5.2 局域網(wǎng)的互連

局域網(wǎng)用網(wǎng)橋互連。IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)中有兩種關(guān)于網(wǎng)橋的規(guī)范：一種是透明網(wǎng)橋，另一種是源路由網(wǎng)橋。本節(jié)首先介紹網(wǎng)橋協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，然后分別介紹兩種IEEE 802網(wǎng)橋的原理。

5.2.1 網(wǎng)橋協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

在IEEE 802體系結(jié)構(gòu)中，站地址是由MAC子層協(xié)議說明的，網(wǎng)橋在MAC子層起中繼作用。圖5-6表示了由一個網(wǎng)橋連接兩個LAN的情況，這兩個LAN運行相同的MAC和LLC協(xié)議。當(dāng)MAC幀的目標(biāo)地址和源地址屬于不同的LAN時，該幀被網(wǎng)橋捕獲、暫時緩沖，然后傳送到另一個LAN。當(dāng)兩個站之間有通信時，兩個站中的對等LLC實體之間就有對話，但是網(wǎng)橋不需要知道LLC地址，網(wǎng)橋只是傳輸MAC幀。

圖5-6（b）表示網(wǎng)橋傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)由LLC用戶提供，LLC實體對用戶數(shù)據(jù)附加上幀頭后傳送給本地的MAC實體，MAC實體再在LLC幀上加上MAC幀頭和幀尾，從而形成MAC幀。由于MAC幀頭中包含了目標(biāo)站地址，所以網(wǎng)橋可以識別MAC幀的傳輸方向。網(wǎng)橋并不剝掉MAC幀頭和幀尾，它只是把MAC幀完整地傳送到目標(biāo)LAN。當(dāng)MAC幀到達(dá)目標(biāo)LAN后才可能被目標(biāo)站捕獲。

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圖5-6 用網(wǎng)橋連接兩個LAN

MAC中繼橋的概念并不限于用一個網(wǎng)橋連接兩個鄰近的LAN。如果兩個LAN相距較遠(yuǎn)，可以用兩個網(wǎng)橋分別連接一個LAN，兩個網(wǎng)橋之間再用通信線路相連。圖5-7表示兩個網(wǎng)橋之間用點對點鏈路連接的情況，當(dāng)一個網(wǎng)橋捕獲了目標(biāo)地址為遠(yuǎn)端LAN的幀時，就在此幀上加上鏈路層（例如，HDLC）的幀頭和幀尾，并把它發(fā)送到遠(yuǎn)端的另一個網(wǎng)橋，目標(biāo)網(wǎng)橋剝掉鏈路層字段使其恢復(fù)為原來的MAC幀，這樣，MAC幀可最后到達(dá)目標(biāo)站。

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圖5-7 遠(yuǎn)程網(wǎng)橋通過點對點線路相連

兩個遠(yuǎn)程網(wǎng)橋之間的通信設(shè)施也可以是其他網(wǎng)絡(luò)（例如廣域分組交換網(wǎng)），如圖5-8所示。在這種情況下網(wǎng)橋仍然是起MAC幀中繼的作用，但它的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。假定兩個網(wǎng)橋之間是通過X.25虛電路連接，并且兩個端系統(tǒng)之間建立了直接的邏輯關(guān)系，沒有其他LLC實體，這樣，X.25分組層工作于802 LLC層之下。為了使MAC幀能完整地在兩個端系統(tǒng)之間傳送，源端網(wǎng)橋接收到MAC幀后，要給它附加上X.25分組頭和X.25數(shù)據(jù)鏈路層的幀頭和幀尾，然后發(fā)送給直接相連的DCE。這種X.25數(shù)據(jù)鏈路幀在廣域網(wǎng)中傳播，到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)橋并剝掉X.25字段，恢復(fù)為原來的MAC幀，然后發(fā)送給目標(biāo)站。

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圖5-8 兩個網(wǎng)橋通過X.25網(wǎng)絡(luò)相連

