[科普中國]-網(wǎng)橋路由器

概述

網(wǎng)橋路由器本身是一種路由器，不過由于使用的場合不同，有時(shí)作為路由器使用，有時(shí)卻作為網(wǎng)橋來使用。對(duì)于網(wǎng)橋路由器，如果接收到一個(gè)使用與路由器具有相同協(xié)議的數(shù)據(jù)包時(shí)，就作為路由器使用，否則，就作為網(wǎng)橋來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。2

局域網(wǎng)互連產(chǎn)品中，最主要的是網(wǎng)橋和路由器。路由器克服了網(wǎng)橋互連的缺點(diǎn)，適用于各種局域網(wǎng)間互連及局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連，特別適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)互連環(huán)境;網(wǎng)橋適用于同種局域網(wǎng)互連，對(duì)上層協(xié)議透明，可同時(shí)有多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議運(yùn)行于互連網(wǎng)中。根據(jù)OSI中網(wǎng)絡(luò)層功能，為實(shí)現(xiàn)不同類型網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，可將網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)一步劃分成三個(gè)子層:子網(wǎng)訪問子層、子網(wǎng)增強(qiáng)子層和網(wǎng)際子層。這樣可實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)協(xié)議的互相轉(zhuǎn)換。3

網(wǎng)橋網(wǎng)橋是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用于連接兩個(gè)以上在MAC子層之上同構(gòu)的LAN，網(wǎng)橋的操作涉及到OSI的數(shù)據(jù)鏈路層，利用MAC和MAC地址以及存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能作局域網(wǎng)間的信息幀交換。

網(wǎng)橋的互連特點(diǎn)是將實(shí)際上的局域網(wǎng)連成邏輯上單一的局域網(wǎng)，一個(gè)局域網(wǎng)上的用戶可以通過網(wǎng)橋訪問另一個(gè)局域網(wǎng)上的資源。網(wǎng)橋需要處理MAC幀，即對(duì)通過網(wǎng)絡(luò)連接到達(dá)網(wǎng)橋的某個(gè)口而進(jìn)入網(wǎng)橋的MAC幀進(jìn)行分析判斷和轉(zhuǎn)發(fā)工作;網(wǎng)橋接收幀，并送到數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，然后送至物理層，通過物理傳輸介質(zhì)到另一個(gè)子網(wǎng)，在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前，網(wǎng)橋?qū)膬?nèi)容和格式不作修改或很少修改。

主要功能(1)幀的發(fā)送和接受:網(wǎng)橋從它所連接LAN端口中接收無差錯(cuò)幀，從幀中獲得目標(biāo)站地址的名字，以得知目標(biāo)站是否屬于本網(wǎng)橋所連接的另一個(gè)LAN。若是，便接收該幀并做進(jìn)一步處理;否則將該幀拋棄。由此可見，網(wǎng)橋相當(dāng)于一個(gè)過濾器，它僅把發(fā)往目標(biāo)LAN B的幀送入B網(wǎng)，從而有效減少了通往B網(wǎng)的信息流量。

(2)緩沖管理:網(wǎng)橋中有兩類緩沖區(qū)。一類是接收緩沖區(qū)，用于暫存從端口收到的、要發(fā)往另一個(gè)LAN的幀;另一類是發(fā)送緩沖區(qū)，用于暫存已經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換等處理后要發(fā)送到相鄰LAN的幀。緩沖區(qū)容量應(yīng)足夠大，否則將造成幀的丟失。

(3)協(xié)議轉(zhuǎn)換:網(wǎng)橋的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能僅限于MAC子層和物理層。即將源LAN中的幀格式和物理層規(guī)程轉(zhuǎn)換為目標(biāo)LAN所采用的幀格式和物理層規(guī)程。

(4)差錯(cuò)控制:一是對(duì)所接收的幀進(jìn)行差錯(cuò)檢測(接收幀是否非法幀、CRC校驗(yàn)碼是否出錯(cuò)、幀長是否超長或小于最小長度等);二是生成新CRC碼(當(dāng)把幀轉(zhuǎn)發(fā)至與本網(wǎng)橋連接的另一個(gè)使用不同MAC規(guī)程的LAN時(shí)，要重新為所形成的MAC幀構(gòu)成新CRC碼，并填入到新MAC幀的CRC字段)。

