常见网络设备之网桥

常见网络设备之网桥

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/wand47/article/details/145406285

网桥是一种用于连接两个或多个局域网的网络设备，它通过分析数据帧的MAC地址来决定是否转发数据到其他网段。本文将详细介绍网桥的基本定义、功能、工作原理、类型分类、应用场景以及优缺点。

一、基本定义与功能

1. 定义：网桥是一种存储/转发设备，用于连接两个或多个局域网。网桥通过分析数据帧的MAC地址（物理地址）来决定是否转发数据到其他网段，从而实现网络分段、流量隔离和性能优化的作用。

2. 功能：网桥能扩张网络的距离或范围，提高网络的性能、可靠性和安全性。它通过将网络数据在数据链路层进行转发，实现不同局域网间的互联。

• 连接不同网段：将两个或多个物理或逻辑局域网连接成一个更大的网络。
• MAC地址的学习与转发：学习并记录设备的MAC地址与对应的端口映射关系（即构建MAC地址表）；根据目标MAC地址按照MAC地址表进行数据帧的转发，网桥只将数据发送到目标设备网段。
• 减少冲突域：每个网桥端口对应一个独立的冲突域，减少网络中数据的冲突。
• 扩展网络覆盖范围：连接远距离的局域网设备。

二、工作原理

1. 学习：通过网桥所有端口监听网络中的数据帧，记录源MAC地址和对应端口，并维护、更新到MAC地址表中。

2. 转发和过滤：

• 如果目标MAC地址不在网桥MAC地址表中，网桥会将数据帧广播到所有端口。
• 如果目标MAC地址在网桥MAC地址表中；则根据MAC地址表中的映射关系进行对应操作。对应端口与源端口不同，则数据帧转发到该端口；对应端口与源端口相同，则将数据帧丢弃。

3. 广播与泛洪：网桥默认转发广播帧到除源端口的所有端口。

三、类型与分类

1. 按工作模式

• 透明网桥：最常见的类型，设备自适应网络，一般用在以太网环境
• 源路由网桥：主要用于令牌环网，数据帧携带路由信息，网桥根据该信息转发；需要手动配置，适合特定协议网络。

2. 按连接范围

• 本地网桥：连接同一区域不同位置的局域网。
• 远程网桥：通过广域网连接不同地区的局域网，通常与调制解调器或光纤设备配套使用。

3. 按传输介质

• 有线网桥：通过以太网、光纤等传输介质连接。
• 无线网桥：通过无线信号连接；如校园网络，监控摄像头数据回传等。

4. 按功能复杂度

• 简单网桥：只支持基本的MAC地址学习和转发
• 智能网桥：除了基本功能，还支持流量监控、优先级划分（QoS）等高级功能

四、应用场景

1. 网络分段与冲突域隔离

早起网络是共享式网络，所有设备都处于同一冲突域中，导致设备性能下降，网络瘫痪等问题；通过网络将网络划分为多个冲突域，减少数据的碰撞。

2. 扩展网络覆盖范围

连接距离较远的设备，从而使得网络的覆盖范围变大。

3. 老旧网络升级

代替集线器，提高网络效率。

如今：被交换机替代，是得网络的效率变得更高。

五、优缺点

1. 优点：

• 提升网络性能：减少冲突域，减低数据碰撞概率；过滤本地流量，避免冗余数据传输。
• 简单易用：透明网桥无需配置，即插即用。
• 成本低廉：比交换机和路由器设备跟便宜，使用小型网络。
• 扩展灵活：支持有线、无线混合连接，适应复杂的物理环境。

2. 缺点：

• 无法隔离广播域：广播帧会转发到（除了进端口)所有端口，导致广播风暴风险。
• 规模限制：MAC地址表容量有限，不适合中大型网络。
• 功能单一：不支持路由，NAT、防火墙等高级功能。