)。隨著時間的推移，網橋將了解每個目的地的位置。一旦知道了目的地位置，發往該處的幀就只放到適當的lan上，而不再散發。
透明網橋採用的演算法是逆向學習法(backwardlearning)。網橋按混雜的方式工作，故它能看見所連線的任一lan上傳送的幀。檢視源位址即可知道在哪個lan上可訪問哪台機器，於是在雜湊表中添上一項。
當計算機和網橋加電、斷電或遷移時，網路的拓撲結構會隨之改變。為了處理動態拓撲問題，每當增加雜湊表項時，均在該項中註明幀的到達時間。每當目的地已在表中的幀到達時，將以當前時間更新該項。這樣，從表中每項的時間即可知道該機器最後幀到來的時間。網橋中有乙個程序定期地掃瞄雜湊表，清除時間早於當前時間若干分鐘的全部表項。於是，如果從lan上取下一台計算機，並在別處重新連到lan上的話，那麼在幾分鐘內，它即可重新開始正常工作而無須人工干預。這個演算法同時也意味著，如果機器在幾分鐘內無動作，那麼發給它的幀將不得不散發，一直到它自己傳送出一幀為止。
到達幀的路由選擇過程取決於傳送的lan(源lan)和目的地所在的lan(目的lan)，如下所示：
1、如果源lan和目的lan相同，則丟棄該幀。
2、源路由選擇網橋
透明網橋的優點是易於安裝，只需插進電纜即大功告成。但是從另一方面來說，這種網橋並沒有最佳地利用頻寬，因為它們僅僅用到了拓撲結構的乙個子集(生成樹)。這兩個(或其他)因素的相對重要性導致了802委員會內部的**。支援csma/cd和令牌匯流排的人選擇了透明網橋，而令牌環的支持者則偏愛一種稱為源路由選擇(sourcerouting)的網橋(受到ibm的鼓勵)。
源路由選擇的核心思想是假定每個幀的傳送者都知道接收者是否在同一lan上。當傳送一幀到另外的lan時，源機器將目的位址的高位設定成1作為標記。另外，它還在幀頭加進此幀應走的實際路徑。
源路由選擇網橋只關心那些目的位址高位為1的幀，當見到這樣的幀時，它掃瞄幀頭中的路由，尋找發來此幀的那個lan的編號。如果發來此幀的那個lan編號後跟的是本網橋的編號，則將此幀**到路由表中自己後面的那個lan。如果該lan編號後跟的不是本網橋，則不**此幀。這一演算法有3種可能的具體實現：軟體、硬體、混合。這三種具體實現的**和效能各不相同。第一種沒有介面硬體開銷，但需要速度很快的cpu處理所有到來的幀。最後一種實現需要特殊的vlsi晶元，該晶元分擔了網橋的許多任務作，因此，網橋可以採用速度較慢的cpu，或者可以連線更多的lan。
源路由選擇的前提是網際網路中的每台機器都知道所有其他機器的最佳路徑。如何得到這些路由是源路由選擇演算法的重要部分。獲取路由演算法的基本思想是：如果不知道目的地位址的位置，源機器就發布一廣播幀，詢問它在**。每個網橋都**該查詢幀(discoveryframe)，這樣該幀就可到達網際網路中的每乙個lan。當答覆回來時，途經的網橋將它們自己的標識記錄在答覆幀中，於是，廣播幀的傳送者就可以得到確切的路由，並可從中選取最佳路由。
雖然此演算法可以找到最佳路由(它找到了所有的路由)，但同時也面臨著幀**的問題。透明網橋也會發生有點類似的狀況，但是沒有這麼嚴重。其擴散是按生成樹進行，所以傳送的總幀數是網路大小的線性函式，而不象源路由選擇是指數函式。一旦主機找到至某目的地的一條路由，它就將其存入到高速緩衝器之中，無需再作查詢。雖然這種方法大大遏制了幀**，但它給所有的主機增加了事務性負擔，而且整個演算法肯定是不透明的。
3、兩種網橋的比較
透明網橋一般用於連線乙太網段，而源路由選擇網橋則一般用於連線令牌環網段。
2、如果源lan和目的lan不同，則**該幀。
3、如果目的lan未知，則進行擴散。
為了提高可靠性，有人在lan之間設定了並行的兩個或多個網橋，但是，這種配置引起了另外一些問題，因為在拓撲結構中產生了迴路，可能引發無限迴圈。其解決方法就是下面要講的生成樹(spanningtree)演算法。
解決上面所說的無限迴圈問題的方法是讓網橋相互通訊，並用一棵到達每個lan的生成樹覆蓋實際的拓撲結構。使用生成樹，可以確保任兩個lan之間只有唯一一條路徑。一旦網橋商定好生成樹，lan間的所有傳送都遵從此生成樹。由於從每個源到每個目的地只有唯一的路徑，故不可能再有迴圈。
為了建造生成樹，首先必須選出乙個網橋作為生成樹的根。實現的方法是每個網橋廣播其序列號(該序列號由廠家設定並保證全球唯一)，選序列號最小的網橋作為根。接著，按根到每個網橋的最短路徑來構造生成樹。如果某個網橋或lan故障，則重新計算。
網橋通過bpdu(bridgeprotocoldataunit)互相通訊，在網橋做出配置自己的決定前，每個網橋和每個埠需要下列配置資料：
網橋：網橋id(唯一的標識)
埠：埠id(唯一的標識)
埠相對優先權 各埠的花費(高頻寬=低花費)
配置好各個網橋後，網橋將根據配置引數自動確定生成樹，這一過程有三個階段：
1)選擇根網橋
具有最小網橋id的網橋被選作根網橋。網橋id應為唯一的，但若兩個網橋具有相同的最小id，則mac位址小的網橋被選作根。
2)在其它所有網橋上選擇根埠
除根網橋外的各個網橋需要選乙個根埠，這應該是最適合與根網橋通訊的埠。通過計算各個埠到根網橋的花費，取最小者作為根埠。
3)選擇每個lan的「指定(designated)網橋」和「指定埠」
如果只有乙個網橋連到某lan，它必然是該lan的指定網橋，如果多於乙個，則到根網橋花費最小的被選為該lan的指定網橋。指定埠連線指定網橋和相應的lan(如果這樣的埠多於乙個，則低優先權的被選)。
乙個埠必須為下列之一：
1)根埠
2)某lan的指定埠
3)阻塞埠
當乙個網橋加電後，它假定自己是根網橋，傳送出乙個cbpdu(configurationbridgeprotocoldataunit)，告知它認為的根網橋id。乙個網橋收到乙個根網橋id小於其所知id的cbpdu，它將更新自己的表，如果該幀從根埠(上傳)到達，則向所有指定埠(下傳)分發。當乙個網橋收到乙個根網橋id大於其所知id的cbpdu，該資訊被丟棄，如果該幀從指定埠到達，則回送乙個幀告知真實根網橋的較低id。
當有意地或由於線路故障引起網路重新配置，上述過程將重複，產生乙個新的生成樹。
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