(5)網(wǎng)橋采用了分層路徑選擇的特性，分清本地的數(shù)據(jù)流量，實(shí)現(xiàn)輔助路徑選擇，而不影響本地網(wǎng)的性能。網(wǎng)橋接收的資料包僅掃描網(wǎng)絡(luò)地址并把資料包送到合適的網(wǎng)絡(luò)。

較復(fù)雜的網(wǎng)橋支持兩個(gè)網(wǎng)間復(fù)合網(wǎng)橋連接，為傳輸高容量數(shù)據(jù)流、實(shí)現(xiàn)冗余處理能力以及可靠的配置提供必要的能力。重構(gòu)、初始化和連續(xù)操作經(jīng)常是自動(dòng)的。例如:采用生成樹協(xié)議網(wǎng)橋能促進(jìn)靈活而可靠的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。它使網(wǎng)橋連接的網(wǎng)絡(luò)接受指示，確定何時(shí)接收或拒絕特殊的信息，這樣資料就會(huì)沿特定的路線流動(dòng)，一旦網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，網(wǎng)橋?qū)⒆詣?dòng)地選擇其它路徑，確保網(wǎng)絡(luò)連續(xù)操作。4

路由器路由器工作在ISO/ OSI的第三層即網(wǎng)絡(luò)層。它需要處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)分組、網(wǎng)絡(luò)地址、決定數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)、決定網(wǎng)絡(luò)中信息的完整路由等，由于處理層次較高，因而路由器具有更高的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。

主要功能(1)選擇最佳傳輸路徑:在信息到達(dá)路由器時(shí)，先被放入分組隊(duì)列中，再由路由器依次從隊(duì)列中取出分組，查看分組頭中的目標(biāo)地址和路由表，如果到達(dá)目標(biāo)結(jié)點(diǎn)前存在多條路由，路由器會(huì)按某種路由選擇策略從中選出一條路由，將分組信息轉(zhuǎn)發(fā)出去。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，路由器還可以調(diào)整路由表使所選擇的路由還是最佳的，這一功能可以很好均衡網(wǎng)絡(luò)中的信息流量，避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁擠現(xiàn)象。

(2)支持多種協(xié)議的路由選擇:利用路由器不僅能連接同構(gòu)型LAN，還能連接LAN和WAN。例如使用一個(gè)多協(xié)議路由器連接以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)等。

(3)流量控制:路由器不僅有更多的緩沖，還能控制收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)流量，使兩者更匹配。

(4)分段和重新組裝功能:通過路由器互聯(lián)的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所采用的數(shù)據(jù)單元大小可能不同，如源站所用數(shù)據(jù)單元較大，而目標(biāo)站所用數(shù)據(jù)單元較小，使目標(biāo)站無法接收，此時(shí)路由器可將由源站發(fā)出的數(shù)據(jù)分組分成若干段后，分別封裝再發(fā)往目標(biāo)。反之，若路由器收到的分組較小，而在通往目標(biāo)站的路由上所有各結(jié)點(diǎn)都能接收較大的分組，此時(shí)路由器可以把屬于同一報(bào)文的多個(gè)小分組按序號(hào)裝成大分組后傳送，以提高傳輸效率。

(5)網(wǎng)絡(luò)管理功能:路由器是連接多種網(wǎng)路的匯集點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)之間的信息流都要通過路由器，利用路由器監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)中的信息流動(dòng)、監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作、對(duì)信息和設(shè)備進(jìn)行管理等是比較方便的。4

網(wǎng)橋與路由器的區(qū)別路由器在網(wǎng)絡(luò)層提供連接服務(wù)，用路由器連接的網(wǎng)絡(luò)可以使用在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層上完全不同的協(xié)議。由于路由器操作的OSI層次比網(wǎng)橋高，所以路由器提供的服務(wù)更為完善。路由器可根據(jù)傳輸費(fèi)用、轉(zhuǎn)接時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)擁塞或信源和終點(diǎn)間的距離來選擇最佳路徑。路由器的服務(wù)通常要由端用戶設(shè)備明確地請(qǐng)求，它處理的僅僅是由其他端用戶設(shè)備要求尋址的報(bào)文。

路由器與網(wǎng)橋的一個(gè)重要區(qū)別是：路由器了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，維持互連網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洳⒘私饩W(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，因而它可以使用最有效的路徑發(fā)送數(shù)據(jù)包。5