在簡單情況下（例如，一個網(wǎng)橋連接兩個LAN），網(wǎng)橋的工作只是根據(jù)MAC地址決定是否轉(zhuǎn)發(fā)幀，但是在更復(fù)雜的情況下，網(wǎng)橋必須具有路由選擇的功能。例如在圖5-9中，假定站1給站6發(fā)送一個幀，這個幀同時被網(wǎng)橋101和102捕獲，而這兩個網(wǎng)橋直接相連的LAN都不含目標(biāo)站。這時網(wǎng)橋必須做出決定是否轉(zhuǎn)發(fā)這個幀，使其最后能到達(dá)站6。顯然網(wǎng)橋 102應(yīng)該做這個工作，把收到的幀轉(zhuǎn)發(fā)到LANC；然后再經(jīng)網(wǎng)橋104轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)站。可見網(wǎng)橋要有做出路由決策的能力，特別是當(dāng)一個網(wǎng)橋連接兩個以上的網(wǎng)絡(luò)時（例如圖5-9中的網(wǎng)橋103），不但要決定是否轉(zhuǎn)發(fā)，還要決定轉(zhuǎn)發(fā)到哪個LAN上去。

網(wǎng)橋的路由選擇算法可能更復(fù)雜。在圖5-10中，網(wǎng)橋 105直接連接LAN A和 LAN E，從而構(gòu)成了從LAN A到LAN E之間的冗余通路。如果站1向站5發(fā)送一個幀，該幀既可以經(jīng)網(wǎng)橋101和網(wǎng)橋103到達(dá)站5，也可以只經(jīng)過網(wǎng)橋105直接到達(dá)站5。在實際通信過程中，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的交通情況決定傳輸路線；另外，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)配置改變時（例如網(wǎng)橋105失效），網(wǎng)橋的路由選擇算法也要隨機(jī)應(yīng)變。考慮了這些因素后，網(wǎng)橋的路由選擇功能就與網(wǎng)絡(luò)層的路由選擇功能類似了。在最復(fù)雜的情況下，所有網(wǎng)絡(luò)層的路由技術(shù)在網(wǎng)橋中都能用得上。當(dāng)然，一般由網(wǎng)橋互連局域網(wǎng)的情況，遠(yuǎn)沒有廣域網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)層復(fù)雜，所以有必要研究更適合于網(wǎng)橋的路由技術(shù)。

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為了對網(wǎng)橋的路由選擇提供支持，MAC層地址最好是分為兩部分：網(wǎng)絡(luò)地址部分（標(biāo)識互聯(lián)網(wǎng)中惟一的 LAN）和站地址部分（標(biāo)識某 LAN中唯一的工作站）。IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)建議：16位的MAC地址應(yīng)分成7位的LAN編號和8位的工作站編號，48位的MAC地址應(yīng)分成14位的LAN編號和32位的工作站編號，其余的1位或2位用于區(qū)分組地址/單地址，以及局部地址/全局地址。

在網(wǎng)橋中使用的路由選擇技術(shù)可以是固定路由技術(shù)。像網(wǎng)絡(luò)層使用的那樣，每個網(wǎng)橋中存儲一張固定路由表，網(wǎng)橋根據(jù)目標(biāo)站地址，查表選取轉(zhuǎn)發(fā)的方向，選取的原則可以是某種既定的最短通路算法。當(dāng)然，在網(wǎng)絡(luò)配置改變時路由表要重新計算，具體實現(xiàn)方法可參見第5章。

固定式路由策略適合小型和配置穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。除此之外，IEEE 802委員會開發(fā)了兩種路由策略規(guī)范：IEEE 802.1發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)是基于生成樹算法，可實現(xiàn)透明網(wǎng)橋；伴隨IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)的是源路由網(wǎng)橋規(guī)范。下面分別介紹這兩種網(wǎng)橋標(biāo)準(zhǔn)。